Вакуум-апарат періодичної дії

Реферат: UA 84067 U UA 84067 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. За прототип взято вакуум-апарат періодичної дії 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 - С. 48-52), і являє собою циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, розташований в верхній частині апарата, теплообмінну камеру з центральною циркуляційною трубою та механічний циркулятор з верхнім приводом, розташовані в нижній частині апарата. Робота вище зазначеного вакуум-апарата супроводжується суттєвим недоліком, а саме нерівномірністю температурного поля в робочому об'ємі апарата, що в свою чергу призводить до наступних негативних наслідків: 1. Нерівномірність температурного поля викликає нерівномірну циркуляцію кристалізуючої маси вздовж поперечного перерізу апарата; 2. Нерівномірність температурного поля призводить до збільшення витрат води на промивання утфелю і значного погіршення умови роботи центрифуг; 3. Нерівномірність температурного поля призводить до зниження якості кінцевого продукту цукру. В основу корисної моделі поставлені наступні задачі: 1. Зменшити нерівномірність температурного поля в поперечному перерізі робочого об'єму вакуум-апарата періодичної дії, що в свою чергу дозволить: 1.1 зменшити нерівномірність циркуляції кристалізуючої маси вздовж поперечного перерізу вакуум-апарата; 1.2. зменшити витрати води на промивання утфелю і значно покращити умови роботи центрифуг; 1.3. підвищити якість отриманого утфелю та кристалічного цукру; 2. Інтенсифікувати процес теплопередачі між перегрітою парою і утфелем. Поставлена задача вирішується тим, що вакуум-апарат періодичної дії, який включає циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, розташований в верхній частині апарата, теплообмінну камеру з центральною циркуляційною трубою та механічний циркулятор з верхнім приводом, розташовані в нижній частині апарата, згідно з корисною моделлю, додатково оснащується пристроєм для розподілення перегрітої пари, що встановлюється в теплообмінній камері. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом наступний: 1. Встановлення в теплообмінній камері пристрою для розподілення перегрітої пари забезпечує більш рівномірне поле швидкостей цієї пари в поперечному перерізі камери, що призводить до зменшення нерівномірності температурного поля в робочому об'ємі апарата, забезпечуючи при цьому: 1.1 однакове значення газовмісту (кількості утвореної парової фази) в кип'ятильних трубках і, як наслідок, рівномірну циркуляцію кристалізуючої маси вздовж поперечного перерізу вакуумапарата; 1.2. зменшення витрат води на промивання утфелю і значне покращення умови роботи центрифуг, за рахунок досягнення рівномірного гранулометричного складу цукру, шляхом зменшення інтенсивності небажаного розчинення-росту утворених кристалів сахарози; 1.3. підвищення якості отриманого утфелю та кристалічного цукру за рахунок зменшення втрат сахарози від термічного розкладу в робочому об'ємі апарата, в результаті чого в маточному розчині зменшиться кількість нецукрів; 2. Отриманий розподіл швидкості перегрітої пари в теплообмінній камері сприяє зменшенню товщини плівки конденсата на теплообмінних трубках, що призведе до підвищення коефіцієнта тепловіддачі від перегрітої пари до стінки трубки і, як наслідок, інтенсифікації теплопередачі між перегрітою парою і утфелем; Запропоноване технічне рішення дозволяє забезпечити в повному обсязі очікуваний технічний результат. На кресленні зображено вакуум-апарат періодичної дії, який складається з теплообмінної камери 1, оснащеною пристроєм 2 для розподілення перегрітої пари, кип’ятильних трубок 3, нижньої і верхньої трубних решіток 4, циркуляційної труби 5, механічного циркулятора 6 з верхнім приводом 7, та сепаратора 8. Принцип роботи вакуум-апарата періодичної дії. 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, 1 UA 84067 U 5 10 15 20 25 30 частково відкривають паровий вентиль і починають прогрівати теплообмінну камеру 1 (креслення). Коли рівень сиропу досягне такої висоти, при якій він буде покривати всю поверхню теплообмінної камери при кипінні, паровий вентиль відкривають повністю і при залишковому тиску не вище 0,02 МПа проводять інтенсивне згущення. При кипінні кипляча маса, за рахунок пристрою 2 для розподілення перегрітої пари, рівномірно вздовж поперечного перерізу піднімається по кип'ятильним трубкам 3 (креслення), а опускається до низу по циркуляційній трубі 5 (креслення). Перемішуючий пристрій 6 (Фіг.) з верхнім приводом 7 (креслення) нагнітає кристалізуючу масу під нижню трубну решітку 4 (креслення) для забезпечення примусової циркуляції. Вторинна пара, утворена в результаті випаровування води в робочому об'ємі апарата, проходить через сепаратор 8 (креслення), звільнюється від капель 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. Підкачку попередньо нагрівають приблизно на 5 °C більше температури кипіння утфелю. Тому при надходженні в вакуум-апарат він в скіпає, а це спонукає швидкому змішуванню його з масою утфелю і запобігає виникненню дрібних кристалів. Температура утфелю в вакуум-апараті підтримується 68-70 °C. 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 забезпеченні більш рівномірного розподілу швидкості руху перегрітої пари вздовж поперечного перерізу міжтрубного простору вакуум-апарата періодичної дії, в результаті чого підвищується інтенсивність процесу теплопередачі між перегрітою парою та утфелем і зменшується нерівномірність температурного поля в робочому об'ємі апарата, що, в свою чергу, призведе до: рівномірної циркуляції кристалізуючої маси вздовж поперечного перерізу вакуум-апарата; зменшення витрат води на промивання утфелю і значного покращення умови роботи центрифуг; покращення якості отриманого утфелю та кристалічного цукру. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Вакуум-апарат періодичної дії, який включає циліндричний корпус з конічною верхньою частиною і днищем, сепаратор, розташований в верхній частині апарата, теплообмінну камеру з центральною циркуляційною трубою та механічний циркулятор з верхнім приводом, розташовані в нижній частині апарата, який відрізняється тим, що теплообмінна камера вакуум-апарата додатково оснащується пристроєм для розподілення перегрітої пари. 2 UA 84067 U 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 3