MODERN EQUIPMENT FOR VACUUM CONCENTRATION

Ключникова Д.В.¹, Ключников А.И.²

^1,2кандидат технических наук, доцент,

Воронежский государственный университет инженерных технологий

СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВАКУУМНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ 

Аннотация

В статье рассмотрены проблемы концентрирования высоковязких растворов и предложены вакуум-выпарные аппараты с восходящей и восходящей и нисходящей пленками.

Ключевые слова: высоковязкий концентрат, вакуум-аппарат, восходящая и нисходящая пленка.

Kljuchnikova, D.V.¹, Kljuchnikov A.I.²

^1,2PhD in technical sciences, Professor,

Voronezh state University of engineering technology

MODERN EQUIPMENT FOR VACUUM CONCENTRATION

Abstract

The article considers the problems of concentration of high-viscosity solutions and proposed vacuum evaporators with ascending and ascending and descending films.

Keywords: a highly viscous concentrate, vacuum apparatus, bubbling, and tunneling film.

В настоящее время в деятельности ведущих фирм в области производства оборудования для сгущения молочной сыворотки «Hakman-МКТ» (Финляндия), «Wiegand-GEA» (Германия), «APV Anhydro» и «Niro Atomizer» (Дания) прослеживаются следующие тенденции: разработка вакуум-выпарных установок с механическим повторным сжатием вторичных паров (MVR) с использованием для этих целей высоконапорных вентиляторов.

Новое поколение выпарных установок этих фирм весьма отличается по конструкции от ранее поставляющихся и позволяет более чем в двое сократить расход электроэнергии. Установки МVR в отличие от традиционных 3-7 - корпусных установок с термокомпрессией реализованы в виде однокорпусного шестиходового теплообменного аппарата с вентилятором высокого давления и термокомпрессором, двухкорпусного финишера, конденсатора, пластинчатого подогревателя молочной сыворотки молока и насосов для перемещения сыворотки, конденсата и воды. Такая конструкция выпарного аппарата значительно снижает металлоемкость и эксплуатационные расходы при обеспечении производительности по испаренной влаге, аналогичной многокорпусным выпарным установкам.

Фирма «Нakman - МКТ» (Финляндия) в настоящее время выпускает установки MVT вентиляторами для повторного сжатия паров производительностью от 3 тыс. до 20 тыс. кг испаренной влаги в час. В дальнейшем предполагается выпуск установок этого типа меньшей производительности.

За рубежом в последнее время большое количество действующих трехкорпусных выпарных установок с термокомпрессией заменено аппаратами с механическим сжатием паров, при этом экономия эксплуатационных расходом оказалась значительной. Например, удельный расход водяного пара в установке с механической компрессией составляет 0,012 – 0,02 кг/кг испаренной влаги по сравнению с 0,09 кг/кг в шестикорпусных выпарных установках с термокомпрессией.

На молочно-консервных комбинатах России широкое распространение получили двухкорпусные прямоточные выпарные установки производств бывшей ГДР, оснащенные выпарными аппаратами циркуляционного типа. Основные характеристики отечественных ВВУ представлены в табл. 4. Они имеют производительность 2000, 4000, и 8000 кг испаренной влаги в час и обычно оснащены пароструйным термокомпрессором (инжектором). Однако в некоторых случаях термокомпрессор на действующих установках отсутствует.

К настоящему времени эти установки выработали свой ресурс и требуют ремонта, а также замены отдельных узлов и аппаратов. Кроме того, их техникоэкономические показатели не соответствуют современным требованиям по энергосбережению. В СвердНИИхиммаше проведены работы с целью повышения экономичности и надежности работы действующих выпарных установок «Wiegand-GEA» , разработки технических решений по ремонту и замене выходящих из строя их узлов и аппаратов.

Большое многообразие встречающихся конструкций выпарных аппаратов, эксплуатируемых в пищевой промышленности, часто не вызывается специфическими свойствами выпариваемых растворов, а поэтому количество потребных конструктивных типов аппаратов может быть значительно сокращено без всякого ущерба для заводов-потребителей. Это можно достигнуть за счет создания принципиально новых конструкций выпарных аппаратов.

Общеизвестно, например, что более полное сгущение растворов (до СВ = 70-75 %) можно достигнуть в выпарном аппарате пленочного типа, но со значительными конструктивными изменениями и доработками.

В основу создания выпарных аппаратов пленочного типа заложены: увеличение эффективности процесса выпаривания за счет обеспечения равномерной толщины пленки по высоте теплообменных труб и сокращение продолжительности процесса выпаривания.

Предложены несколько конструктивных вариантов выпарных аппаратов, позволяющих в большей степени разрешить вышеперечисленные проблемы:

1) выпарной аппарат с восходящей пленкой, у которого каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической и конической частей, установленных на некотором расстоянии с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части теплообменной трубки смонтирована турбина, предназначенная для создания подъемной силы потока пара;

2) аппарат с восходящей и нисходящей пленками, позволяющий добиться равномерного распределения выпариваемого раствора по поверхности теплообменных трубок. Его конструкция обеспечивает: равномерную толщину пленки по высоте теплообменных труб, сокращение продолжительности выпаривания, снижение степени загрязнений внутренних и движущихся частей.

Разработанные конструкции вакуум-выпарных аппаратов пленочного типа, позволяют концентрировать высоковязкие продукты до содержания сухих веществ 68–72 %.

Литература

1. Ключникова Д.В. Совершенствование процесса получения пасты с промежуточной влажностью на основе молочной сыворотки: дис. канд. техн. наук. – Воронеж, 2002 – с. 155-163.
2. Ключникова Д.В. Совершенствование процесса получения пасты с промежуточной влажностью на основе молочной сыворотки: Авторефер. дис. канд. техн. наук. – Воронеж, 2002 – 24 с.
3. Петров С.М., Ключникова Д.В., Полянский К.К. Способ получения подсырной сывороточной пасты // Патент РФ № 2203552, 29.11.
4. Петров С.М., Полянский К.К., Ключников А.И., Ключникова Д.В. Выпарной аппарат с восходящей и нисходящей пленками // Патент РФ № 2200049, 08.04.
5. Полянский К.К., Петров С.М., Ключников А.И., Дорохина Д.В. Выпарной аппарат с восходящей пленкой // Патент РФ № 2184591, 03.10.

References

1. Kljuchnikova D.V. Sovershenstvovanie processa poluchenija pasty s promezhutochnoj vlazhnost'ju na osnove molochnoj syvorotki: dis. kand. tehn. nauk. – Voronezh, 2002 – s. 155-163.
2. Kljuchnikova D.V. Sovershenstvovanie processa poluchenija pasty s promezhutochnoj vlazhnost'ju na osnove molochnoj syvorotki: Avtorefer. dis. kand. tehn. nauk. – Voronezh, 2002 – 24 s.
3. Petrov S.M., Kljuchnikova D.V., Poljanskij K.K. Sposob poluchenija podsyrnoj syvorotochnoj pasty // Patent RF № 2203552, 29.11. 2001.
4. Petrov S.M., Poljanskij K.K., Kljuchnikov A.I., Kljuchnikova D.V. Vyparnoj apparat s voshodjashhej i nishodjashhej plenkami // Patent RF № 2200049, 08.04. 2002.
5. Poljanskij K.K., Petrov S.M., Kljuchnikov A.I., Dorohina D.V. Vyparnoj apparat s voshodjashhej plenkoj // Patent RF № 2184591, 03.10. 2001.