NL8004359A

NL8004359A - Werkwijze voor het voorverwarmen van circulerende lucht in een inrichting die wordt gevormd door een aan een droger gekoppelde verdamper.

Info

Publication number: NL8004359A
Application number: NL8004359A
Authority: NL
Original assignee: Laguilharre Sa
Priority date: 1979-08-03
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DK333080A; BE884603A; US4313787A; FR2462180B1; GB2057278B; GB2057278A; LU81573A1; ES8105557A1; IE801521L; DE3028913A1; FR2462180A1; NZ194533A; SE8005299L; IE49858B1; ES494702A0; FI802309A

Description

803268/Eey/TH

... — - **

Korte aanduiding: Werkwijze voor het voorverwarmen van circulerende lucht in een inrichting die wordt gevormd door een aan een droger gekoppelde verdamper.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het voorverwarmen van circulerende lucht die wordt gebruikt in een inrichting bestaande uit een meertraps verdamper voor het concentreren van een vloeibaar produkt, in het bijzonder een voedings-5 produkt zoals een melkprodukt, en uit een droger waarin het in de verdamper verkregen concentraat of een ander concentraat wordt behandeld.

De voor te verhitten lucht zal bij voorkeur lucht zijn, die gebruikt wordt in de droger die in hoofdzaak bestaat uit 10 een warme lucht droger zoals een verstuivingsdroger.

Bij de bekende werkwijzen wordt het condensaat uit de laatste trap van de verdamper in een warmtewisselaar geleid, waar dit condensaat de lucht voorverwarmt, die vervolgens in een opwarminrichting op de gewenste eindtemperatuur wordt gebracht. Dit 15 condensaat heeft echter een relatief lage temperatuur, en kan slechts een geringe voorverwarming geven en de gewenste eindtemperatuur moet dus worden bereikt in de eindopwarminrichting ten koste van een aanzienlijke hoeveelheid dure energie.

De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen, 20 waarbij dit nadeel wordt vermeden. Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat het condensaat van de meertrapsverdamper wordt opgewarmd, door een medium dat afkomstig is van de verdamper en warmer is dan het condensaat en het aldus opgewarmde condensaat in een warmtewisselaar wordt gevoerd voor het voorverwarmen van de 25 lucht.

Het opgewarmde condensaat bestaat geheel of gedeeltelijk uit condensaat van een trap van de verdamper of uit een mengsel van condensaat uit meerdere trappen.

Door gebruik te maken van goedkope warmte van de 30 verdamper is het eveneens mogelijk condensaat te verkrijgen en dus water dat een temperatuur heeft die hoger is dan van het condensaat uit de laatste trap van de verdamper. De energiekosten in de eindopwarminrichting zulfen zadoende veel kleiner zijn.

Het medium met behulp waarvan het opwarmen geschiedt, 35 bestaat uit warmer condensaat dat afkomstig is van de verdamper.

800 4 3 59 4» - 2 -

Het opwarmen kan zodoende binnen de verdamper geschieden, dat wil zeggen binnen een trap. Maar het opwarmen kan eveneens buiten de verdamper geschieden, bij voorbeeld in een mengreservoir waar het koudere condensaat in contact wordt gebracht met het warme conden-5 saat.

Volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm wordt het opgewarmde condensaat voordat dit naar de warmtewisselaar wordt gevoerd, gemengd met damp die afkomstig is van de verdamper en warmer is dan het opgewarmde condensaat. Het uiteindelijk 10 verkregen condensaat volgens deze uitvoeringsvorm of het condensaat dat eenvoudig is verkregen door opwarming met behulp van warmer condensaat, kan vervolgens, indien men dit wenst en voordat het in de warmtewisselaar wordt gevoerd opnieuw worden gemengd met ander warmer condensaat.

15 Hierna is aangegeven dat het opwarmmedium bestaat uit condensaat dat afkomstig is van de verdamper. Dit medium kan echter eveneens bestaan uit van de verdamper afkomstige warmere damp.

Deze behandelin g kan in de verdamper zelf geschie-20 den. In dat geval zal het op te warmen condensaat in een warmere trap worden gevoerd waar het in contact wordt gebracht met damp uit de voorafgaande verdampingstrap. Deze handeling kan eveneens geschieden buiten de verdamper, bij voorbeeld in een condensor waar een intensieve menging tussen het op te warmen condensaat en de damp 25 uit een trap van de verdamper plaats vindt.

Het aldus door de damp opgewarmde condensaat kan vervolgens indien men dit wenst en voordat het in de warmtewisselaar wordt gevoerd, worden gemengd met ander condensaat dat warmer of van dezelfde temperatuur is.

30 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 toont schematisch een viertrapverdamper waarbij de voor te verwarmen lucht wordt gebruikt in een warme lucht droger, vanhet type verstuivingsdroger, welk voorverwarmen 35 geschiedt met behulp van warm water, dat wordt verkregen door het mengen van het condensaat van de drie laatste trappen van de verdamper, welk mengen buiten de verdamper plaats vindt.

Fig. 2 toont een inrichting volgens fig. 1, waar-bij - 800 43 59 ♦ - 3 - het warme water wordt verkregen door het condensaat van de laatste trap op te warmen door middel van damp uit de eerste trap, welk opwarmen geschiedt buiten de verdamper.

Fig. 3 toont een andere uitvoeringsvorm van de 5 inrichting waarbij het condensaat van de laatste trap wordt opgewarmd door middel van damp uit de eerste trap, welk opwarmen geschiedt in de tweede trap.

Fig. b toont een uitvoeringsvorm waarbij het condensaat van een trap wordt opgewarmd door middel van damp, welk 10 opwarmen geschiedt in de voorafgaande trap.

Fig. 5 is een schematische weergave van een inrichting met een vijftraps verdamper waarbij de voor te verwarmen lucht wordt gebruikt in een warme luchtdroger, van het type ver-stuivingsdroger, welk voorverwarmen geschiedt met behulp van warm 15 water dat wordt verkregen door het opwarmen van condensaat van een trap door middel van damp die dezelfde temperatuur als het condensaat van de voorafgaande trap, welk opwarmen buiten de verdamper geschiedt.

Fig. 1 toont een verdamper met vier/6rappen 1, 2, 3, b van het valstroomtype. De vier trappen zijn respectievelijk 20 verbonden met damp-vloeistofafschelders 5, 6, 7, 8. Het vloeibare in te dikken produkt dat in dit geval bestaat uit taptemelk, wordt via een leiding 9 in de top van de eerste trap 1 en vervolgens van de onderzijde van de eerste trap 1 naar de top A van de tweede trap 2, van de onderkant van deze tweede trap 2 naar de top B van de derde 25 trap 3 en van de onderkant van deze trap 3 naar de top C van de laatste trap gevoerd via de respectievelijke leidingen 10, 11, 12 die elk zijn voorzien van een circulatiepomp resp. 13, 1^, 15*

Ten slotte wordt de geconcentreerde taptemelk, vanuit de onderkant van de laatste trap b, via een leiding 16, die een circulatiepomp 30 17 bevat, naar het bovenste deel van een verstuivingsdroger 17' ge voerd, waarbij de leiding 16 aan zijn vrij uiteinde is voorzien van een geschikte (niet weergegeven) verstuivingsorgaan.

De damp die in de eerste trap 1 ontstaat, loopt door de afscheider 5 en komt via de leiding 18 in het verwarmings-35 element 19 van de trap 2. De damp uit de trap 2, de trap 3 en uit de trap k gaat respectievelijk door de afscheiders 6, 7i 8 en komt via de leidingen 20, 21, 22 respectievelijk in het verwarmingselement 23 van de trap 3ï het verwarmingselement 2b van de trap b en in een (niet weergegeven) condensor.

800 4 3 59 it - b -

De leiding 20 is voorzien van een z|tak 25» die een voedingsleiding vormt van een thermocompressor 26, waarvan de stuwleiding 27 uitmondt in het verwarmingselement 28 van de trap 1. Het zal duidelijk zijn dat de druk vanaf de eerste naar de laatste trap afneemt.

5 Aan de onderzijde van het verwarmingselement 28 is een afvoerleiding 29 aangebracht, die is voorzien van een afvoerpomp 50, die in· verbinding staat met een (niet weergegeven) stoomketel, waar de noodzakelijke stoom voor de thermocompressor 26 wordt geproduceerd. Het zal duidelijk zijn dat het wezen van de 10 uitvinding niet verandert indien slechts een deel van het condensaat van de trap 1 uit het verwarmingselement 28 wordt verwijderd, en het resterende gedeelte in het verwarmingselement 19 van de trap 2 wordt gevoerd.

Het condensaat dat in de verwarmingselementen 15 19» 23 en 2b wordt geproduceerd wordt respectievelijk hieruit ont trokken via een leiding 31 met een pomp 32, een leiding 33 met een pomp 3b en een leiding 35 met een pomp 36. De leidingen 31» 33 en 35 monden uit in een leiding 37» die een zijtak 38 bevat die is verbonden m et de leiding 29· Deze leiding 37 mondt uit in een indirecte 20 v/armtewisselaar 39, waar het condensaatmengsel uit de leidingen 31, 33» 35» en 38 zijn warmte geeft aan de lucht die via een leiding 40 in deze warmtewisselaar wordt gevoerd, en het afgekoelde condensaat via een leiding b'l uit deze warmtewisselaar wordt geleid.

De aldus opgewarmde lucht die afkomstig is van de warmtewisselaar 25 59» wordt vervolgens via een leiding b2 in een tweede indirecte warmtewisselaar b3 gevoerd, waarin de lucht op de gewenste eiicfcem-peratuur wordt gebracht, welke tweede warmtewisselaar via een leiding bb wordt gevoed met verse stroom, en het condensaat van de tweede warmtewisselaar wordt afgevoerd via een leiding b$. De warme 30 lucht die de warmtewisselaar hj verlaat, wordt via een leiding k6 naar de bovenkant van de verstuivingsdroger 17' gevoerd. De geconcentreerde taptemelk, die via de leiding 16 wordt toegevoerd en in de droger 17' wordt verstoven, wordt door deze warme lucht gedroogd ten einde melkpoeder te verkrijgen. Dit poeder en de lucht verlaten 35 de verstuivingsdroger 17’ respectievelijk via de leidingen *+7 en ^8. Opgemerkt wordt dat de verstuivingsdroger indien men dit wenst in plaats van het concentraat uit de trap b ook een ander concentraat kan verwerken.

8004359 > - 5 -

Fig. 2 toont een inrichting, waarbij de elementen 1 tot 24, 17', 28 tot 30 en 29 tot 48, identiek zijn aan die uit fig. 1. De leiding is bovendien voorzien van een aftakking die de voedingsleiding 49 van een thermocompressor 30 vormt, waarvan de 3 stuwleiding 51 in het verwarmingselement 28 van de trap 1 uitmondt.

Het condensaat uit het onderste deel van het verwarmingselement 19 wordt via een leiding 52 in het verwarmingselement 23 gevoerd. Op > dezelfde wijze wordt het condensaat dat zich onder in het verwarmings element 23 verzamelt via een leiding 53 in het verwarmingselement 10 24 gevoerd. Ten slotte wordt het condensaat dat zich onderin het verwarmingselement 24 verzamelt, via een leiding 5^ die voorzien is van een circulatiepomp 55 naar het bovenste gedeelte van een condensor 58 gevoerd, welke condensor aan de onderkant vrordt gevoed met damp via een leiding 311 die is voorzien van een zijtak 49.

15 Het condensaat van de laatste trap 4, dat een temperatuur heeft van 55°C wordt in deze condensor 56 opgewarmd, dat wil zeggen buiten de verdamper, door stoom van 69°C die in de trap 1 wordt gevormd.

Dit condensaat dat zodoende een temperatuur bereikt van 69°C wordt aan de onderkant van de condensor afgevoerd via een leiding 58, die 20 is voorzien van een pomp 59 en naar de warmtewisselaar 39 leidt.

Varianten van de zojuist beschreven inrichting worden bij voorbeeld gevormd door het via de leiding 5^ in de condensor 56 gevoerde condensaat op te warmen door middel van damp van 65°C die wordt gevormd in de trap 2 in plaats van die welke 25 in de trap 1 ontstaat of door het condensaat van 65°C in de trap 3 op te warmen en dit in de condensor 56 te voeren, waar de temperatuur wordt opgevoerd tot 69°C door middel van in de leiding 31 circulerende damp.·

De inrichting volgens fig. 3 omvat de elementen 30 1 tot 24, 17', 28 tot 30, 39 .... tot 51 en 53 tot 55i die identiek zijn aan die uit fig. 2 en op dezelfde wijze als iivfig. 2 zijn gerangschikt, met uitzondering van de leiding 5^, die niet in een condensor uitmondt maar in het bovenste gedeelte van het verwarmingselement 19 van de trap 2. Op deze wijze, wordt het condensaat van de 35 laatste trap 4, dat een temperatuur heeft van 55°C opgewarmd door middel van damp van 69°C, die zich inhet verwarmingselement 19 bevindt, waarbij het condensaat uiteindelijk de temperatuur aanneemt van deze damp. Het opgewarmde condensaat wordt aan de onderzijde 8 0 0 4 3 59 - 6 - van het verwarmingselement afgevoerd via een leiding 60 die is voorzien van een afvoerpomp 61 en uitmondt in de warmtewisselaar 39· Sen variant van deze inrichting kan bij voorbeeld worden gevormd door het condensaat van 55°C van de laatste trap 4 niet naar het bovenste 5 gedeelte van het verwarmingselement 19 te leiden, maar naar het onderste gedeelte hiervan, dat wil zeggen direct in contact te brengen met het reeds aanwezige condensaat. Hierbij blijft het condensaat van 55°C in het algemeen niet lang genoeg in het verwarmingselement 19 om de temperatuur van dit element (69°C) te bereiken. Een andere 10 variant wordt gevormd door het condensaat van de laatste trap 4 niet naar het bovenste gedeelte van het verwarmingselement 19 maar het bovenste (of onderste) deel van het verwarmingselement 23 te voeren.

De inrichting volgens fig. 4 omvat de elementen 1 tot J>0, 17' en 39 tot 48 die identiek zijn aan die uit de fig. 1 en 15 op dezelfde manier zijn gerangschikt. Bovendien voert een afvoerlei-ding 62, die in verbinding staat met de onderkant van het verwarmingselement 24 en is voorzien van een afvoerpomp 63 het condensaat van 55°C dat zich in het verwarmingselement 24 bevindt naar het bovenste gedeelte van het verwarmingselement 23 waar dit condensaat wordt op** 20 gewarmd tot 64°C. Op dezelfde wijze voert een afvoerleiding 64, die in verbinding staat met de onderzijde van het verwarmingselement 23 en is voorzien van een afvoerpomp 65, het condensaat van 64°C uit het verwarmingselement 23 naar het bovenste gedeelte van het verwarmingselement 19 waar dit condensaat wordt opgewarmd tot 68°C, 25 voordat dit condensaat vanuit hetzelfde element wordt afgevoerd via een afvoerleiding 66 met een afvoerpomp 67> die uitmondt in de warmtewisselaar 39*

De inrichting volgens fig. 5 omvat de elementen 1 tot 30, 17' en 39 tot 48, die identiek zijn aan die uit fig. 1.

30 De leiding 22 mondt echter in plaats van in de condensor, zoals bij de inrichting volgens fig. 1 uit in het verwarmingselement 68 van een vijfde trap 69, waar de druk lager is dan in de trap 4. De in de vijfde trap gevormde damp loopt voordat deze damp via een leiding 71 naar een (niet weergegeven) condensor wordt gevoerd, door een met deze 35 trap verbonden damp-vloeistofafscheider 70. De leiding 16 voert de geconcentreerde taptemelk uit de trap 4 niet naar de verstuivings-verdamper 17', zoals in de inrichting volgens fig. 1 maar naar de top D van de laatste trap 69 en de geconcentreerde taptemelk uit 8004359 - 7 - de onderkant van deze trap 69 wordt door middel van een leiding 72 die is voorzien van een pomp 73 naar de verstuivingsdroger 17’ gevoerd. Het condensaat dat zich in het onderste gedeelte van het verwarmingselement 68 verzamelt, wordt via de leiding 7k die is voor-5 zien van een circulatiepomp 75 in het bovenste gedeelte een condensor 76 gevoerd, waarin tevens een leiding 77 uitmondt, die in verbinding staat met de leiding 21. Op deze wijze wordt het condensaat van 52°C uit de laatste trap 69 in de condensor 76 opgewarmd door stoom van 39°C die in de trap 3 wordt gevormd. Het aldus opgewarmde 10 condensaat wordt uit de onderkant van de condensor 76 afgevoerd via een leiding 78, die in het bovenste gedeelte van een tweede condensor 79 uitmondt waarbij in het bovenste gedeelte van deze condensor tevens een leiding 80 uitmondt die is voorzien van een circulatiepomp 81 en het zich in het onderste deel van het verwar-15 mingselement 2k verzamelde concentraat geleidt. In deze condensor 79 mondt tevens een leiding 82 uit die in verbinding staat met de leiding 20. Het uit de leidingen 78 en 80 afkomstige condensaat (van 59°C) wordt zodoende in deze condensor 79 opgewarmd door middel van de damp van 65°C die in de trap 2 wordt gevormd. Het condensaat 20 wordt vervolgens uit de onderkant van de condensor 79 gevoerd via een leiding 83, die in het bovenste gedeelte van een derde condensor 8^ uitmondt. In het bovenste gedeelte van deze condensor mondt tevens een leiding 85 uit, die voorzien is van een circulatiepomp 86 en het zich in de onderkant van het verwarmingselement 23 verzamelende 25 condensaat geleidt. In de condensor 8*f mondt bovendien een leiding 87 uit die in verbinding staat met de leiding 18. Het uit de leidingen 83 en 85 afkomstige condensaat van het 65°C wordt zodoende in de condensor 8k opgewarnd door damp van 70°C die wordt gevormd in de trap 1. Het aldus tot 70°C opgewarmde condensaat wordt ver-30 volgens uit de onderkant van deze condensor 8^f afgevoerd via een leiding 88 die is voorzien van een afvoerpomp 89 in welke leiding . 88 een leiding 90 uitmondt, die is voorzien van een circulatiepomp 91 en welke leiding 90 het condensaat (van 70°C) dat zich in de onder in het verwarmingslichaam 19 verzamelt, geleidt. Ten slotte 35 mondt deze leiding 88 uit in de warmtewisselaar 39.

800 4 3 59

Claims

1. Werkwijze voor het voorverwarmen van lucht die circuleert en wordt gebruikt in een inrichting, bestaande uit een meertrapverdamper voor het concentreren van een vloeibaar produkt, 5 in het bijzonder een voedingsprodukt zoals een melkprodukt en uit een droger, waarin het in de verdamper verkregen produkt of een ander concentraat wordt behandeld, met het kenmerk, dat het condensaat van de meertrapsverdamper wordt opgewarmd door een medium dat afkomstig is uit de verdamper en warmer is dan het con-10 densaat en het aldus opgewarmde condensaat vervolgens in een warmtewisselaar wordt gevoerd voor het voorverwarmen van de lucht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het medium wordt gevormd door het condensaat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2·, m e t het 15 kenmerk, dat het opgewarmde condensaat voordat het in de warmtewisselaar wordt gevoerd, wordt gemengd met damp uit de verdamper die warmer is dan het opgewarmde condensaat. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, in e t h et · 'kenmerk, dat het uiteindelijke verkregen condensaat voordat 20 het in de warmtewisselaar wordt gevoerd, wordt gemengd met.-warmer condensaat.

5- Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het medium bestaat uit damp.

6. Werkwijze volgens conclusie 5i m e t het 25 kenmerk, dat het opgewarmde condensaat voordat het in de warmtewisselaar wordt gevoerd, wordt gemengd met condensaat dat warmer is of dezelfde temperatuur heeft.

7. Werkwijze volgens conclusie 2 of 5> m e t h et kenmerk, dat het opwarmen hetzij in een trap van de verdamper 30 hetzij buiten de verdamper geschiedt.

8. Werkwijze volgens conclusie 3 of 6, met het kenmerk, dat het mengsel hetzij in een trap van de verdamper hetzij buiten de verdamper wordt gevormd. 800 4 3 59