4.7. Парозапорные устройства

Все аппараты, работающие с помощью насыщен­ного водяного пара, снабжаются специальными паро-запорными устройствами, с помощью которых пар не может пройти обогреваемый аппарат без полной кон­денсации. Для быстрого и автоматического удаления конденсата из парового пространства аппарата и по­терь греющего пара применяют конденсатоотводчики (водоотводчики), отличающиеся принципом действия запорного элемента: поплавковые, термостатические, термодинамические. Открытие или закрытие клапана в них зависит от перепада давления между входом в конденсатоотводчик и камерой давления.

Схема поплавкового конденсатоотводчика — кон­денсационного горшка изображена на рис. 4.6. Прибор состоит из чугунного корпуса (1), в который по шту­церу (2) поступает смесь пара и конденсата из обо­греваемого аппарата. Внутри горшка находится по­плавок (3), который плавает в жидкости и с помощью стержня (4) закрывает своим коническим концом (клапаном) (5) выход в крышке горшка. По мере накопления конденсата в кольцевом пространстве под поплавком, конденсат переливается в стакан, запол­няет его, вследствие чего стакан тонет. При опуска­нии стакана конический клапан открывает отверстие в крышке и конденсат под давлением пара вытесня­ется по трубке вокруг стержня (6) в выходной канал (7). Облегченный стакан всплывает и стержень (4) вновь закрывает выход из горшка до нового накопле­ния воды в поплавке.

58

4.8. Охлаждение. Конденсация

В фармацевтическом производстве очень часто воз­никает необходимость в охлаждении паров, жидкос­тей, газов. С этой целью используют наиболее распро­страненные и доступные теплоносители — воду и воз­дух.

Воздух применяется для естественного и искусст­венного охлаждения, последнее — с помощью вентиля­тора. При естественном охлаждении потери тепла про­исходят через стенку аппарата в окружающую среду. В зависимости от климатических условий и времени года возможно охлаждение теплоносителя воздухом до температуры 20—25 °С.

Веда — наиболее распространенный охлаждаю­щий агент. Ее достоинства: доступность, высокая теп­лоемкость, большой коэффициент теплоотдачи. Дости­гаемая степень охлаждения зависит от начальной тем­пературы воды, которая обычно составляет 8—12 °С. Низкотемпературные агенты (смесь льда с различными солями, холодильные рассолы) используют для охлаж­дения до температуры ниже 5—10 °С, обычно не полу­чаемой при применении воды.

Конденсация (сжижение) паров различных веществ путем отвода от них тепла проводится в аппаратах, называемых конденсаторами, в которых пар охлаж­дается холодным теплоносителем и переводится в жид­кое состояние. Конденсация применяется с целью ус­корения процесса выпаривания растворов, а также для улавливания ценных экстрагентов и растворите­лей.

Различают два вида конденсации: поверхностную, при которой конденсирующие пары и охлаждающий агент разделены стенкой, а конденсация паров проис­ходит на ее внутренней или внешней поверхности, и конденсацию смешением, при которой конденсирую­щие пары непосредственно соприкасаются с охлаж­дающим агентом.

Поверхностная конденсация осуществляется в по­верхностных конденсаторах, которые в конструктив­ном отношении ничем не отличаются от трубчатых или змеевиковых теплообменников. Они служат для улавливания паров ценного экстрагента или раство­рителя, в них всегда используют принцип противотока. Вначале пар конденсируется, отдавая скрытую тепло-

59

Рис. 4.7. Прямоточный конден­сатор смешения. Объяснение в тексте.

ту парообразования. В пе­риод конденсации темпе­ратура пара неизменна, равна точке кипения, при которой он входит в кон­денсатор. После того как весь пар перейдет в кон­денсат, он охлаждается до заданной температуры. Вследствие конденсации пара в межтрубном прост­ранстве конденсатора соз­дается значительное раз­режение (вакуум).

Конденсация смешени­ем осуществляется в кон­денсаторах смешения пу­тем введения холодной воды в струю движущего­ся пара. В прямоточных конденсаторах вода и пар

движутся в одном напрвлении, в противоточных — навстречу друг другу. Эффективность работы -конден­саторов смешения находится в прямой зависимости от поверхности соприкосновения теплоносителей, поэтому холодную воду разбрызгивают при помощи различ­ных устройств. Наибольшая поверхность контакта пара и воды достигается пропусканием воды через ситчатые тарелки, трубы с отверстиями и переливом струй воды через края каскадно расположенных перфорированных полок, тарелок. Конденсаторы смешения используют при упаривании водных вытяжек. На рис. 4.7 изобра­жен прямоточный конденсатор смешения. Соковый пар вводится в верхнюю часть конденсатора через штуцер (1), охлаждающая вода через штуцер (2). Вода пере­текает с полки на полку в виде тонких струй через отверстия и борта. Нагретая вода вместе с конденса­том и воздухом удаляется мокровоздушным насосом через патрубок (3).

60

Контрольные вопросы

1. Что такое тепловой процесс? Какими способами распространяет­ ся тепло?

2. Почему в качестве источника тепла широко используется во­ дяной пар?

3. В каких случаях используется «глухой» и «острый» пар?

4. Какие типы теплообменников используют для конденсации па­ ров?

5. Какие типы теплообменников используют для нагрева и упари­ вания жидкостей?

6. Что такое парозапорное устройство и с какой целью его исполь­ зуют?