Вакуум-апарат періодичної дії з механічним циркулятором

Реферат: Вакуум-апарат періодичної дії з механічним циркулятором являє собою циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, що розташований в верхній частині апарата, парову камеру з центральною циркуляційною трубою та механічний циркулятор з верхнім приводом.. Всередині циркуляційної труби радіально розміщені 3-4 вертикальні напрямні висотою 0,4-0,5 м на висоті 0,02-0,05 м над верхньою частиною робочого органа циркулятора. UA 80653 U (54) ВАКУУМ-АПАРАТ ПЕРІОДИЧНОЇ ДІЇ З МЕХАНІЧНИМ ЦИРКУЛЯТОРОМ UA 80653 U UA 80653 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до типу обладнання, що активно використовується на підприємствах цукрового виробництва для уварювання утфелів І, II та III продуктів. Як найближчий аналог прийнято вакуум-апарат періодичної дії з механічним циркулятором ВАЦМ-60, що наведений в фаховому журналі "Сахар" (Кухар В. Н., Лысюк П. И. Вакуум-аппарат с циркулятором: оптимизация теплопотребления, улучшение качества готовой продукции.// Сахар - 2006 -№ 7-е. 48-52), і являє собою циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, що розташований в верхній частині апарата, парову камеру з центральною циркуляційною трубою та механічний циркулятор з верхнім приводом, що розташовані в нижній частині апарата. Робота вище зазначеного вакуум-апарата супроводжуються вагомими недоліками. Найсуттєвіший з них - це великий гідравлічний опір циркуляційного контуру за рахунок створення вихрового потоку утфелю в циркуляційній трубі під впливом дії механічного циркулятора, як наслідок недостатнє значення кратності циркуляції, отже і недостатня інтенсивність процесів тепло- та масообміну, що в кінцевому підсумку зменшує якість отриманого утфелю та кристалічного цукру. В основу корисної моделі поставлено задачу: 1) зменшити гідравлічний опір циркуляційного контуру; 2) інтенсифікувати тепломасообмінні процеси за рахунок підвищення кратності циркуляції; 3) інтенсифікувати процес рекристалізації сахарози; 4) підвищити якість отриманого утфелю та кристалічного цукру. Поставлена задача вирішується тим, що вакуум-апарат періодичної дії з механічним циркулятором ВАЦМ-60, який являє собою циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, що розташований в верхній частині апарата, парову камеру, згідно з корисною моделлю всередині циркуляційної труби та радіально розміщені 3-4 вертикальні напрямні висотою 0,4-0,5 м на висоті 0,02-0,05 м над верхньою частиною робочого органа циркуля тора. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованим технічним рішенням та очікуваним результатом наступний: 1) Встановлення радіально в середині циркуляційної труби 3-4 вертикальних направляючих висотою 0,4-0,5 м на висоті 0,02-0,05 м над верхньою частиною робочого органу циркулятора, зводить до мінімуму вихрові потоки утфелю в циркуляційній трубі, що зменшує гідравлічний опір циркуляційного контуру; 2) За рахунок зменшення гідравлічного опору циркуляційного контуру підвищується кратність циркуляції, що сприяє збільшенню інтенсивності теплопередачі, та як наслідок збільшенню інтенсивності масообміну; 3) За рахунок підвищення кратності циркуляції відбувається інтенсифікація рекристалізації, внаслідок чого покращується гранулометричний склад кристалів цукру; 4) Інтенсифікація тепломасообміну зменшує час активної роботи вакуум-апарата, що забезпечує зменшення ступеня термічного розкладу сахарози. Запропонована корисна модель дозволяє забезпечити в повному обсязі очікуваний технічний результат. На кресленні зображено вакуум-апарат періодичної дії з механічним циркулятором, який складається з парової камери 1, кип’ятильних трубок 2, нижньої і верхньої трубних решіток 6, циркуляційної труби 3, механічного циркулятора 4 з верхнім приводом 5, з чотирьох напрямних 7, та сепаратора 8. Принцип роботи вакуум-апарата з механічним циркулятором. Створивши робочий тиск в вакуум-апараті до 0,02 МПа за рахунок вакууму, він починає заповнюватись сиропом. Як тільки вакуум-апарат заповниться на 1/3 висоти парової камери, частково відкривають паровий вентиль і починають прогрівати парову камеру 1. Коли рівень сиропу досягне такої висоти, при якій він буде покривати всю поверхню парової камери при кипінні, паровий вентиль відкривають повністю і при залишковому тиску не вище 0,02 МПа проводять інтенсивне згущення. При кипінні кипляча маса піднімається по кип'ятильних трубках 2, а опускається до низу по циркуляційній трубі 3, знаходячись постійно в русі. Перемішуючий пристрій 4 з верхнім приводом5 нагнітає кристалізуючу масу під нижню трубну решітку 6 для забезпечення примусової циркуляції. При цьому за рахунок трьох-чотирьох напрямних 7, встановлених радіально в циркуляційній трубі, рух утфелю відбувається без утворення завихрювань всередині труби, тим самим не створюючи на шляху руху наступного потоку додаткових перешкод, що в свою чергу зумовлює зменшення гідравлічного опору циркуляційного контуру. Вторинна пара, утворена в результаті випаровування води в робочому об'ємі апарата, 1 UA 80653 U 5 10 15 20 25 проходить через сепаратор 8, звільнюється від крапель утфелю і надходить в барометричний конденсатор. При коефіцієнті пересичення 1,25-1,3, коли концентрація розчину знаходиться в лабільній зоні, здійснюється введення затравки. Як тільки в сиропі після цього виникає достатня кількість центрів кристалізації, в вакуум-апарат підкачують деяку кількість сиропу для зниження коефіцієнта пересичення до 1,08-1,12, тобто пересичення сиропу переводять в метастабільну зону, коли нові кристали не виникають, а ростуть існуючі. Підкачку попередньо нагрівають приблизно на 5 °C більше температури кипіння утфелю. Тому при надходженні в вакуум-апарат він скипає, а це спонукає швидкому змішуванню його з масою утфелю і запобігає виникненню дрібних кристалів. Температура утфелю в вакуум-апараті підтримується 68-70 °C. В процесі збільшення маси кристалів міжкристальний розчин утфелю обезцукрюється і в кінці уварювання чистота його знижується з 91-93 % до 82-84 %. Коли в вакуум-апараті кількість утфелю досягне максимального значення, підкачку сиропу припиняють, але випаровування води і кристалізацію цукрози продовжують, доки не отримають необхідну концентрацію сухих речовин 92-94 %. Технічний результат полягає у зменшенні гідравлічного опору циркуляційного контуру, в результаті чого підвищується кратність циркуляції, що в свою чергу призведе до: інтенсифікації процесів тепломасообміну; інтенсифікації рекристалізації сахарози; підвищення якості отриманого утфелю та кристалічного цукру. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Вакуум-апарат періодичної дії з механічним циркулятором, який являє собою циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, що розташований в верхній частині апарата, парову камеру з центральною циркуляційною трубою та механічний циркулятор з верхнім приводом, що розташовані в нижній частині апарата, який відрізняється тим, що всередині циркуляційної труби радіально розміщені 3-4 вертикальні напрямні висотою 0,4-0,5 м на висоті 0,02-0,05 м над верхньою частиною робочого органа циркулятора. 2 UA 80653 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 3