1.4 Роторно-пленочные выпарные аппараты

Роторно-пленочные выпарные аппараты применяют при кон­центрировании пищевых растворов, а также суспензий.

Роторно-пленочный выпарной аппарат представляет собой цилиндриче­ский или конический корпус с обогреваемой рубашкой. Внутри корпуса вращается ротор, распределяющий раствор по цилиндрической поверхности корпуса в виде пленки, а в некоторых случаях — в виде струй и капель. Роторно-пленочные аппараты выполнены, как правило, из нержавеющей стали Х18Н10Т и углеро­дистой стали. Высота аппаратов достигает 12,5 м при диаметре 1,0 м, площадь поверхности теп­лообмена от 0,8 до 16 м².

Роторно-пленочные аппараты бы­вают с жестким или размазывающим ротором. Жесткий ротор изготовляют пустотелым с лопастями. Зазор между лопастью и стенкой аппарата составляет от 0,4 до 1,5 мм. Исходный продукт подается в верхнюю часть аппарата и лопастями распределяется по цилиндрической стенке в виде пленки. Окружная скорость лопастей достигает 12 м/с. При работе под вакуумом (при давлении до 100 Па) вал ротора уплотняется специальным торцевым уплотнением. Нижний подшипник смазывается перераба­тываемым материалом.

Принципиальное отличие испарителя с размазывающим ротором заключается в применении ротора с шарнирно закрепленными на валу флажками. При вращении ротора флажки прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности корпуса и размазы­вают по ней продукт в виде пленки. Такие аппараты применяют также для проведения совмещенного процесса концентрирования и сушки. Диаметр аппаратов достигает 1 м, площадь – от 0,8 до 12 м². окружная скорость вращения ротора с флажками – 5 м/с.

Конструкция аппаратов позволяет благодаря осевому перемеще­нию ротора регулировать толщину пленки и тем самым скорость процесса.

Роторно-пленочные аппараты имеют более высокие коэффици­енты теплопередачи, чем аппараты с падающей пленкой, они дости­гают значений, равных 2300…2700 Вт/(м²∙К), в то время как в аппа­ратах с падающей пленкой – 1500... 1600 Вт/(м²∙К).

1.5 Описание установки

Функциональная схема установки для концентрации сыворотки представлена на рис.1. Установка включает в себя:

Выпарной аппарат – 1;

Конденсатор – 2;

Подогреватель – 3;

Бак конденсата греющего пара – 4;

Бак конденсата вторичного пара – 5;

Бак исходного продукта – 6;

Бак готового продукта – 7;

Бак конденсата вторичного – 8;

Насос подачи исходного продукта – 9;

Насос отвода готового продукта – 10;

Насос отвода конденсата греющего пара – 11;

Вакуумный насос – 12.

Исходный раствор по линии 4 из бака исходного продукта 6 при помощи насоса 9 подается через подогреватель 3 в греющую камеру выпарного аппарата 1. Так же в греющую камеру по линии 1 подается греющий пар под давлением 180 кПа. В ней раствор при разряженном давлении 30 кПа в виде пленки находится на поверхности труб, а пар движется по оси трубы с большей скоростью, увлекая за собой пленку жидкости. При движении пара и пленки жидкости за счет трения происходят турбулизация пленки и интенсивное обновление поверхности. Концентрированный раствор через сепаратор по линии 5 отводится в бак готового продукта 7. Вторичный пар по линии 7 поступает в конденсатор 2, при этом часть вторичного пара подается в подогреватель 3. Так же в конденсатор по линии 2 подается охлаждающая вода. Из конденсатора 2 конденсат вторичного пара отводится по линии 8 в бак конденсата вторичного пара 8, а неконденсирующиеся газы отводятся при помощи вакуумного насоса 12 по линии 9. Конденсат греющего пара по линии 3 отводится в бак конденсата греющего пара 4, откуда поступает на ТЭЦ.