История развития науки о процессах и аппаратах

4.3.3. УСТРОЙСТВО ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ

Классификация выпарных аппаратов, применяемых в пищевой промышленности, приведена на рисунке 26.4.

Далее рассмотрены некоторые наиболее распространенные, главным образом типовые, конструкции выпарных аппаратов.
Схема выпарного аппарата с внутренним размещением паровой камеры и с центральной циркуляционной трубой приведена на рисунке 26.5.
В межтрубное пространство аппарата, ограниченное цилиндрическими стенками и трубными решетками, подается греющий пар. Из межтрубного пространства снизу удаляется конденсат греющего пара, а сверху — неконденсирующиеся газы и воздух, поступившие с греющим паром. Раствор кипит внутри трубок — в трубном пространстве. Он выбрасывается вследствие тепловой конвекции в пространство над решеткой (надрешеточное), где разделяется с испарившейся из него водой и опускается по циркуляционной трубе в центральной части аппарата ко входу в кипятильные трубы. Свежий раствор подается над решеткой кипятильника; сгущенная масса удаляется снизу, вторичный пар — сверху.
Чтобы предотвратить вынос капель сгущаемого раствора вторичным паром, на выходе из выпарного аппарата устраивают сепаратор, а расстояние от поверхности жидкости до сепаратора устанавливают не менее 800 мм. Сепаратор представляет собой плохо обтекаемое тело, например конус, обращенный вершиной вверх. Менее плотный поток пара обтекает такое тело сравнительно легко, а содержащиеся в нем тяжелые капли жидкости, продолжая двигаться равномерно и прямолинейно, сталкиваются с твердыми поверхностями сепаратора и стекают вниз. На этом принципе устроены многочисленные конструкции сепараторов.
На рисунках 26.6 и 26.7, б показаны промышленные конструкции выпарных аппаратов с внутренним размещением паровой камеры и с центральной циркуляционной трубой.
Выпарной аппарат (рис. 26.6) имеет цилиндрический корпус 14, состоящий из отдельных цаг. В нижней части корпуса расположена греющая камера 13, а верхняя часть является надсосковым пространством, в котором установлен сепаратор 15. Внизу корпус аппарата закрывается сферическим днищем 10, над которым расположена подтрубная соковая камера 11. В центре греющей камеры установлена циркуляционная труба 12. Выпариваемый раствор поступает в трубки греющей камеры через патрубок 13, вследствие тепловой конвекции поднимается по трубкам вверх и опускается вниз по циркуляционной трубе 12. Часть этого сока вместе со свежим соком вновь поступает в кипятильные трубки, а часть отводится из аппарата по нижнему патрубку, расположенному в центре сферического днища. Пар поступает в греющую камеру по патрубкам 3. Конденсат отводится трубопроводом 17. Капли сока в сепараторе 15, отделенные от пара, уходящего из аппарата, отводятся по трубе в нижнюю часть циркуляционной трубы

Аппарат снабжен смотровыми стеклами 18, вакуумметрами 16 и регулятором уровня сока 5. На каркасе аппарат установлен с помощью опор 12.
Площади поверхностей нагрева аппаратов составляют 1000, 1180, 1500, 1800, 2120 и 2260 м2.
Аппарат, изображенный на рисунке 26.7, а, отличается конструкцией некоторых узлов.
Трубные решетки 6 и 9 паровой камеры плоские двухскатные с наклоном 1:20 к наружной стенке корпуса 5 аппарата. Наклон нижней трубной решетки обеспечивает полный отвод конденсата из греющей камеры, а наклон верхней решетки — быстрый сток циркулирующего сока в циркуляционные трубы.
Циркуляционные трубы 7 установлены вне корпуса аппарата, что позволяет в аппарате того же диаметра разместить большую поверхность нагрева. Аппараты с площадью поверхности нагрева 1500 и 1800 м² имеют по две циркуляционные трубы, а аппараты с площадью поверхности нагрева 2120 и 2360 м² — по четыре.
Нижнее днище аппарата изготовляют съемным и вогнутым внутрь. Это позволяет уменьшить объем сока в аппарате и, следовательно, среднее время его пребывания в аппарате. Для удобства ремонта трубопроводы к нему не присоединяют.
Сок поступает в нижнюю часть аппарата, а упаренный сок выводится из него через штуцеры 10, расположенные в нижней части циркуляционных труб.
Пар в греющую камеру подводится через несколько патрубков, распределенных по высоте камеры с двух сторон.