Бродильний апарат

Реферат: Бродильний апарат належить до технологічного обладнання, яке призначене для зброджування цукровмісних середовищ. Бродильний апарат складається з циліндричного корпусу, сорочки охолодження, конічного днища, патрубків підведення і відведення середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки і устатковано циркуляційним контуром по парогазовій фазі у складі трубопроводу з засувкою, який з′єднаний через патрубок з газовим середовищем циліндричного корпусу та циркуляційним контуром по парогазовій та парогазорідинній фазах, що обладнаний трубопроводами, засувкою, компресором, скрубером-конденсатором, барботером газової фази, що розміщений в рідинному середовищі циліндричного корпусу; а також має датчик рівня піни, що з′єднаний з контролером, який управляє компресором і засувками парогазового контуру, причому скрубер-конденсатор містить додатковий контур у складі трубопроводів, насоса, запірної арматури і теплообмінника. UA 104401 C2 (12) UA 104401 C2 UA 104401 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Бродильний апарат належить до технологічного обладнання, яке призначене для зброджування цукровмісних середовищ і може бути використаний в пивоварній, спиртовій, виноробній та квасовій галузях. Відомий бродильний апарат [Маринченко В.О., Домарецький В.А., Шиян П.Л. та ін. Технологія спирту. "Поділля-2000", 2003. - С. 163, рис. 9.1], що складається з циліндричного корпусу, сорочки охолодження, конічного днища, патрубків підведення і відведення середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки. Але вказаний апарат не забезпечує інтенсифікацію масообмінних процесів, стабілізацію оптимальної для бродіння концентрації спирту в середовищі апарата на рівні 5…6 %, що приводить до необхідності завершувати процес бродіння при концентрації спирту біля 9 %. В основу винаходу поставлено задачу інтенсифікації масообмінних процесів, стабілізації оптимальної для бродіння концентрації спирту в середовищі апарата на рівні 5…6 % та подовження процесу бродіння в часі. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що бродильний апарат складається з циліндричного корпусу, сорочки охолодження, конічного днища, патрубків підведення і відведення середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки. Згідно з винаходом бродильний апарат устатковано циркуляційним контуром по парогазовій фазі у складі трубопроводу з засувкою, який з’єднаний через патрубок з газовим середовищем циліндричного корпусу та циркуляційним контуром по парогазовій та парогазорідинній фазах, що обладнаний трубопроводами, засувкою, компресором, скрубером-конденсатором, барботером газової фази, що розміщений в рідинному середовищі циліндричного корпусу, та має датчик рівня піни, що з’єднаний з контролером, який управляє компресором і засувками парогазового контуру, а скрубер-конденсатор містить додатковий контур у складі трубопроводів, насоса, запірної арматури і теплообмінника. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками, що пропонуються, і результатом, що очікується, наступний. Забезпечення бродильного апарата циркуляційним контуром по парогазовій фазі у складі трубопроводу з засувкою, який з’єднаний через патрубок з газовим середовищем циліндричного корпусу, та циркуляційним контуром по парогазовій та парогазорідинній фазах, що обладнаний трубопроводами, засувкою, компресором, скрубером-конденсатором, барботером газової фази, що розміщений в рідинному середовищі циліндричного корпусу, та має датчик рівня піни, що з’єднаний з контролером, який управляє компресором і засувками парогазового контуру, а скрубер-конденсатор обладнаний додатковим контуром у складі трубопроводів, насоса, запірної арматури і теплообмінника, дає можливість інтенсифікувати масообмінні процеси, стабілізувати оптимальну для бродіння концентрацію спирту в середовищі апарата на рівні 5…6 % та подовжити процес бродіння в часі. Таким чином сукупність запропонованих ознак дозволяє забезпечити в повному обсязі очікуваний технічний результат. На кресленні показано бродильний апарат. Він складається з циліндричного корпусу 1, сорочки охолодження 2, конічного днища 3, патрубків підведення 4 і відведення 5 середовища, запобіжного клапана 6, клапана санітарної обробки 7, циркуляційного контуру по пapoгазовій фазі 8, циркуляційного контуру по парогазовій та парогазорідинній фазах 9 з трубопроводами, засувками 10 та 11, компресором 12, барботером газової фази 13, датчиком рівня піни 14, контролером 15 і скруберомконденсатором 16 з додатковим контуром у складі трубопроводів, насоса 17, запірної арматури 18 і теплообмінника 19. Бродильний апарат працює наступним чином. Через патрубок 4 підведення середовища здійснюється заповнення об'ємів конічного днища 3 і циліндричного корпусу 1. У процесі бродіння відбувається насичення середовища діоксидом вуглецю, зростає внутрішній тиск в газовому просторі циліндричного корпусу. Компресором 12 парогазова суміш потрапляє при закритій засувці 10 і відкритій засувці 11 у скруберконденсатор 16, де здійснюється конденсація і відокремлення сконденсованої суміші води і спирту. А газова фаза СО2 подається в барботер 13 і диспергується в рідинне середовище, утворюючи поверхню поділу фаз. За рахунок масообміну між рідинною і диспергованою газовою фазами здійснюється насичення останньої парами спирту і води. Парогазові бульбашки виходять в об'єм газової фази апарата і цикл повторюється. За умови утворення піни в апараті спрацьовує датчик рівня піни 14 і контролер 15 закриває засувку 11 та відкриває засувку 10. В результаті на кілька секунд компресор створює підвищений тиск в газовій фазі апарата, який і гасить піну. Після цього засувка 10 закривається, засувка 11 відкривається і парогазовий потік спрямовується в скрубер-конденсатор з 1 UA 104401 C2 5 10 повторенням попереднього циклу. Конденсація парової фази здійснюється за рахунок її взаємодії з сумішшю води і спирту, циркуляція якої забезпечується насосом 17 з охолодженням в теплообміннику 19. Безперервне вилучення спирту з середовища бродильного апарата приводить до стабілізації концентрації спирту на рівні 5….6 %, що забезпечує вказані переваги. Після завершення циклу бродіння середовище відводиться з апарата через патрубок відведення середовища 5. Запобіжний клапан 6 та клапан санітарної обробки 7 використовуються для технічної підготовки апарата до наступного циклу. Технічний результат полягає в можливості інтенсифікації масообмінних процесів, стабілізації оптимальної для бродіння концентрації спирту в середовищі апарата на рівні 5…6 % та подовження процесу бродіння в часі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 Бродильний апарат, що складається з циліндричного корпусу, сорочки охолодження, конічного днища, патрубків підведення і відведення середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки, який відрізняється тим, що устаткований циркуляційним контуром по парогазовій фазі у складі трубопроводу з засувкою, який з′єднаний через патрубок з газовим середовищем циліндричного корпусу та циркуляційним контуром по парогазовій та парогазорідинній фазах, що обладнаний трубопроводами, засувкою, компресором, скруберомконденсатором барботером газової фази, що розміщений в рідинному середовищі циліндричного корпусу, та має датчик рівня піни, що з′єднаний з контролером, який управляє компресором і засувками парогазового контуру, причому скрубер-конденсатор містить додатковий контур у складі трубопроводів, насоса, запірної арматури і теплообмінника. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2