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Vakuumverdampfer.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumverdampfer zum Eindampfen
von hitseempfindlichen Flüssigkeiten wie Milch, Fruchtsäften od. dergl, bei niedrigen
Verdampfungetemperaturen, Es iet bekannt, hierfür Verdampfer mit in einem horizontalent######
Gehäuse liegend angeordneten, von außen beheizten Verdampfungarohren su verwenden,
die nit den Enden an kreisrunden Gehäseböden angebrahot ##### und mit den Auslaßenden
an einen hgeachalteten Vlkuumabscheider angeschlossen sind, der mit der Hohe seines
Vakuumas die VerdaBpfunatemperatur der Flüssigkeit in den Verdmpferrohren bestimmt.
In der Annahme, d : lß die zu einem Rohbündel zusammengestellten, liegenden Verdampforrohre
besondere Maßnahmen erforderlich nachen, um ihre gleichmäßige Speisung mit der in
der Regle vorgemärmten, su verdampfenden Flüssigkeit sicherzustellen und um vornehmlich
zu verhindern, daß die unteren Verdampferrohre einen stärkeren Flüssigkeitszulauf
erhalten als die oberen Rohre, hat man bisher
vorgesehen, das Verdampfungsgehäuse
vor den Einlasenden der Verdaapferrohre Mit t einer den einlaßseitigen Gehäuseboden
übergreifenden Vorkommor auazurüaten, die einen zentralen Leitungsanschluß aufweist,
und entweder in dieser Vorkammer oder unmittelbar an den Einlaßenden der Verdampferrohre
besondere Leitvorichtungen anzuordnen, die die zugeführte Flüssigkeit gleichmäßig
auf die Verdampferrohre vertilen sollen. Als solche Leitmittel wurden z.B. ein in
einer zylindrischen Vorkammer angeordnatar kegl4ger Prallkörper, eine Düssnplatte
mit den einzelenen Verdampferrohren sugoordneten düssenartigen Durchlässen oder
in dit Terda~forrohre ramende LaitMrpar Bit verengton schraubenförigen durchlässen
benutzt.
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Duroh derartige Maßnahmen sollte sichergestellt werde, daß die liegenden
Verdampferrohre hinter ihren Einlaßenden auf bestimmter Longe suber dan Rohrquaroohnitt
gleichmäßig an lhrz Innenflächen mit der su verdampfenden Flüssigkeit in donner
Schicht gespeist werden, ehe in einem bestimmten Abschnitt der Rohrlkge untor Einwirkung
dea im Vakuumabaobeider erseugten Unterdruokea die Verdampfung der Flüssigkeit bei
eine gegen ihren normalon Siedepunkt beträchlich verminderten Temperatur beginnt,
wobei der Unterdrück in der Verampfungszone zugleich auch für eine hohe Turbulenz
der Flüssigkeit sorgt und er erzeugte Dampf im Zusammenwirken mit dieser Turbulenz
die im Verdampfungsstandium befindliche Flüssigkeit mit der Innenfläche der von
außen beheizten Verdampurrochre in inniger Berühurung hält.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß entgegen den bisherigen
Erfahxanpu ad und Erwartungen besondere maßnahmen zur gl. . n ; . ~ ; 1,. ed tt
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pmft verdampferrohre nicht erforderlich sind und alo « hr umständlichen
und aufwendigen Einbauten wie Verteilerkörper, Düsenslatten odor Rohreinsätze entfallen
können. wenn ander
weitig durch sachgemase Bemessung und Kontrolle der Betriebzbedingungen für eine
gleichmäßige Speisung der im Bündel angeerneten liegenden Erhitzerrchre gesorgt
wird. Die wird erfindungsgemäß dadruch erreicht, daß der Durchmesser und die Länge
der Verdampfungsrhre, das Vorkammervolumen, die Zudey der zu verdampfenden Flüssigkeit
und die höhe des Vakwamm im Abscheider derart aufeinander abgestimmt sind, daß jazz
Verdampfungsrochre ehne Verkammereinbauten, Rohreinsätze #der vergeschaltete
leehdüsen, also mit 2ber den Rohrquer schnitt volständig effenen Einlaßenden gleichmäßig
in dünner Schicht mit der zu verdampfenden Flüssigkeit benetzt werden.
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Zw w alll festgestellt, daß bei richtiger Abstimmung dieser konstruktiven
und betriebleichen Vorausstzungen die Auswirkung des im nachgeschalteten Abscheider
erzeugten Unter drücket in den Verdampferrohren sich bis zu den Einlaßenden der
Verdampferrohre und in die Vorkammer erstrock und trotz der unterschiedlichen Höhenlage
der liegenden Verdampferrohre bol zentraler Speisung der Vorkammer eine gleichmäßige
Speisung der einselenen Verdampferrohre zustandebringt. Der Betrieb e Verdampfers
mit über den ganzen Rohrquerschnitt offenen Einlaßenden der liegenden Rohre hat
2ber den Fortfall der bisher verwendeten Daoenboden und Rohreinsätze hinaus den
bescondera Orteil, d zwch die @@@ den verengten Einlässen auftreten-4er te lob h
der Verdampferrchre nach sich ziehen, und daß in Verbindung
damit
auch die ständie Kontrolle und Reinigung der verengten Durchlässe entbehrlich ist.
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Die hile Speieung der Verdampferrohre an ihren Einlaßenden kann dadurch
begünatigt werden, daß bei der an sioh bekannten zylindrischen Ausbildung des gende
Verdampfergehäusse die den einlaßaeitigen Gehauaeboden 2bergreifende Vor kammer
konisch aäsgebildet ist.
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Dis Verdampferrohre bilden zweckmäßig in Rohrblffidel mit in Umfangerichtung
der Gehäuseböden um die Achse des zylindrischen Verdampfergehäusse gleichmäßig verteilten
Rohren.
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In weiterer Auageataltung der Erfindung Mnnen die an ihren Einlaßenden
offenen Verdampferrohre mit ihren Einlaßenden über den augeordneten Gehäuseboden
gleichmäßig oder gewält ungleichmäßig hervoratehen. Dies hat den Vorteil, daß die
an der kegligen Vorkammerwand zugef2hrte Flüssigkeit die Stirnfläche do* vorderen
Gehäuseboden berieseln muß, ehe sie in die rohre einströmen tanne Hierdurch wird
eine zusätzliche Vorwärwung der Flüasigkeit an der Stirnfläche des innenseitig vom
Heismittel erwärmten Gehäusebodens erreicht. Soweit bei Verdampfereinheiten großen
Durohaeaaere die gleichmäßige Beriemelung der in unterschiedlichen Höhen liegenden
Verdampferrohre Schwierigkeiten bereitet, kann durch unterachiedliehe längenbemessung
der liber den vorderen Gehäuseboden hervorstehenden Rohrenden Abhilfe geschaffen
werden.
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Die Zelohnung zeigt in schematischer Darstellung ein Beiapiol fUr
die Aueführung eines Vakuumverdampfers nach der Erfindung, und swar aeigen
Fig.
1 den Längsschnitt duroh einen Vakuumverdampfer nach der Erfindung mit liegenden
Verdampferrohren und Fig. 2 einen querschnitt durci den Verdampfer nach Linie II-II
von Pig. 1.
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Ver Vakuumverdampfer 1 besteht in seinen wezentlio en teilen aux
einem zylindrischen Gehause, daa eine Mehrzahl von liegenden Verdampferrohren 2
enthKlt und mit den Austritteenden dieer Rohre an einen @akuumabscheider 3 angeschlossen
ist.
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D1e horizontalen Verdampferrohre 2 sind mit ihren vorderen Enden an
einem Gehäuseboden 4, mit ihren hinteren Enden an einem Gehkuseboden 5 befestigt.
Dem Gehäuseboden 4 ist eine keblige Vorkamer 4 zugeordnet, die mit aine senralen
Einlaßstutzen 7 fUr die nu verdampfende Flüssigkeit versehen ist, Im horizontalen
Vakuumverdampfer 1, der in der Zeiohnung ur Yereiniachung nur einstufig ausgebildet
ist, wird von der Vakuumpume 16 eine Unterdruck erzeugt, ehe die vorgewärmte Milch
oder dergl, druch den Vorkammerstutzen 7 eintrömt.
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Der von der Vakuumpumpe 16 erzeugte Unterdruok saugt uß dem Abscheider
3 einen Teil der anfallenden Dampfbrüden ab, die in einem Kondensator 12, der eine
Einsprizkondenstorsein kann, kondensiert und niedergeschlage werden. Das in diesem
Falle duroh sine Leitung 13 eingespritzte Kühlwasser und das Brüdenkondensat werden
von einer Pumpe 15 aufgenomaen und abgeleitet.
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Der andere Teil der im Abscheider allenden Brüden wird von einem Brüdenverdiohter
10 durch Injektorwirkung des bei 11 eintrotenden Frischdampfes angesaugt, mit dom
Prisohdampf vermischt, dabei auf erhöhte Temperatur gebracht und als Heizmittel
in das zylindrische Gehäuse des Vakuumverdampfers1 gedrückt.
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Dan in Abachoider 3 gewonnene Milckonzentra@ 8 wird tos einer Konzentratpurpe
9 aufgenommen und weitergehmitet. Das Kondensat sun dam Mischdampf tritt durch sinon
Stutzen 17 aus des Vakuumverdampfer 1 aus und wird von einer nicht dargestellten
Pumpe gefdrdert. Ein weiterer stutzen 18 lot sur Entlüftung des Verdampfergehäuses
vorgesehen.
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Die horisontalon Verampferrochre 2 sind durch die @ehäuseboden 4
und 5 su einem Rohrbündel vereinigt, dessen Rohre gem@@@ Fig. 2 konzentriaoh sur
Mittelachse des zylindrischen Gehäuses angeordnet sind. Die Verdampferrohre sind
in ihrem Durhcmesser und in lhrer Lange in Abstimmung auf dan Volumen der Vorkammer
6 und aut den von der Pumpe 16 hergestellten Unterdruck im Abaoheider 3 so bemessen,
da8 sich der Unterdruck dea Abaoheidera bd in die Vorkammer 6 auswirkt. Dies hat
entgegen den bisherigen Erwartungen sur Folge, daß zich die druch den Vorkammerstutzen
7 sugeführte Flüssikgiet auf den ganzen Umfang der Innenfläche der Vorkammer 6 gleichmäßig
verteilt und an ihrer Basin Uber die Stirnfläche des Gehäusebodens 4 gleichmäßig
in die Verdampferrohe 2 strömt, die bei richtiger Einstellung der Zulaufmenge auf
dem genzen Rohrquerschnitt in dünner Schicht benotst werden. D1e bisher fUr erforderlich
erachteten YerteilerelnaCtse in der Vorkammer, Et te an den Einladenden der Verdanpferrohre
oder einlaßdüsen kommen dadurch in fortfall. Da die sugefuhrto Flüssigkeit den vrderen
Ghäseboden gleichmäßig berieaelt, nimmt sie aus diesem innenseitig vom Heizmittel
berührten GehOuebodet re auf, so daß einerseits die Vorwärmung der su verdampfenden
Flüssigkeit verhessert, anderersetis das Anaetzen ton Kruaten in den Einlaufenden
der Verdampferrohre ereehwert wird.
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D gleichmäßige Speisung der an ihren Einalßenden offenen Verdampferrohre
wid durch die kegleige Gestalt der Torkamor 6 beg@nstigt. Die wirka@@@ Berieselung
des Gehäusebodenz 4 au* seiner gesamten Stirnfläche kann dadruch verbwwwwrt werden,
da8 die Verdampferrohre 2 mit ihren Einlassenden ffber den Gehäuseboden 4 in die
Vorkammer 6 hervorstehen.
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Wenn dies sur gleichmäßigen Spol der Verdampforrohre or. forderlich
ist, können die in die Vorkammer 6 ragenden Enden der Verdampferrohre un@erschiedlich
lang bemessen sein.