«

»

Фев 13

Техника будущего: новые технические решения технологических задач

Утфелемешалка-кристаллизатор (Пат. №2182177 РФ, С 13, F 1/02) относится к оборудованию сахарной промышленности, предназначенной для дополнительной кристаллизации сахара из утфеля последнего продукта.

На рис. 20.17 показана схема утфелемешалки-кристаллизатора. Утфелемешалка-кристаллизатор состоит из цилиндрического корпуса 1 с днищем 2 и наружней теплообменной рубашкой 3. Внутри корпуса 1 размещается теплообменная поверхность, состоящая из стальных частей нескольких цилиндров 4, расположенных коаксиально и образующих в каждом квадранте поперечного сечения расположенные диаметрально противоположно секторные секции 5. Соосно корпусу установлен вал 6, и на нем укреплены четыре вертикальные лопасти 7 с возможностью совершения колебательных движений в пространстве между секторными секциями 5 посредством вибропривода вала 8. Вал установлен на двух подшипниках 9 и 10. В каждой лопасти конусообразные сопла 11, расположенные таким образом, что сужающиеся части сопел на каждой лопасти направлены в одну сторону, а сопла лопастей расположены в одну сторону, а сопла лопастей расположены одно за другим для приведения утфеля во вращательное движение через входные отверстия 12. Входные отверстия сопел 13 открыты. Поверхность сопел покрыта антиадгезионным материалом 14. Утфелемешалка-красталлизатор имеет патрубки 15 и 16 соответственно для подвода утфеля и его отвода, а также патрубки 16 и 17 для подвода хладагента в паровую рубашку 3 и ее отвода из нее. Секторные секции 5 теплообменной поверхности содержат нижние камеры 19 для распределения хладагента по кольцевым цилиндрам 4. В камеры 19 подается хладагент через патрубок 20. Для его отвода из отдельных кольцевых цилиндров 4 служат верхние распределительные камеры 21 и патрубок 22.

Утфелемешалка-кристаллизатор работает следующим образом. Теплообменную рубашку 3 заполняют горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса кристаллизации. Затем через патрубок 15 в корпус аппарата подают утфель последней кристаллизации до полного погружения в нее лопастей 7. После этого в теплообменную рубашку 3 и отдельные кольцевые цилиндры 4 секторных секций 5 подают хладагент, расход которого устанавливают таким образом, чтобы обеспечить заданным технологическим режимом скорость охлаждения кристаллизующегося раствора.

С момента подачи хладагента включается вибропривод 8 вала 6, и он приводится в попеременные поворотные движения вокруг оси. Лопасти 7, размещенные в свободных зонах между отдельными частями цилиндров 4, совершают колебательные движения с малым размахом. Перемещение лопастей с конусообразными соплами в зонах между секторными секциями обеспечивает вибрационно-пульсационный режим вращательного движения утфеля вокруг оси в зазорах между кольцевыми цилиндрами 4 секторных секций 5 теплообменной поверхности.

Набегающий на лопасти 7 поток утфеля заполняет через входные отверстия 13 конусообразные сопла 11, кристаллы сближаются, уплотняются и задерживаются в выходных отверстиях 12. При этом межкристальный раствор протекает через слой кристаллов в соплах, и достигается интенсивный режим относительного движения «кристалл-раствор». При противоположном направлении движения лопастей 7 межкристальный раствор в соплах протекает через выходные отверстия 12 в обратном направлении и легко выгружается за счет антиадгезионного покрытия порции кристаллов утфеля, ранее попавших в сопла, осуществляя регенерацию сопел. Кристаллы сахарозы испытывают также знакопеременные тангенциальные силовые импульсы при колебательных воздействиях частями лопастей без сопел, что увеличивает скорость обтекания кристаллов раствором, уменьшает толщину гидродинамического пограничного слоя.

1

Рис. 20.17 Утфелемешалка-кристализатор

Вся масса утфеля таким образом приводится в осциллирующее движение в одном направлении и перемещается в зазорах между отдельными частями цилиндров 4 секторных секций 5 поверхностей теплообмена, что интенсифицирует тепло-массопередачу, снижает эффективную вязкость утфеля и позволяет охлаждать утфель до более низких конечных температур (около 25 °С).

Утфелемешалка-кристаллизатор отличается тем, что секторные секции теплообменной поверхности состоят из отдельных частей нескольких цилиндров, расположенных коаксиально, при этом сужающиеся части сопел каждой лопасти направлены в одну сторону, а сопла смежных лопастей расположены одно за другим для приведения утфеля во вращательное движение, причем поверхность сопел покрыта антиадгезионным материалом.

Устройство для вакуумного концентрирования жидкости в непрерывном потоке (Пат. № 2060672 РФ), предназначен для вакуумного концентрирования растворов и эмульсий термолабильных веществ, например, молока, чайного или кофейного экстракта, соков, растительных масел и природных углеводородов.

1

Рис. 20.18. Устройство для вакуумного концентрирования жидкости с дуговыми излучателями

1

Рис. 20.19. Устройство для вакуумного концентрирования жидкости с линейными излучателями

1

Рис. 20.20. Устройство для вакуумного концентрирования жидкости с излучателями в виде сектора цилиндрической поверхности

На рис. 20.18. изображено предлагаемое устройство с дуговыми излучателями; на рис. 20.19. – устройство с линейными излучателями; на рис. 20.20. – устройство с излучателем в виде сектора цилиндрической поверхности.

Устройство для вакуумного концентрирования жидкостей в непрерывном потоке содержит горизонтально расположенный цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для продукта и патрубком 4 отвода пара, горизонтальный приводной вал 5 с закрепленными на нем дисками 6, выполненными с одинаковым диаметром и толщиной, увеличивающейся к оси приводного вала 5, и установленными с образованием ломаной поверхности, С-образные перегородки 7, установленные в нижней части корпуса 1 между дисками 6, и нагреватель, выполненный в виде одного или нескольких источников 8 инфракрасного излучения.

Диски 6 образуют поверхность, удовлетворяющую уравнению, гарантирующую равномерную освещенность при данной конфигурации и размещении источников 8 инфракрасного излучения. При выполнении источников 8 инфракрасного излучения линейными и параллельными оси вала 5 диски 6 образуют поверхность, удовлетворяющую уравнению, также гарантирующую равномерную освещенность. При выполнении источника 8 инфракрасного излучения в виде части соосной валу 5 цилиндрической поверхности диски 6 образуют равномерно освещенную поверхность, удовлетворяющую уравнению. Внешняя кромка дисков 6 выполнена заостренной с углом a при вершине не меньше 10°, а при наличии излома во впадинах дисков 6 угол j при их вершине – не меньше 160°. На рис. показаны диски 6, образующие впадины с гладким профилем. На рис. показаны диски 6 с убывающей по направлению от входного патрубка 2 к выходному патрубку 3 максимальной толщиной.

Концентрируемую жидкость, например молоко, подают в корпус 1 по патрубку 2, где она перемещается по каналу, образованному дисками 6 и С-образными перегородками 7. При вращении дисков 6 приводным валом 5 за счет смачивания поверхностей дисков 6 концентрируемая жидкость в виде тонкой пленки на их поверхности поступает в верхнюю часть корпуса 1. На части траектории перемещения пленки жидкость подвергается воздействию источников инфракрасного излучения 8, что приводит к нагреву жидкости в тонкой пленке до температуры кипения наиболее легкой фракции, например воды, и ее выпариванию. Выполнение дисков 6 с образованием поверхности в зависимости от формы выполнения источников 8 инфракрасного излучения обеспечивает равномерную освещенность этой поверхности и, соответственно, равномерный нагрев жидкости в пленке и равномерное выпаривание по всей площади пленки отгоняемой фракции, исключающие первоочередное упаривание жидкости на любом участке и образование золы локального перегрева после полного испарения отгоняемой фракции, что особенно важно при концентрировании термолабильных веществ, таких как молоко, локальный перегрев которого может привести к коагуляции белка и потере потребительских свойств; экстракты чая и кофе, локальный перегрев которых приводит к потере вкусо-ароматических веществ и снижению органолептических показателей и биологической ценности; вина, локальный перегрев которых приводит к потери крепости, вкусо-ароматических и биологически активных веществ, искажению цветности и снижению их потребительских качеств; растительные и природные масла, локальный перегрев которых приводит к окислению и ухудшению качества, смеси природных углеводородов, локальный перегрев которых может привести к самовоспламенению. Обработанная излучением пленка возвращается в основную массу обрабатываемой жидкости и за счет высоких тангенциальных напряжений в зазоре между дисками 6 и перегородками 7 эффективно с ней перемешивается, обеспечивая равномерный нагрев продукта по всему объему. Выпаренная газовая фаза отводится из корпуса 1 по патрубку 4, разряжение в котором определяет температуру кипения отгоняемой фракции жидкости и необходимый энергоподвод для ее испарения. По мере перемещения по корпусу 1 жидкость многократно обрабатывается в тонкой пленке до заданной расходом, частотой вращения вала 5 и удельным энергоподводом от источников 8 концентрации. При значительном упаривании целесообразно выполнять диски 6 с уменьшающейся от патрубка 2 к патрубку 3 максимальной толщиной, что уменьшает проходное сечение канала для обрабатываемого продукта и исключает снижение линейной скорости перемещения концентрата и образование застойных зон. Полученный концентрат отводится из корпуса 1 по патрубку 3.

Устройство для вакуумного концентрирования жидкостей в непрерывном потоке отличается тем, что оно снабжено С-образными перегородками, установленными в нижней части корпуса между дисками, нагреватель выполнен в виде, по меньшей мере, одного источника инфракрасного излучения, установленного на внутренней поверхности в верхней части корпуса, а диски выполнены толщиной, увеличивающейся к оси приводного вала, и установлены с образованием ломаной поверхности; отличается тем, что источники инфракрасного излучения установлены в плоскостях, перпендикулярных оси вала, и выполнены по дугам, соосным с дисками; отличается тем, что диски образуют поверхность, удовлетворяющую уравнению в декартовых координатах; отличается тем, что источники инфракрасного излучения установлены параллельно оси вала и выполнены линейными; отличается тем, что диски образуют поверхность. удовлетворяющую уравнению в декартовых координатах; отличается тем, что источник инфракрасного излучения выполнен в виде части цилиндрической поверхности, соосной с валом; отличается тем, что диски образуют поверхность удовлетворяющую уравнению в декартовых координатах; отличается тем, что кромки дисков выполнены заостренными; отличается тем, что диски выполнены так, что образуют поверхность с углом при вершине изломов на гребнях профиля не менее 10°; отличается тем, что диски выполнены так, что образуют поверхность с гладким профилем впадин, отличается тем, что диски выполнены так, что образуют поверхность с изломом профиля во впадинах.

Маслообразователь непрерывного действия (А.с. № 741829, А01 J15/12) относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к маслообразователям непрерывного действия.

На рис. 20.21 изображен предлагаемый маслообразователь, поперечный разрез обоих цилиндров; на рис. 20.22 – то же, продольный разрез по обрабатывающему теплообменному цилиндру.

Маслообразователь содержит цилиндры 1 и 2, закрепленные на станине 3, в которой размещен привод. Цилиндр 2 включает корпус 4, снабженный рубашкой 5, тепловой изоляцией 6, крышкой 7 с входным и выходным патрубками соответственно 8 и 9, и вытеснительный барабан с ножами-скребками 11. Вытеснительный барабан выполнен коническим и снабжен отражательными лопастями 12, укрепленными на внутренней поверхности конуса, лопастной мешалкой 13, установленной по его оси, и текстурационной перфорированной камерой 14 для выхода готового продукта. Вытеснительный барабан 10 и лопастная мешалка 13 связаны с приводами при помощи разъемных соединений 15 и 16. Герметичность продуктовой полости обеспечивается уплотнением 17. Полость между цилиндром и конусом дополнена теплоизоляционным материалом 18.

Высокожирные сливки, предварительно охлажденные в цилиндре 1, поступают в цилиндр 2 через входной патрубок 8. Охлаждающая жидкость подается в рубашку 5, которая снабжена тепловой изоляцией 6. При движении в кольцевом зазоре между корпусом 4 и вытеснительным барабаном 10 продукт охлаждается, соскребается и перемешивается ножами-скребками 11. Охлажденный до температуры кристаллизации молочного жира продукт поступает внутрь вытеснительного барабана, где перемешивается и продвигается последовательно между отражательными лопастями 12 и лопастями мешалки 13. Готовое сливочное масло выходит через текстурационную камеру 14 и выходной патрубок 9 в крышке 7. Теплоизоляционный материал 18 исключает нагрев готового масла вновь поступающими в цилиндр массами продукта.

1

Рис. 20.21. Маслообразователь

1

Рис. 20.22. Продольный разрез по обрабатывающему теплообменному цилиндру

Маслообразователь непрерывного действия отличается тем, что, с целью повышения производительности интенсификация теплообмена и снижения металлоемкости, вытеснительный барабан последнего по ходу технологического процесса цилиндра выполнен коническим и снабжен лопастной мешалкой, установленной по его оси, отражательными лопастями, жестко укрепленными на внутренней поверхности конуса, а также текстурационной перфорированной камерой, расположенной на выходном участке конического барабана коаксиально валу мешалки.

Добавить комментарий