CS261871B2 - Mechanická odparka pro zahušťování vazkých kapalin v tenké vrstvě - Google Patents

Abstract

Odparka sestává z vertikáJlní trubky vložené do ohřívacího pláště, v níž je umístěno spirálové míchadlo s úhlem stoupání šroubovice v rozmezí od 30° do '55°, s výhodou 45°, a mezi vnitřní stěnou trubky a vnějším obvodem spirály míchadla je ponechána mezera o šířce od 0,01 do 10 mm. Na horní části spirálového míchadla je uspořádán lopatkový rozdělovač pro rovnoměrné rozdělování přiváděného zahušťovacího média.

Description

Vynález se týká mechanické odparky pro zahušťování vazkých kapalin v tenké vrstvě, a to kapaílin o vysoké vazkosti až do nenewtonovských kapalin, to jest kapalin o vysoké zdánlivé vazkosti, použitelné zejména ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu a všude tam, kde mají být nedestruktivním způsobem odpařeny kapaliny citlivé na prodloužený účinek vysokých teplot.

Jsou známa zařízení, sloužící pro zahušťování vazkých kapalin odpařováním kapaliny z tenké vrstvy, stékající dolů gravitací tak, že stékání je podporováno působením pružných lopatek složité konstrukce a vyvozujících spíše promíchávání než podporu stékání zahušťované kapaliny.

Jiné známé zařízení pro zahušťování kapalin citlivých na působení zvýšené teploty podíle polského patentu č. 49 440 má tvar vertikálního válce, v němž se otáčí spirálové míchadlo. Spirála je na svém obvodě opatřena několika podélnými stíracími pásky, sloužícími pro regulaci tloušťky vrstvy zahušťované kapaliny, pohybující se směrem nahoru po stěně odparky od jejího dna k jejímu víku. Spirála přitom usnadňuje tok hrýdových par směrem k víku odparky.

Je také známo zařízení pro roztírání kapaliny o vysoké vazkosti po stěnách zařízení pro odpařování v tenké vrstvě podle polského patentu č. 56 357. Toto zařízení sestává z rotačního hřídele, umístěného v odpařovacím zařízení, po jehož celé délce jsou s použitím ramen kolmých na hřídel namontovány pohyblivé členy, roztírající zahušťovanou kapalinu stékající po stěnách odpařovacího zařízení. Roztírací členy mají tvar desky, probíhající paralelně se stěnou odpařovacího zařízení, jejíž horní část je zahnuta ve směru otáčení a dotýká se povrchu stěn odpařovacího zařízení tak, aby po stěnách roztírala zahušťovanou kapalinu, přičemž spodní část desky má hranu mírně zahnutou ve směru otáčení za účelem nanášení kapalíny na stěny odpařovacího zařízení.

Uvedená známá odpařovací zařízení nezajišťují však plynulou dopravu hmoty zpracovávané v odparce a vyznačují se spíše míchacím než dopravním účinkem.

Úkolem vynálezu je vyvinutí odpařovacího zařízení, u kterého by bylo dosaženo spolehlivé a plynulé působení na zrychlení gravitačního stékání zahušťované kapaliny po teplosměnné ploše po celé dráze jejího stékání, jakož i zajištění plynulosti převodu hmoty, zpracované v takovém odpařovacím zařízení.

Tento úkol byl splněn u mechanické odparky pro zahušťování vazkých kapalin v tenké vrstvě, sestávající z vertikálně uspořádané trubky, v níž je umístěno míchadlo, přičemž odpařovací trubka je vložena do ohřívacího pláště a celá souprava je opatřena hrdly pro přívod a odvod ohřívacího média a hrdly pro přívod odpařované vazké kapaliny a pro odvod brýdových par.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že míchadlo je provedeno ve tvaru spirály, tvořené alespoň jedním závitem, jejíž úhel stoupání je v rozmezí od 30° do 55°, s výhodou 45° a mezi vnitřní stěnou odpařovací trubky a vnějším obvodem mfchadla je ponechána mezera o šířce od 0,01 mm do 10 mm.

Na horní části spirálového míchadla je v oblasti přívodu zahušťované kapaliny hrdlem uspořádán lopatkový rozdělovač.

Výhody odpařovacího zařízení podile vynálezu spočívají v tom, že jeho uspořádání má příznivý vliv na tepelnou vodivost povrchové vrstvy, určující tepelnou účinnost odpařovacího zařízení a snižující potřebný odparný čas, což je prospěšné pro jakost získaného zahuštěného produktu, zvláště citlivého na prodloužený účinek zvýšené teploty. Lopatkový rozdělovač zajišťuje rozdělování přiváděného kapalného média, turbulenci jeho toku a urychlení jeho stékání.

Dále bude odpařovací zařízení podle vynálezu podrobněji popsáno na příkladech provedení s odvoláním na přiložené výkresy, kde obr. 1 znázorňuje podélný řez základním provedením odpařovacího zařízení a obr. 2 podélný řez variantou provedení odpařovacího zařízení se začleněným lopatkovým rozdělovačem.

Jak je zřejmé z obr. 1, sestává odparka pro zahušťování vazkých kapalin v tenké vrstvě podle vynálezu z vertikálně uspořádané trubky 1, vložené do ohřívacího pláště 2. Ve svislé ose trubky 1 je umístěno spirálové míchadlo 3. V horní části trubky 1 je umístěno hrdlo 5 pro odvod brýdových par a nad ohřívacím pláštěm 2 je umístěno hrdlo 4 pro přívod kapalného roztoku. Dno trubky 1 je tvořeno otevřenou přírubou 8, umožňující postavení odparky na zásobní nádrž zahuštěného produktu a výtok zahuštěného produktu do nádrže. Ohřívací plášť 2 je v horní části opatřen hrdlem 7 pro přívod ohřívacího média a ve spodní části hrdlem 8 pro odvod ochlazeného ohřívacího média. Spirálové míchadlo 3 je přitom rozměrově řešeno tak, aby mezi vnitřním povrchem odpařovací trubky 1 a vnějším obvodem spirály míchadla 3 zůstala mezera 10 o šířce od 0,01 mm do 10 mm.

Ve variantě provedení, znázorněné na ohr. 2, je v horní části spirálového míchadla 3 v oblasti přívodu kapalného roztoku hrdlem 4 uspořádán lopatkový rozdělovač 9.

Jak vyplývá z obr. 1 a z uvedeného popisu, je kapalný roztok zaváděn do odparky hrdlem 4 a stéká směrem dolů ve formě mechanicky vytvářené tenké vrstvy ke dnu po vnitřní teplosměnné ploše trubky 1, ohřívané ohřívacím médiem! proudícím v ohřívacím plášti 2. Při tomto stékání je z roztoku odpařována kapalina, přičemž je stékání roztoku podporováno působením spirálového míchadla 3.

Při použití spirálového míchadla 3 s úhlem stoupání šroubovice 45° se zvýší gravitačním působením vyvolaná rychlost stékání tenké vrstvy zahušťovaného roztoku, přičemž se současně dosáhne výhodná turbulence toku po celé dráze, jakož i podpora stékání zahušťovaného roztoku směrem dolů podél vertikální osy odpařovacího zařízení.

Pro zajištění počátečního rozdělování přiváděného kapalného roztoku, jakož i pro zvýšení turbulence jeho toku a zrychlení jeho stékání je ve variantě provedení podle obr. 2 v pásmu přívodu kapalného roztoku přívodním hrdlem 4 na horní části spirálového míchadlla 3 uspořádán lopatkový rozdělovač 9.

Claims (2)

1. Mechanická odparka pro zahušťování vazkých kapalin v tenké vrstvě, sestávající z vertikálně uspořádané trubky, v. níž je umístěno míchadlo, přičemž odpařovací trubka je vložena do ohřívacího pláště a celá souprava je opatřena hrdly pro přívod a odvod ohřívacího média a hrdly pro přívod odpařované vazké kapaliny a pro odvod brýdových par, vyznačující se tím, že míchadlo (3) je provedeno ve tvaru spirály tvořené alespoň jedním závitem, přičemž úhel

YNALEZU stoupání šroubovice je v, rozmezí od 30° do 55°, s výhodou 45°, a mezi vnitřní stěnou odpařovací trubky (1) a vnějším obvodem spirály míchadla (3) je ponechána mezera (10) o šířce od 0,01 do 10 mm.

2. Mechanická odparka podle bodu 1, vyznačující se tím, že na horní části spirálového míchadla (3) je v oblasti přívodu zahušťované kapaliny hrdlem (4) uspořádán lopatkový rozdělovač (9).