Пищевое оборудование

Выпарные аппараты и установки

Выпаривание — концентрирование растворов при кипении за счет превращения в пар части растворителя. Образующийся при этом вторичный пар может быть использован как горячий теплоноситель в других аппаратах. В пищевой промышленности обычно выпаривают водные растворы: свекловичный сок, барду, молоко и др.

Выпарные аппараты

Выпарные аппараты предназначены для повышения концентрации вещества, находящегося в растворе, или частичного выделения его в твердом виде из пересыщенного раствора выпариванием растворителя.

Многокорпусные выпарные установки позволяют более экономично использовать теплоту благодаря многократному использованию пара и снижать количество выпаренной воды в последнем корпусе.

Сок сгущают в выпарных установках, которые являются потребителями отработавшего пара и одновременно генераторами пара для технологических нужд. В них пар более высокого потенциала преобразуется в пар с пониженным давлением и температурой, который затем используется для нагревания различных промежуточных продуктов.

Выпарные установки классифицируют: по давлению вторичного пара в последнем корпусе (работающие при избыточном давлении и под разрежением) и по числу корпусов (трех-, четырех- и пятикорпусные). При этом выпарные установки компонуют из вертикальных выпарных аппаратов с естественной циркуляцией сока, имеющих номинальную площадь поверхности теплообмена: 500, 600, 800, 1000, 1180, 1500, 1800, 2120, 2360, 3000 и 4500 м2.

Вакуум-аппараты работают при давлении ниже атмосферного и предназначены для уваривания утфелей. Форма корпуса вакуум-аппарата зависит от его конструкции и бывает цилиндрической (с расширенной верхней частью), сферической или прямоугольной с полукруглой крышкой. Греющие камеры вакуум-аппаратов могут иметь различную конструкцию. Наибольшее распространение получили вакуум-аппараты с подвесными греющими камерами, верхние и нижние трубные решетки которых имеют различную конфигурацию (конические, сферические, двускатные и др.). Пар поступает в межтрубное пространство греющих камер, а увариваемый продукт перемещается внутри труб.

Диаметр греющей камеры в большинстве конструкций вакуум-аппаратов меньше диаметра корпуса аппарата, таким образом, между стенками греющей камеры и корпусом вакуум-аппарата образуется кольцевое пространство, по которому циркулирует утфель.

Сепарирующие устройства в вакуум-аппаратах, так же как и в выпарных аппаратах, предназначены для отделения от вторичного пара капель продукта. Так как в вакуум-аппаратах продукт имеет большую вязкость, то используются сепараторы только инерционного типа, которые устанавливаются над утфельным пространством в верхней части корпуса аппарата.

Утфели увариваются при температурах 70.. .80 °С при остаточном давлении в надутфельном пространстве аппаратов около 0,015 МПа. Перепады температуры в вакуум-аппаратах составляют 30…50 °С при обогреве паровых камер вторичным паром выпарных установок и около 80 °С при обогреве свежим паром.

Выпарной аппарат типа ВАГ

Выпарной аппарат типа ВАГ (рисунок 1) представляет собой цилиндрический корпус 3 сварной конструкции, внутри которого установлены греющая камера 4 и сепаратор 1 для улавливания капель выпариваемого продукта. Внизу корпус имеет съемное днище 6, на котором размещены люк 15 и патрубок для спуска 16.

Рисунок 1 - Выпарной аппарат типа ВАГ
Рисунок 1 — Выпарной аппарат типа ВАГ

В циркуляционной трубе 9 паровой камеры смонтированы направляющая воронка 10 и труба 8 с воронкой для отвода сгущенного сока из аппарата.

Пар в греющую камеру 4 подводится через восемь штуцеров 5, расположенных в два яруса. Для лучшего распределения пара в межтрубном пространстве греющей камеры устроены проходы. Неконденсирующиеся газы отводятся из верхней части греющей камеры при помощи разветвленной системы труб 11.

Сок, поступивший в аппарат через патрубок 17, направляется кольцевым распределителем 7 в кипятильные трубки. Выброшенный из кипятильных трубок на верхнюю трубную решетку сок стекает по направляющей воронке 10 в сокоотводящую трубу 8. Так как последняя вследствие гидравлического сопротивления или соответствующего регулирования потока не может пропустить все количество сока, часть сока стекает по циркуляционной трубе 9 и вновь поднимается по кипятильным трубкам.

Аппарат снабжен сепаратором 1 инерционного типа. Пар из сепаратора удаляется через патрубки 2 и 14, а. отделенные капли продукта — через систему труб 13. Для наблюдения за уровнем сока в аппарате имеются смотровые стекла 12.

Аппараты данной конструкции изготовляются с площадью поверхности нагрева 1500, 1800, 2120 и 3000 м2.

Техническая характеристика аппарата типа ВАГ:Техническая характеристика аппарата типа ВАГ

Выпарной аппарат ВЦ -1500

Выпарной аппарат ВЦ -1500 (рисунок 2) состоит из тех же узлов, что и аппарат ВАГ. В верхней части аппарата установлен фланец 1, а в средней — опора 12. Трубные решетки 6 и 9 паровой камеры плоские, двускатные с наклоном 1:20 к наружным стенкам корпуса аппарата 5. Наклон нижней трубной решетки обеспечивает полный отвод конденсата из греющей камеры 8, верхней решетки — быстрый сток циркулирующего сока в циркуляционные трубы 7. За уровнем сока наблюдают через смотровое стекло 4. Аппарат снабжен сепаратором 2, пар из которого удаляется через вентиль 3.

Рисунок 2 - Выпарной аппарат типа ВЦ-1500 с с выносными циркуляционными трубами
Рисунок 2 — Выпарной аппарат типа ВЦ-1500 с выносными циркуляционными трубами

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, 2120 и 2360 м2 — по четыре.

Сок поступает в нижнюю часть аппарата к днищу 11. Сироп отводится из аппарата через штуцера 10, расположенные в нижней части циркуляционных труб.

Подвод пара в греющую камеру 8 осуществляется через несколько патрубков, расположенных по высоте камеры с двух сторон. Аммиачные газы удаляются через оттяжки, расположенные над верхней трубной решеткой в наивысшей точке.

Для увеличения площади поверхности нагрева в аппарате трубная решетка максимально заполнена трубками. Оставлен только один центральный канал для ввода и распределения пара. Шаг трубной решетки принят равным 43…45 мм.

Выпарной аппарат ВЦ-2120

Выпарной аппарат ВЦ-2120 (рисунок 3) имеет общий цилиндрический корпус 3, в нижней части которого расположена греющая камера 6 с центральной циркуляционной трубой 4. Трубные решетки 10 и 12 греющей камеры расположены горизонтально.

Рисунок 3 - Выпарной аппарат типа ВЦ-2120 с внутренней циркуляционной трубой
Рисунок 3 — Выпарной аппарат типа ВЦ-2120 с внутренней циркуляционной трубой

В верхней части аппарата размещена ловушка 1 и установлены смотровые окна 2.

В средней части находится опора 5, а в нижней (ближе к днищу 8) — штуцера 7 для отвода конденсата, штуцер 9 для подвода сока и штуцер 11 для подвода пара.

Техническая характеристика выпарных аппаратов типа ВЦ:

Техническая характеристика выпарных аппаратов типа ВЦВыпарные аппараты типа ВЦ выпускаются с площадью поверхности теплообмена 1500, 1800, 2120 и 2360 м2.

Пленочный прямоточный аппарат

Пленочный прямоточный аппарат (рисунок 4, а) состоит из соковой 11, греющей 16 и сиропной 2 камер. Греющая камера 16 представляет собой цилиндрический корпус 17, в трубные решетки 14 и 21 которого ввальцованы кипятильные трубки 4 длиной 7000 мм и диаметром 30/33 мм. Пар в греющую камеру подводится через штуцера 5, расположенные по высоте камеры на определенном расстоянии. Конден­сат отводится при помощи труб 3. Для наблюдения за отводом конденсата из греющей камеры имеется конденсатоуказательные стекла 19 и 22. Неконденсирующиеся газы удаляются из верхней части паровой камеры. На греющей камере 16 размещены штуцера 6 для приборов контроля.

Соковая камера 11 предназначена для приема сока, распределения его по кипятильным трубкам и удаления из аппарата вторичного пара. Сок в камеру поступает по штуцеру 7, вторичный пар удаляется через штуцер 13, а для распределения сока по кипятильным трубкам применяется насадка 8. Насадка устанавливается в верхней части каждой трубки 18 (рисунок 4,б). Под действием гидростатического давления столба жидкости, находящейся в приемнике сока 12 соковой камеры, жидкость поступает по спиральным канавкам 23 кольцевого распределителя (рисунок 4, в) внутрь кипятильных трубок. Спиральные канавки распределяют сок по всему периметру трубки в виде устойчивой пленки, которая под действием силы тяжести стекает вниз. В нижней части аппарата находится днище 15 со штуцером 1 для отвода сиропа.

а — общий вид аппарата; 6 — установка насадки; в — насадка Рисунок 4 - Пленочный выпарной аппарат
а — общий вид аппарата; 6 — установка насадки; в — насадка
Рисунок 4 — Пленочный выпарной аппарат

Интенсивность орошения внутренней поверхности кипятильных трубок зависит от высоты слоя жидкости в приемнике сока соковой камеры, количества и размеров канавок в кольцевом распределителе 20 и физических свойств жидкости. Таким образом, интенсивность орошения поддается регулированию в широких пределах, что позволяет управлять процессом выпаривания.

Процесс выпаривания происходит в тонкой пленке толщиной 2…3 мм. Пар, образующийся в толще пленки, прорывает ее и попадает в паровой поток кипятильной трубки. Пар из кипятильных трубок через трубки насадок поступает в верхнюю часть соковой камеры, где встречается с отбойным щитком 9, размещенным на крышке 10, меняет направление и отводится через штуцер 13 из аппарата. Так как соковый пар проходит по центральной части кипятильных трубок, где нет эмульсии сока, то он не увлекает капель сока, такие аппараты не нуждаются в большом надсоковом пространстве. Однако отвод вторичного пара из верхней части пароотводящих труб нецелесообразен, так как стекающая по внутренней поверхности пленка продукта испытывает сопротивление вторичного пара. Когда подпор его становится равным напору, создаваемому соком в камере, трубки орошаются неравномерно и наблюдается значительный унос сока. Указанные явления возникают даже при перепадах полезной разности температур 2…3 °С.

Пленочный прямоточный выпарной аппарат ВАПП — 1250

Пленочный прямоточный выпарной аппарат ВАПП — 1250 показан на рисунке 5, а. Сок, подогретый до температуры кипения, поступает в приемную камеру 7, затем в трубки 6, где закипает, и вместе с образовавшимся паром движется вверх по греющей камере 4. Пройдя сепарирующее устройство 2 и надставку 3, где от сока отделяется пар, сок далее через распределительное устройство 13 поступает в кипятильные трубки 5 пленочной части аппарата и в виде тонкой пленки стекает по внутренней поверхности. Образовавшийся пар вместе со сгущенным соком поступает в нижний сепаратор 9. Вторичный пар по системе труб 12 из сепараторов 1 и 9 отводится в следующий корпус. Аппарат отвечает технологическим и теплотехническим требованиям, предъявляемым к выпарным аппаратам, и имеет лучшие показатели, чем достигаемые в типовых аппаратах с естественной циркуляцией. Время пребывания сока в тонкопленочном аппарате значительно меньше, чем в типовых. Аппарат может эффективно работать при малой полезной разности температур. Отсутствуют потери полезной разности температур от гидростатического давления вследствие свободного стекания пленки выпариваемого раствора.

На рисунке 5, б представлены схемы оросительных устройств с кольцевым водосливом различной конструкции: с кольцевым водосливом 1 , с распределительными дисками 2, с цилиндрическими вставками 3 и с трубными решетками 4.

а — схема аппарата; б — схемы оросительных устройств выпарных аппаратов; А — орошение по принципу кольцевого водослива; Б — кольцевой водослив с распределительными дисками; В — кольцевой водослив с распределительными дисками и цилиндрическими вставками; Г— орошение при наличии столба жидкости на распределительном диске и трубной решетке Рисунок 5 - Выпарной аппарат ВАПП-1250
а — схема аппарата; б — схемы оросительных устройств выпарных аппаратов;
А — орошение по принципу кольцевого водослива;
Б — кольцевой водослив с распределительными дисками;
В — кольцевой водослив с распределительными дисками и цилиндрическими вставками;
Г— орошение при наличии столба жидкости на распределительном диске и трубной решетке
Рисунок 5 — Выпарной аппарат ВАПП-1250

Техническая характеристика пленочного прямоточного выпарного аппарата ВАПП-1250:

Техническая характеристика пленочного прямоточного выпарного аппарата ВАПП-1250

Вакуум — аппарат ПВА — 400

Вакуум — аппарат ПВА — 400 (рисунок 6) имеет цельносварной корпус 4, внутри которого подвешены греющая камера 3 на опоре 9 и кронштейне 10 и ловушка-сепаратор 7. В нижней части аппарата для спуска утфеля установлен клапан 1 с гидравлическим приводом 11, размещенных на днище 2. Под крышкой 6 установлена труба кольцевая 5 для пропарки аппарата. Пар в греющую камеру 3 поступает через штуцера 8 с мембранами 13, которые прикреплены коническими патрубками 14 к корпусу 1 2 греющей камеры.

Рисунок 6 - Вакуум-аппарат ПВА-400
Рисунок 6 — Вакуум-аппарат ПВА-400

Греющая камера (рисунок 7) состоит из двух конических трубных решеток 3 и 8, в которые завальцованы трубы 5 и приварена циркуляционная труба 4. Штуцера с мембранным устройством присоединены к фланцам 2, а аммиачные газы отводятся при помощи оттяжек. Конденсат удаляется по трубе 1. Паровая камера в аппарате подвешивается при помощи кронштейнов 6. Между корпусом 7 греющей камеры и корпусом аппарата имеется кольцевое пространство для циркуляции утфеля.

Рисунок 7 - Греющая камера
Рисунок 7 — Греющая камера

Спускное устройство для утфеля представлено на рисунке 8. Состоит оно из корпуса 6 с днищем 5, запорного клапана 13, штуцера 14, штока 9 с поршнем 2, гидроцилиндра 1 и привода для клинового стопора 16. Клапан установлен на штоке 3 при помощи шарообразной пяты 12 и втулки 11. Такое соединение способствует самоустановлению клапана и обеспечению плотности между проточенной частью буртика клапана и уплотнением 10. Для того чтобы шток 9 и поршень 2 гидропривода 11 не поворачивались вокруг вертикальной оси при подъеме и опускании клапана, направляющая втулка 7 имеет паз, а к штоку прикреплена длинная шпонка 8, которая перемещается в пазу направляющей втулки. В период уваривания утфеля в вакуум-аппарате рабочий цилиндр гидропривода не должен находиться под давлением, и клапан необходимо жестко стопорить. Для этого на штоке клапана установлена гайка 15 со скосом, под которую заходит клиновой стопор, который при помощи шарнира соединен со штоком 3, приводимым в движение поршнем, установленным в гидроцилиндре 4.

Рисунок 8 - Спускное устройство
Рисунок 8 — Спускное устройство

Техническая характеристика аппарата типа ПВА-400:

Техническая характеристика аппарата типа ПВА-400Вакуум-аппараты типов ВАЦ, ЯВА и ВАР

Вакуум-аппараты типов ВАЦ, ЯВА и ВАР различаются лишь конструкцией греющей камеры. Греющая камера аппарата ВАЦ-600-700 изображена на рисунке 9 и состоит из двух частей — наружной 4 и внутренней 5. Продукт подводится в греющую камеру по трубе 3. Для подвода пара во внутреннюю камеру по штуцеру 10 в корпусе ее имеются отверстия 12 — окна. Верхняя трубная решетка паровой камеры имеет коническую двускатную форму: трубная решетка 1 наружной части камеры имеет уклон к корпусу аппарата, а решетка 2 внутренней части — к циркуляционной трубе. Такое устройство верхней трубной решетки, особенно при больших диаметрах аппаратов, значительно улучшает циркуляцию утфеля при уваривании. Нижние трубные решетки 9 я 10 обеих частей камер имеют уклон в одну сторону. Конденсат из обеих паровых камер собирается в кармане 8 и отводится по трубе 7.

Штуцера 11 для подвода пара в греющую камеру имеют мембраны, воспринимающие температурные расширения.

Устройство для спуска утфеля 6 из аппарата по конструкции аналогично устройству, применяемому в аппаратах типа ПВА.

Рисунок 9 - Греющая камера аппарата типа ВАЦ
Рисунок 9 — Греющая камера аппарата типа ВАЦ

На рисунке 10 представлена греющая камера вакуум-аппаратов типа ЯВА. Греющая камера этого аппарата не имеет трубных решеток. Она выполнена из нагревательных трубок и состоит из трех частей — средней 6 и двух надставок 5, приваренных к средней части. Надставки отштампованы в виде шестигранников. Трубы устанавливаются ступенчато, и грани шестигранников свариваются между собой, образуя верхнюю и нижнюю трубные решетки с определенным углом наклона к горизонтальной плоскости. Греющая камера состоит из устройства для спуска утфеля 1, трубы для отвода конденсата 2, кармана 3 и штуцера для подвода пара 4.

Рисунок 10 - Греющая камера аппарата типа ЯВА
Рисунок 10 — Греющая камера аппарата типа ЯВА

Греющая камера вакуум-аппарата ВАР (рисунок 11) состоит из трубных решеток 1 и 4, прикрепленных на кронштейне 2 к корпусу 3, кармана 5, уплотнения 6, трубы 7, устройства для спуска утфеля 8 и штуцера для подвода пара 9.

Рисунок 11 - Греющая камера аппарата типа ВАР
Рисунок 11 — Греющая камера аппарата типа ВАР

Техническая характеристика вакуум-аппаратов:Техническая характеристика вакуум-аппаратов:

Аппарат двустенный выпарной МЗС-320

Аппарат двустенный выпарной МЗС-320 используется в качестве вакуум-выпарного аппарата при приготовлении томатного пюре и пасты, различных соусов для овощных и рыбных консервов, повидла, варенья, рассолов для приготовления маринадов, а также овощных и фруктовых соков.

Аппарат (рисунок 12) состоит из корпуса 4 с паровой рубашкой, крышки 1, привода мешалки 3 и ловушки 2 .

Рисунок 12 - Двустенный выпарной аппарат МЗС-320
Рисунок 12 — Двустенный выпарной аппарат МЗС-320

Корпус 4 представляет собой емкость, которая вместе с приваренной к ней паровой рубашкой образует паровую камеру.

На сферической крышке смонтирован привод, который состоит из электродвигателя 5 и редуктора 6.

Перемешивание продукта осуществляется мешалкой, которая представляет собой вертикальный вал с укрепленными на нем лопастями.

К сферической крышке аппарата крепится ловушка наиболее крупных частиц продукта, уносимых вторичным паром из аппарата.

Нагрев продукта в аппарате осуществляется через паровую камеру, которая оборудуется предохранительным клапаном и манометром. В нижней части днища аппарата находится патрубок для отвода конденсата.

Аппарат снабжен тремя окнами для осмотра внутренней полости и наблюдения за рабочим процессом и краном для взятия проб. Разгрузка аппарата осуществляется через спускной патрубок с пробковым краном.

Техническая характеристика выпарного аппарата типа МЗС-320:

Техническая характеристика выпарного аппарата типа МЗС-320

Горизонтальный вакуум-аппарат  для варки мяса в линиях производства сушеного мяса

Горизонтальный вакуум-аппарат Ж4-ФПА предназначен для варки мяса в линиях производства сушеного мяса.

Аппарат (рисунок 13) состоит из рамы 1, корпуса с мешалкой 2, привода мешалки 3, загрузочного 4 и разгрузочного 5 отверстий.

Рисунок 13 - Горизонтальный вакуум-аппарат Ж4-ФПА
Рисунок 13 — Горизонтальный вакуум-аппарат Ж4-ФПА

Корпус аппарата и привод мешалки крепятся на сварной раме. Корпус представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами и паровой рубашкой. Днища корпуса имеют бобышки, на которых крепятся кронштейны, являющиеся опорой вала мешалки.

Мешалка представляет собой шестигранный вал с литыми стальными лопастями, закрепленными хомутами. Лопасти конструктивно выполнены так, что при вращении мешалки влево масса, находящаяся в котле, только перемешивается, а при вращении вправо — перемещается в сторону разгрузочного отверстия. В верхней части корпуса находится загрузочное отверстие с крышкой. В крышке имеется пробный кран для проверки давления в котле до открытия крышки.

Разгрузочное устройство выполнено в виде цилиндрического наклонного патрубка с крышкой и врезано в торцовую часть корпуса. При выгрузке сырья крышка удерживается цепочкой.

Аппарат комплектуется вакуум-насосом ВВН-3 и необходимыми коммуникациями.

Через загрузочное отверстие в котел с помощью ленточного транспортера загружают 1500… 1600 кг охлажденного мяса или 1200… 1250 кг мороженого в блоках. После загрузки котла крышку люка закрывают, оставляя открытым пробный кран, через который в атмосферу выводят вторичный пар, образующийся при варке и подсушивании мяса. Вторичный пар из аппарата можно также отводить вакуум-насосом, поддерживая в котле небольшое разрежение (остаточное давление 0,08…0,09 МПа).

Закрыв крышку, включают перемешивающее устройство (мешалка должна вращаться влево, если смотреть со стороны привода) и открывают два вентиля для подачи пара в паровую рубашку. Давление пара в паровой рубашке аппарата поддерживается в пределах 0,2.. .0,3 МПа. По окончании варки, которая в зависимости от давления пара длится 80…90 мин при постоянной работе мешалки, подачу пара в рубашку котла прекращают, мешалку останавливают и открывают разгрузочный люк, включая мешалку в обратную сторону (вращается вправо, если смотреть со стороны привода). Перед включением мешалки открывают разгрузочный люк, берут пробу и визуально определяют готовность мяса. Сваренное мясо должно иметь влажность 50 %.

При выгрузке мяса внутренняя полость аппарата полностью очищается от продукта перемешивающими лопастями, поэтому перед следующей варкой очищать внутренние стенки аппарата не требуется. При варке мясо режут на куски массой 8…10 кг.

Техническая характеристика горизонтального вакуум-аппарата Ж4-ФПА:Техническая характеристика горизонтального вакуум-аппарата Ж4-ФПА

Змеевиковые аппараты непрерывного действия

Змеевиковые аппараты непрерывного действия используются для уваривания сиропов и рецептурных смесей. Аппараты различаются между собой количеством змеевиков, сборниками для готового продукта и взаимным расположением греющей части, вакуум-камеры и пароотделителя.

Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-2А

Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-2А (рисунок 14, а) состоит из цилиндрического сварного котла 1 со съемной крышкой 8. Через штуцер 2, расположенный в верхней части обечайки, поступает греющий пар под избыточным давлением 0,7.. .0,8 МПа. Через штуцер 10 отводится конденсат, а через кран 12 выпускается продукт. В паровом пространстве греющий пар омывает медный змеевик 3. Нижний конец змеевика присоединяется фланцем 11 к сиропному насосу. Верхний его конец при помощи фланца 4 привернут к соединительной трубе 5. Второй конец ее соединен с вакуум-камерой 18.

а — общий вид; б — вакуум-камера; в — центробежный пароотделитель Рисунок 14 - Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-2А
а — общий вид; б — вакуум-камера; в — центробежный пароотделитель
Рисунок 14 — Унифицированный змеевиковый вакуум-аппарат 33-2А

В змеевик поступает сироп или рецептурная смесь. Сироп поднимается по внутренним спиралям вверх, а затем проходит по соединительной трубке в нижнюю спираль наружного змеевика и далее вверх по спиралям наружного змеевика. Из верхней спирали наружного змеевика увариваемый полуфабрикат (сироп, рецептурная смесь) поднимается по соединительной трубе 5, и из ее верхнего конца уваренная карамельная масса вытекает в вакуум-камеру 18. Масса собирается в медном конусе 16, который имеет внизу клапан 22. Верхняя кромка конуса зажата болтами 17 между фланцами вакуум-камеры и обечайки 15. Чтобы масса не застыла, конус обогревается паром, поступающим в змеевик 21. Он находится внутри обечайки 15 с крышкой 14.

Вместе с карамельной массой из соединительной трубы в вакуум-камеру выходят также вторичный пар и воздух, выделяющиеся из сиропа при его уваривании. Они удаляются в конденсатор по патрубку 20. Отбойник 19 препятствует уносу карамельной массы.

Обычно уваренная масса накапливается в приемнике 13 при открытом клапане 22 и закрытом клапане 24. В этом случае объем вакуум-камеры получается на 80 дм3 больше. Кроме сливного отверстия вакуум-камера сообщается с приемником через кран 28 и трубопровод 27. Приемник снабжен рубашкой 23 для обогрева. В змеевик 21 и паровую рубашку 23 греющий пар подается по трубе 29. Рубашка 23 имеет продувочный кран 33. Когда в приемнике скопится достаточное количество (16… 18 кг) массы, закрывают рукояткой 25 клапан 22 сливного отверстия, а при помощи крана 28 разобщают приемник с вакуум-камерой. После этого, открыв кран 26, в приемник выпускают воздух и, поворачивая рукоятку клапана 24, открывают выпускное отверстие. Масса сливается из аппарата. По окончании слива закрывают отверстие клапаном 24, сообщают при помощи крана 28 приемник с вакуум-камерой. Когда в приемнике установится такое же разрежение, как в вакуум-камере, открывают выпускное отверстие, поворачивая клапан 22.

Окно 32 служит для наблюдения за спуском карамельной массы из конуса в приемник. Разрежение в вакуум-камере регистрируется вакуумметром 30. Давление греющего пара измеряется манометром 6. Через воздушный кран 7 периодически выпускают воздух из парового пространства. Предохранительный клапан 9 служит для предотвращения разрыва аппарата в случае увеличения давления греющего пара.

Вакуум-камера с приемником подвешивается при помощи тяг 31 к потолку или кронштейну, прикрепленному к стене. Это удобно при ремонтах и эксплуатации.

Ловушка 35 с крышкой 34 и перегородкой 36 монтируется на трубопроводе между вакуум-камерой и конденсатором. Уловленная масса выпускается периодически через кран 37.

В подобном аппарате можно уваривать начинки, мармеладные массы и т. п. В аппаратах, предназначенных для уваривания начинки, вакуум-камеры имеют объем, увеличенный в 7 раз. При меньшем объеме вакуум-камеры начинка выбрасывается вторичным паром в конденсатор. Аппараты меньшей производительности имеют медный змеевик из одной спирали трубки внутренним диаметром 40 мм.

Греющая часть змеевиковых аппаратов используется также для уваривания рецептурных смесей и сиропов под атмосферным давлением. В этом случае конец змеевика соединяется с центробежным пароотделителем, который показан на рисунке  14, б. Пар и уваренная масса выходят из трубки 1 в центробежный пароотделитель. Масса стекает вниз и непрерывно выходит из аппарата, а вторичный пар по центральной трубе 2 поступает в вытяжные вентиляционные трубы.

Отложения сахара на внутренней поверхности трубки змеевика смывают горячей водой два раза в смену. Раз в неделю трубку протравливают горячим 2 %-ным раствором гидроксида натрия в течение 24 ч.

Техническая характеристика унифицированного змеевикового вакуум-аппарата:

Техническая характеристика унифицированного змеевикового вакуум-аппаратаВыпарные установки свеклосахарных заводов

Выпарные установки отечественных свеклосахарных заводов — четырехкорпусные, у которых первые три корпуса работают под давлением, а последний четвертый и концентратор — под разрежением.

На рисунке 15 представлена схема четырехкорпусной выпарной установки с концентратором, работающая под уменьшенным разрежением.

Рисунок 15 - Принципиальная схема четырехкорпусной выпарной установки с концентратором
Рисунок 15 — Принципиальная схема четырехкорпусной выпарной установки с концентратором

Сульфитированный очищенный сок перед сгущением нагревают под давлением в многоходовых теплообменниках 27 и 28 до температуры кипения (126 °С) и направляют в I корпус (2) выпарной установки, где из него выпаривается часть воды. Из I корпуса сок последовательно переходит во II (3), III (4), I V (5) корпуса и концентратор 6, где он сгущается до плотности сиропа 63…65 % СВ. Сироп смешивают с клеровкой сахара II и III кристаллизаций, сульфитируют, нагревают до 85…90 °С, фильтруют и подают на уваривание утфеля I кристаллизации.

Для обогрева I корпуса и теплообменников сока последней группы перед выпарной установкой используют отработавший пар паровых турбин и редуцирующий пар паровых котлов, смесь которых отбирают из паросборника 1. Перегрев технологического пара ликвидируют, распыляя воду в потоке перегретого пара.

Отработавший пар поступает только в паровую камеру I корпуса, а следующие корпуса обогреваются вторичным паром предшествующих корпусов, который предварительно освобождается в сепараторах от капель сока. В концентраторе 6 происходит самоиспарение воды за счет перепада давления. Избыток вторичного пара из IV корпуса поступает в паровую камеру концентратора. Часть вторичного пара из корпуса I можно вернуть с помощью пароструйного насоса 25 в паросборник 1 и использовать в качестве греющего пара в I корпусе. Конденсат технологического пара собирается в гидроколонках 18, 20, 22, 24 и 26, а затем насосами 17 ,19, 21, 23 и 25 направляется в ТЭЦ для питания паровых котлов.

Многократное использование теплоты пара выпарной установки возможно лишь при условии, что температура кипения сока, а следовательно, и давления в корпусах будут понижаться от первого к последнему. Для создания разности давлений I корпус обогревают отработавшим в турбине паром с избыточным давлением 0,3…0,35 МПа и температурой 132 °С. В результате конденсации вторичного пара в вакуум- конденсационной установке создается остаточное давление 0,017…0,021 МПа, что обеспечивает кипение сока в последнем корпусе выпарной установки при температуре около 90 °С, а в I — при 126 °С.

Рекомендуемый температурный режим в четырехкорпусной установке с концентратором:

Рекомендуемый температурный режим в четырехкорпусной установке с концентратором
Рекомендуемый температурный режим в четырехкорпусной установке с концентратором

Разрежение в последнем корпусе и концентраторе, а также удаление неконденсирующихся газов из системы осуществляют с помощью вакуум-конденсационной установки, которая состоит из конденсатора 9, каплеловушки 10, сборника барометрической воды 14, вакуум-насоса 13, уравнительного бачка 8 и сборника холодной воды 7. Полочный конденсатор смешения 9 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с горизонтальными полками. Снизу в него поступает вторичный пар, а сверху — холодная вода. При контакте с водой пар конденсируется, создавая в аппарате сильное разряжение. Неконденсирующиеся газы освобождаются в каплеловушках 10 и 16 от капель жидкости и непрерывно отсасываются вакуум-насосами 12 и 15. Смесь конденсата и охлаждающей воды (барометрическая вода) по вертикальной трубе стекает в сборник 14.