Тонкоплівковий роторний апарат

Тонкоплівковий роторний апарат для процесу випаровування, концентрування та дистиляції, який складається з корпусу, забезпеченого поверхнею, що передає тепло, системи приводу, герметизуючого вузла, сепаруючого пристрою і розташованого по осі апарата ротора з рухливими шарнірними лопатками, який відрізняється тим, що, шарнірні лопатки на своїх кромках оснащені на виносних консолях зчищувальними смугами, що контактують з поверхнею теплообміну під кутом 30° і утворюють зазор з поверхнею і кромкою лопаток, який дорівнює половині ширини смуги Винахід відноситься до конструкції тонко плівкових роторних апаратів, які використовують для процесів випаровування, концентрування, дистиляції і може бути використаний на підприємствах харчування для виробництва паст, наприклад, фруктової, овочевої Відомо багато конструкцій роторних плівкових апаратів, у яких використовуються різні плівка утворюючі елементи [1] Найбільш розповсюдженими є ротори з шарнірними лопатками елементами і ВІДПОВІДНО збільшити інтенсифікацію процесу видалення вологи Але дане конструктивне рішення, добре застосувати під час обробки розчинів з отриманням кінцевого кубового залишку у вигляді сухого дрібнодисперсного порошку Під час обробки пастоподібних продуктів, наприклад фруктових і овочевих пюре, коли волога ВІДДІЛЯЄТЬСЯ не повністю (збільшення концентрації сухих речовин від 15% до 35%), необхідно зробити інтенсивне перемішування в самому плівковому пото Відомий ТОНКО ПЛІВКОВИЙ роторний апарат з рухливими лопатками [2], у якому шарнірні лопатки розташовані похило і забезпечують тим самим примусове переміщення оброблюваного продукту по поверхні теплообміну до вивантажувального патрубка Недоліком даного конструктивного рішення є утворення "носових" хвиль перед передньою крайкою шарнірних лопаток, що несуть у собі 70 -75 % КІЛЬКОСТІ оброблюваного продукту і мають осьову швидкість у 10 разів більше, ніж у плівковому плині за шарнірною лопаткою Часткове усунення даного негативного явища, є у конструкції роторного плівкового апарата, де шарнірні лопатки виконано у виді рамок, що зрізують [3] Даний винахід дозволив інтенсифікувати процес термічного видалення розчинника (випарювання І сушіння) за рахунок постійного підрізання плівки (шару продукту) І накладення його на очищену поверхню корпуса апарата, яка передає тепло Дане конструктивне рішення дозволило цілком виключити хвилеутворювання перед шарнірними ці Крім того, перемішування в ПЛІВЦІ ДОЗВОЛИТЬ звести до мінімуму ймовірність утворення плівкової карамелізацм продукту на поверхні теплообміну Прототипом винаходу є роторний апарат [4], у якого шарнірні лопатки, виготовлені у вигляді рамок із закріпленою на них сітковою полотниною Таке конструктивне рішення шарнірних елементів роторного пристрою, дозволило інтенсифікувати процес видалення розчинника з оброблюваного продукту за рахунок перерозподілу носових хвиль перед лопаткою в плівку А також дозволило всю товщину плівки перевести в струминний плин у момент проходження оброблюваного обсягу рідини через осередки сіткової полотнини У цьому випадку маємо рівнобіжні плини струменів оброблюваної рідини в ПЛІВЦІ Але недоліками цього конструктивного рішення є абсолютна його непридатність під час обробки продукту з підвищеною в'язкістю І З наявністю дрібнодисперсних часток наприклад, фруктові й овочеві пюре, в цьому випадку можливо захаращування осередків сіткової полотнини о (О ю 45609 На підставі цих передумов нами розробляєтьрідкого теплоносія У деяких конкретних випадках ся нове конструктивне рішення, що інтенсифікує нагрівання, може здійснюватися за допомогою процес теплообміну електронагрівачів У роторному пристрої 5 на опорних кільцях 9 (фіг 2) за допомогою вушок 10 кріпУ основу винаходу покладено завдання запроляться шарнірні лопатки 6 Оброблюваний продукт понувати таке конструктивне рішення роторного (концентрати овочевих чи фруктових пюре), який плівкового апарата, що виключає утворення носознаходиться в ПЛІВЦІ, формується шарнірною лових хвиль перед шарнірними лопатками, а також паткою б разом із смугою, що зрізує 8 і має малих забезпечить постійну товщину рідинного потоку в розмірів хвилю перед цією смугою Потік продукту зоні крайки лопатки та поверхні теплообміну й інпри обертанні роторного пристрою 5 переливаєтьтенсифікує процес теплообміну за рахунок більшої ся через смугу, що зрізує, і надходить у зазор І інтенсивності перемішування між поверхнею шарперед полотниноюшарнірної лопатки і під дією нірної лопатки, що зрізує полотниною, та поверхтільки відцентрової сили перетікає в зазор II між нею теплообміну крайкою шарнірної лопатки і поверхнею що переПоставлене завдання вирішується тим, що дає тепло Крім того, до відмінностей даного рішарнірні лопатки на своїх кромках оснащені на шення відноситься те, що зі збільшенням видатковиносних консолях зчищу вальними смугами, що вої характеристики шарнірна лопатка не змінює контактують з поверхнею теплообміну під кутом свій кут відхилення При цьому збільшується тіль30° і утворюють зазор з поверхнею і кромкою локи відносна швидкість проходження потоку рідини паток, який дорівнює половиш ширини смуги в зазорах 3 гідродинаміки відомо, що швидкість і Суть винаходу пояснюється кресленнями тиск у рідинних потоках знаходяться у зворотних фіг 1 - на якому показаний поздовжній перетин залежностях, отже, збільшення швидкості в роторного тонко плівкового апарата, на фіг 2 — зазорах (так званий насосний ефект) призводить поперечний перетин частини внутрішнього обсягу до падіння тиску і, отже, до інтенсифікації пароапарата і на фіг 3 — показаний перетин шарнірної утворення Оброблюваний потік у ПЛІВЦІ продукту, лопатки спільно з полотниною, що зрізує Тонко проходячи в зазорах шарнірних лопаток даної плівковий роторний апарат складається з корпуса конструкції, постійно випробує імпульсний вплив 1, оснащеного штуцерами введення/ виведення знижених тисків, що призводять до стійкого видапродукту й штуцером виходу вторинної пари, оболення легко летучої фази (пароутворення) Поліплонкою теплообміну 2 зі штуцерами введення/ шення фактора перемішування в самій ПЛІВЦІ вививедення теплоносія, пристрою, що сепарує З, значається зміною напрямку руху рідинного потоку системою герметизації обертового вала 4, ротора з гвинтового в ПЛІВЦІ по корпусі апарата на раді5, оснащеного системою шарнірних лопаток альне в зазорі й утворення в цій зоні великої КІЛЬКонструкція шарнірних лопаток б відображена КОСТІ мікро завихрень Дане конструктивне рішення на фіг 2 І фіг 3, де на полотнині шарнірних лопаток дозволило інтенсифікувати процес видалення на виносних консолях (тягах) 7 закріплюється порозчинника з обсягу оброблюваного продукту, і це лотнина, що зрізує 8 Конструктивно це виконуєтьбуло перевірено експериментальне Роторний ся таким чином, що зазор між пластинкою, що зрітонко плівковий апарат мав такі характеристики зує, І передньою поверхнею лопатки, а також поверхня теплообміну - F = 1 [м2], зазор між самою шарнірною лопаткою, крайкою й довжина поверхні, яка передає тепло - L = 1 поверхнею теплообміну є постійним і дорівнює [м], половині ширини пластини, що зрізує Крім того, кут ПЛАСТИНИ, що зрізує, з дотичної у точці дотидіаметр корпуса апарата - 0,3[м], ку з поверхнею теплообміну дорівнює 30° КІЛЬКІСТЬ шарнірних лопаток у перетині - Z = 4, частота обертання ротора - п = [с 1 ] Робота апарату полягає в наступному температура технологічного процесу - t = 120 Продукт, наприклад, овочеве пюре подається С] в штуцер введення, розташований у верхній частині корпуса 1 і формується в розподільному КІЛЬЦІ продуктивність по вихідному-G = 140 [кг\год], у вигляді рідинної плівки на поверхні теплообміну, моделлю оброблюваного продукту є вода що визначається межами поверхні оболонки тепРезультати експериментальних досліджень лообміну 2 Нагрівання здійснюється подачею в знесені дотабл оболонку 2 пари, що гріє, гарячої води чи іншого Таблиця 1 КІЛЬКІСТЬ отриманого дистиляту в роторному тонко плівковому апараті під час використання різних плівку утворювальних елементів на основі шарнірних зв'язків КІЛЬКІСТЬ експеримента льних досліджень 1 2 3 4 КІЛЬКІСТЬ дистиляту отриманого під час відгону Звичайна шарнірна Система "зрізаю- Сіткова шарнірна Шарнірна лопатка лопатка [кг/год] чий ніж" [КГ/ГОД] лопатка [кг/год] зі смугою, що зрізує [кг/год] 93-95 96-99 100-101 105-110 94-95 95-98 98-100 107-112 92-94 97-99 101-104 105-106 93-95 95-99 101-102 106-109 Дане конструктивне рішення показало високу ефективність застосування під час обробки пастоподібних продуктів за рахунок самоочищення зазорів на шарнірних лопатках, що розширило застосовність даного передбачуваного винаходу Для зменшення даних у таблиці, кожний із серії експериментальних досліджень мав два досвідчених прогони, із цієї причини в КІЛЬКОСТІ дистиляту показані два результати mm - max З таблиці видно, що більш ефективно працює апарат оснащений шарнірними лопатками з полотниною, що зрізує Продуктивність апарата, який оснащений лопатками з полотниною, що зрізує, вище в порівнянні зі звичайними шарнірними лопатками на 11% - 13% Це підтверджує ефективність даного конструктивного рішення Використана література 1 И М Вашлинец, А Г Сабуров Роторные пленочные аппараты в пищевой промыцшенности -М Агропромиздат, 1989-13бс 2 А С 1468556 СССР, МКИ В 01 D 1/22 Роторный тонкопленочный испаритель /А В Витер, АН Марченко, ГА Анохин и В А Андреевская, СССР№3899151/23-26, Заявл 21 05 85, Опубл 30 03 89, Бюл №42 3 А С 1546090 СССР, МКИ В 01 D 1/22 Роторный аппарат для получения сухих веществ из растворителя /Г А Анохин, А Б Тютюнников, А И Погорелова, А В Витер и Е М Воронов, СССР- № 4113910/ 23-26, Заявл 01 09,86, Опубл 28 02 90,Бкж №8 4 А С 1526715 СССР, МКИ В 01 D 1/22 Роторный тонкопленочный испаритель /ГА Анохин, А Б Тютюнников, А В Витер, Ю А Слачинский, Е М Воронов, В В Сумников и И В Миркин, СССР- № 4060518/23-26, Заявл 1103,86, Опубл 07 12 89, Бюл №45 ФІГ. 2 ФІГ. 1 45609 ФІГ. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71