Вакуум- апарат

1. Вакуум-апарат виготовлення маси для цукрових продуктів у формі трубчастого теплообмінника, що має пучок пронизуваних теплоносієм щільно розташованих труб (4), встановлених всередині корпуса (1), що має бічний підвідний патрубок (11) для підведення маси і бічний відвідний патрубок (12) для відведення маси, яка ззовні омиває труби (4), і поворотні щитки (5), які за винятком виїмок (6) у їх крайових зонах щільно прилягають до внутрішньої стінки корпуса (1), з ущільненням пронизані трубами (4) і обмежують проточні камери, виконані з можливістю послідовного пропускання маси шляхом протилеглого розміщення виїмок (6) сусідніх поворотних щитків (5), причому підвідний і відвідний патрубки (11, 12) розміщені навпроти виїмки (6) відповідного найближчого поворотного щитка (5), який відрізняється тим, що між підвідним патрубком (11) і відвідним патрубком (12) встановлено додатковий приєднувальний патрубок (15). C2 2 (19) 1 3 77649 4 лежно від виду суміші може являти собою нагрічого зменшується теплопередача від теплоносія вання, попереднє розчинення і/або варіння, а видо продукту. Щоб утримувати бажану температуру моги до теплової обробки дуже відрізняються запродукту на постійному рівні, треба підвищува ти лежно від виду оброблюваної суміші. Багато температуру теплоносія, що ще більше прискорює сумішей містять складові частини, які при нагріефект пригоряння. Крім того, ці нагари спричиняванні є схильними до пригоряння або потребують ють ризик відокремлення пригорілих частинок, які бережної обробки. Це, наприклад, стосується мопотім розподіляються у продукті. При застосуванлока або молочних компонентів, фр уктових компоня термовразливих продуктів виникає, принаймні нентів або желеутворюючих засобів, таких як жечастково, ще й термічний розклад цих продуктів, латин, пектін або гуммі-арабік. який може позначатися на зміні забарвлення і моІснує багато типів вакуум-апаратів, які, однак же бути частково компенсованим шляхом надлишне можуть бути задовільними у всіх відношеннях. кового дозування. Всього цього вдається уникнути Мабуть, найбільш старими типами є так звані кабільш досконало у апараті, відомому із DE-C рамелеварочні апарати (різновид обігрівних кот3528426, ніж в апаратах іншого типу. лів), які часто були устатковані мішалкою і були Однак цей відомий вакуум-апарат також має придатні для дозованої обробки простих малочутнедоліки, особливо спричинені поворотними щитливих сумішей. Однак, якщо суміш була схильною ками. Саме поворотні щитки можуть бути розмідо пригоряння, виникали проблеми. Часткове вищені між розташованими перпендикулярно до труб рішення давало забезпечення мішалок скребками камерами для потоку таким чином, що суміш по("шабровані обігрівні поверхні"). Поза тим, такі перемінно проходить крізь кільцевий проріз між апарати не були придатні до безперервної роботи. одним поворотним щитком та внутрішньою стінкою Досі для безперервної роботи застосовували вакуум-апарата, а потім крізь центральний отвір у так звані змієвикові вакуум-апарати, у яких суміш, наступному поворотному щитку, тобто практично що підлягає обробці, пропускали крізь змійовик, від граничної зони апарата до середини, а потім що нагрівається зовнішнім теплоносієм. Але і в знов у напрямку граничної зони, і т.д. При цьому у цьому випадку існує проблема пригоряння. З нею зоні подачі та відводу суміші все-таки мають місце намагаються боротися різними шляхами, наприділянки, позбавлені примусового протікання, тобто клад за допомогою сплющеного поперечника зміу ци х ділянках суміш може запишатися на невийовика з метою підвищення швидкості між стінказначено довгий проміжок часу, внаслідок чого тут ми або шляхом додаткових вставок у змійовику, можлива поява пригоряння. Крім того, на паропротобто за допомогою заходів, за рахунок яких можвідні труби у ділянці центральних отворів поворотна забезпечити максимально короткий час контакних, щитків потік частково набігає не перпендикуту суміші та поверхні нагріву. лярно, а поздовж цих труб, внаслідок чого суміш у Однак успішність таких заходів є обмеженою, цій ділянці не може бути завихреною. Конструкція а вакуум-апарат треба часто відключати для очистакож обумовлює наявність на поворотних щитках тки. Деякі з сумішей, особливо на основі крохмаз виїмкою на краю у ділянці центральної осі між лю, взагалі не можуть бути оброблені задовільно. паропровідними трубами таких зон, крізь які не Для таких сумішей досі застосовували переважно проходить потік. так звані струминні вакуум-апарати, у яких гарячу Винахід має дати можливість уникнути цих непару вдувають безпосередньо у суміш. Перевага доліків і створити такий вакуум-апарат, що був би цього способу полягає у відносно простому технічоптимально придатним для всіх видів оброблюваному перетворенні і у відсутності поверхні нагріву. них сумішей. Недоліком є прямий контакт теплоносія та суміші. Взятий за основу вакуум-апарат у формі трубРаніше став відомим тип вакуум-апарата, прачастого теплообмінника, у якому всередині корпуцюючого за принципом трубчастого теплообміннису обшивки пролягає пучок щільно розташованих ка і описаного, наприклад, у DE-C 3528462. У цьотруб, крізь які проходить теплоносій, а оброблюму апараті крізь пучок труб 1 продовгува того вана суміш, яка поступає та відходить крізь бічні трубчасто го теплообмінника проходить потік теппатрубки, омиває труби ззовні, причому в зовнішлоносія, а оброблювана суміш, що знаходиться ньому корпусі передбачено поворотні щитки, які всередині зовнішнього корпусу теплообмінника, обмежують камери для потоку і мають отвори для омиває труби ззовні. Вона за допомогою відбійних переходу оброблюваної суміші від однієї камери або поворотних щитків, які знаходяться всередині для потоку до іншої, згідно з винаходом відрізнятеплообмінника і пронизані трубами пучка труб, ється тим, що поворотні щитки у вузькій крайній спрямовується у напрямку, здебільшого перпендиділянці устатковані сегментовидними отворами, і кулярному до труб пучка, отримуючи при цьому ці отвори поперемінно знаходяться на діаметрадодаткове завихрення на труба х. Це забезпечує льно протилежних сторонах вн утрішньої стінки добру передачу енергії, завдяки якій можливим зовнішнього корпусу, причому отвір першого у настає застосування суміші та теплоносія з незначпрямку потоку поворотного щитка розташовано ною різницею температур, внаслідок чого знижунавпроти впускного патрубка для суміші, а отвір ється існуюча схильність до пригоряння, а продукостаннього поворотного щитка - навпроти випусктивність зростає. ного патрубка. При нагріванні або кип'ятінні схильних до приВинахід дозволяє у нескладній конструктивній горяння продуктів якраз у всіх звичних вакуумформі, але з виключною ефективністю досягти апаратах з нешаброваною поверхнею нагріву на того, щоб оброблювана суміш на своєму зигзагоній утворюється відкладення продукту. Товщина подібному шля ху поступала перпендикулярно на цього відкладення з часом збільшується, внаслідок обігрівні труби, і щоб не існувало ділянок, де б 5 77649 6 виникали часткові потоки, які б могли де-небудь що виїмка 6 першого, найбільш нижнього поворотзатримуватися на неконтрольований проміжок ного щитка знаходиться точно на протилежній часу. Таким чином суміш усередині камер може стороні патрубка подачі 11, а виїмка наступного по прямувати до обігрівних тр уб лише перпендикулявисоті поворотного щитка 5 розташована на прорно і ніколи - паралельним потоком. У поєднанні з тилежній стороні першої виїмки, і так далі до найіншими притаманними перевагами вакуумвищої виїмки, яка знов-таки знаходиться на протиапарата, який працює за принципом трубчастого лежній стороні патрубка відводу 12. теплообмінника, досягається оптимальний резульПоворотні щитки розділяють внутрішній простат практично для кожної оброблюваної суміші тір вакуум-апарата на окремі камери для потоку, а незалежно від її складу. Мається на увазі, що при за допомогою діаметрально протилежного розтацьому робочі параметри вакуум-апарата, такі як шування виїмок 6 забезпечується те, що суміш, температура, тиск та пропускна спроморжність яка надходить у корпус обшивки, прямує через можуть бути узгоджені із оброблюваною сумішшю окремі камери зигзагоподібно знизу вверх, доки відомим способом. вона нарешті не вийде із патрубка відводу 12. СуПодальші подробиці та ознаки винаходу виміш може переходити із попередньої камери у накладені у залежних пунктах і детальніше розгляступну лише у зоні виїмок 6, і саме при повороті на даються у прикладах здійснення за допомогою 180°. Внаслідок цього суміш всередині камер може креслень. Вони зображують: протікати лише перпендикулярно до труб 4 і ніколи Фіг.1 - основний тип вакуум-апарата згідно з - паралельно. Тому на окремих труба х існують винаходом у перспективно-схематичному вигляді, лише дуже короткі терміни контакту, які у всі х місФіг.2-у тому ж вигляді приклади виконання бічцях всередині вакуум-апарату мають майже однаних пропускних отворів у поворотних щитках, кову довжину. Яких-небудь місць на обігрівальних Фіг.3 - приклад зміни поперечника пропускного труба х 4, які б мали суттєво довші терміни контакотвору, ту і, отже, тривалість перебування часткових потоФіг.4 - інший приклад попереднього об'єкту. ків значно відрізняється від основного потоку, не Схематично зображений на Фіг.1 основний тип існує. Таким чином суміш нагрівається рівномірно і вакуум-апарата виходить із принципу трубчастого бережно. теплообмінника. Передбачено трубчастий в осноРазом всі вставки, призначені для потоку всевному зовнішній корпус 1, який на обох кінцях передині корпусу, тобто поворотні щитки 5 з виїмкареходить у запірний ковпак 2, 2'. У ділянці перехоми 6 виконані таким чином, що зміна в'язкості обду зовнішнього корпуса 1 в запірнні ковпаки роблюваної суміші враховується так, що швидкість знаходяться дві трубні дошки 3, 3', які мають багапотоку перпендикулярно пучку труб між двома то щільно розташованих отворів, між якими проляповоротними щитками утримується якомога погає відповідно пучок щільно розташованих перестійною. Це можна забезпечити за рахунок того, важно прямолінійних тр уб 4. що відстань між двома поворотними щитками, Описаний таким чином пристрій має дуже тобто об'єм камер, утворених між двома поворотструнку форму (співвідношення довжини та діаменими щитками, є різним, наприклад збільшується тра перевищує 3:1) і встановлюється вертикально. певним чином знизу вверх. Також розмір та форма Він устаткований кількома з'єднаннями, а саме виїмок 6 може бути різною відповідно до вимоги відразу над нижнім дном 3' з патрубком 11 для якомога більш рівномірної швидкості вздовж шляподачі оброблюваної маси, відразу під верхнім ху проходження суміші, причому деталі розміру та дном 3 з патрубком 12 для відводу оброблюваної форми виїмки б залежить також від різновиду обмаси і у ділянці обох запірних ковпаків 2, 2' з двороблюваної маси. На Фіг.2 зображені п'ять прима патрубками 18 та 19 для подачі та відводу тепкладів різного виконання виїмок 6а-6е. лоносія. Можуть бути передбачені інші з'єднання При описанні вакуум-апарату досі виходили з для додаткової подачі або відводу суміші. Це зотого, що виїмки, призначені для потоку, всередині бражено на Фіг.1 на прикладі допоміжного з'єднанкорпусу 1 не мали варіантів. При подальшому розня 15. витку винахідницької думки було передбачено У процесі роботи оброблювана суміш прохорізноманітне виконання розміру та форми виїмок дить від нижнього патрубка подачі 11 всередині 6. На Фіг.3 показана можливість безперервного корпусу вгору і залишає його через верхній патрузвуження виїмок 6 за допомогою регулювальної бок 12. Теплоносій прямує протилежним потоком пластини 7а, яка за допомогою обслуговуваної зверху вниз, він входить у верхній патрубок подачі ззовні системи важелів 9а переміщується вверх 18, проходить крізь пучок труб 4 і залишає прилад або вниз і таким чином змінює розмір і форму вичерез нижній патрубок відводу 19. Звичайно, верхїмки 6. Фіг.4 зображує еквівалентне рішення за ній патрубок 12 може служити для подачі, а нижній допомогою переміщуваних сегментів 76, які, напатрубок 11 - для відводу, завдяки чому суміш приклад, шляхом застосування поворотного припроходить крізь апарат зверху вниз. Для теплоноводу 96 можуть бути переміщені з вертикального в сія в такому випадку діє протилежний напрямок горизонтальне положення з метою зміни площі та потоку. Вирішальним є те, що всередині корпусу форми виїмки 6. В обох випадках (Фіг.3 та Фіг.4) передбачені поворотні щитки 5, які, за винятком таким чином досягають зміни внутрішньої стр уктувиїмки 6, прилягають до внутрішньої стінки корпури вакуум-апарата, не маючи потреби демонтувасу, герметизуючи потік, і таким же чином їх пронити сам апарат. Це, наприклад, може бути потрібно, зують тр уби 4. При цьому виїмки 6 поворотних якщо в консистенції оброблюваної суміші відбуващитків у зростаючому порядку діаметрально зміються небажані зміни і стає вигідним переведення щуються відносно одна одної і саме таким чином, апарату з обробки суміші А на обробку іншої сумі 7 77649 8 ші В. пригоряння, це запобігає налипанню продукту на На Фіг.3 можна побачити можливість підтриповерхнях нагрівання. І хоча такі налипання не мання рівномірності перпендикулярного потоку за виключені в усіх випадках, але порівняно з відодопомогою відхиляючих планок 8. Звичайно, планмими вакуум-апаратами з нешаброваними обігрівки 8 можуть бути поворотними навколо своєї поними поверхнями (включаючи апарат, відомий із здовжньої вісі (це не зображено на кресленні), так DE-C 3528426) вони дуже малі і можуть видалятищовони у випадку потреби спрямовуються більш ся після суттєво тривалої експлуатації без проміжабо менш перепендикулярно до потоку суміші, них очищень за допомогою порівняно простих запевною мірою впливаючи на потік суміші. собів, тобто, як правило, без хімічних додатків. Ще Також графічно не зображена існуюча можлибільш покращує ситуацію можливість додавання вість розміщення поворотних щитків 5 як таких особливо схильних до пригоряння продуктів до всередині корпусу 1 з можливістю переміщення, вже нагрітої основної маси через один або кілька наприклад за допомогою системи важелів, аналододаткових бічних патрубків, наприклад через догічних системі важелів 9а, щоб можна було варіюпоміжний патрубок 15 між впуском та випуском. вати розмір камер між двома поворотними щиткаВигідне застосування цього вакуум-апарату ми, а саме знову-таки або під час роботи при придатне також для рецептур, які не містять схиобробці певної суміші А або при переведенні з льних до пригоряння компонентів, оскільки зменобробки суміші А до суміші Б. шені термічні навантаження і тут позитивно вплиНарешті слід зауважити, що круглий поперевають на якість продукту. За допомогою чник корпусу 1 є звичною формою виконання теппідключення додаткових вузлів та деталей можна лообмінників з пучком труб, але він не є виключно впливати на тиск у вакуум-апарат такою мірою, можливою формою для описаного вакуум-апарату. що, по-перше, шляхом нагрівання під нижнім тисМожливим варіантом, а інколи і більш вигідним є ком можна досягти більш високих температур без надавання корпусу 1 іншої форми поперечника, скорочення вмісту води, ніж в атмосферних умонаприклад овальної або еліптичної, або навіть вах, наприклад для прискорення карамелізації продовгувато-багатогранної. Таким чином, якщо (затримки кипіння), по-друге, під нижнім тиском параметри суміші того вимагають, можна в окрепри більш низьких температурах можна досягти мих випадках ще більше стимулюва ти рівномірне більш високого ступеню сухої субстанції за продута бережне нагрівання суміші. ктозберігаючих умов, наприклад для уповільнення Спільним для всіх можливих форм виконання карамелізації. Компактна конструкція та невеликі вакуум-апарата згідно з винаходом є те, що різнипорівняно з відомими апаратами зовнішні розміри ця температур між теплоносієм та кінцевим продудозволяють вмонтувати вакуум-апарат в установку ктом дуже незначна, тобто нагрівання є дуже бепри невеликих конструктивних затратах. режним. У випадку продуктів, схильних до 9 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 77649 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601