RU2040903C1 - Вакуум-выпарная установка для молока - Google Patents
Вакуум-выпарная установка для молока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2040903C1 RU2040903C1 SU5002175A RU2040903C1 RU 2040903 C1 RU2040903 C1 RU 2040903C1 SU 5002175 A SU5002175 A SU 5002175A RU 2040903 C1 RU2040903 C1 RU 2040903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- milk
- separator
- valve
- calorizer
- pipe
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Использование: получение сгущенного молока на предприятиях молочной промышленности, а также осуществление процессов дистиляции, десорбции, дегазации и концентрирование соков из фруктов и овощей. Сущность изобретения: вакуум выпарная установка для молока содержит фильтры I, сообщенные трубопроводом с вентилем переключателем 3 с сепаратором 5. Сепаратор 5 выполнен со спиральной тарелкой и сообщен трубопроводом с вентилем дросселем 9 с патрубком для молока, расположенным в верхней части калоризатора 6. Патрубок для молока, расположенный в нижней части калоризатора, сообщен трубопроводом с сепаратором, имеет циркуляционный насос 7. Конденсатор II выполнен с вентилем регулятором 17 расхода хладагента. 1 ил.
Description
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности преимущественно для выпаривания воды из молока с получением сгущенного молока с сахаром и без сахара, а также для процессов дистилляции, десорбции, дегазации, для концентрирования соков из фруктов и овощей.
Известна выпарная установка [1] содержащая выпарной аппарат с трубчатой греющей камерой, трубой вскипания и сепаратором, гидрозатворное устройство, подключенное к трубному пространству греющей камеры, и испаритель конденсата, соединенный с гидрозатворным устройством.
Недостатками этой установки являются: низкая интенсивность работы установки и низкое качество получаемого продукта из-за малой скорости циркуляции раствора.
Известен выпарной аппарат [2] который содержит сепаратор, циркуляционную трубу, трубчатую греющую камеру, установленную на циркуляционной трубе, циркуляционный насос, размещенный на циркуляционной трубе перед входом в греющую камеру, пульсационное устройство, расположенное в циркуляционной трубе между входом в греющую камеру и циркуляционным насосом, и штуцеры ввода исходного раствора, вторичного пара.
Пульсационное устройство выполнено в виде цилиндрического вертикального корпуса и вертикального прерывателя потока с радиальными лопастями, ограниченного с торцов перфорированной и глухой пластинами и установленного по оси корпуса и направляющей насадки, установленной на перфорированной перегородке, при этом штуцер ввода исходного раствора тангенциально соединен с вертикальным корпусом.
Недостатком данного аппарата в низком качестве продукции, ограниченности области применения и низкой интенсивности работы установки.
Известен вакуум-выпарной аппарат, в котором устраняется пригар на внутренних стенках теплопередающих поверхностей колоризатором [3] который включает трубчатые подогреватели, первую и вторую ступени испарения, пароструйный термокомпрессор, поверхностный конденсатор, продуктовый насос пароэжекторный блок контур принудительной циркуляции, состоящий из циркуляционного насоса и трубчатого подогревателя (интенсификатора), объединенных с второй ступенью испарения. Контур принудительной циркуляции выполнен в виде третьей ступени испарения, состоящей из объединенных в замкнутую систему циркуляционного насоса трубчатого подогревателя (интенсификатора) и дополнительного пароотделителя, причем дополнительный пароотделитель представляет собой цилиндрический сосуд с размещенным внутри него узлом мелкодисперсного распыления.
Недостатком данного аппарата является усложнение конструкции за счет наличия дополнительного оборудования, значительные энергетические затраты и ограниченность области применения.
Наиболее близким по технической сущности является вакуум-выпарная установка циркуляционного типа периодического действия [4] Установка состоит из калоризатора (греющая камера), поверхность нагрева которого выполнена из кипятильных трубок, завальцованных в трубные решетки, калоризатор с двумя циркуляционными трубами соединен с пароотделителем (сепаратором) двух термокомпрессоров, конденсатора поверхностного типа, двухступенчатого пароструйного вакуум-насоса (эжектор первой ступени, эжектор второй ступени) с промежуточным конденсатором смещения между ступенями, пускового эжектора, центробежного насоса для откачивания конденсата. В колоризаторе имеются верхняя и нижняя перегородки.
Недостатками прототипа являются:
ограниченность области применения, поскольку данная установка может работать только в периодическом режиме, это приводит к снижению ее производительности, сужает границу применения установки;
низкое качество молока, поскольку попадая в калоризатор (над теплообменником имеется сборник с перегородками) в пространство под нижнюю трубную решетку, молоко моментально закипает, устремляясь по кипятильным трубам в сборник, и оттуда по трубе в сепаратор. За счет различия коэффициентов теплопередачи в нижней и верхней частях калоризатора происходит рост коэффициента неравномерности потерь, что ведет к пригару молока на стенках теплопередающих поверхностей калоризатора и снижению вкусовых качеств молока;
низкая интенсивность работы установки, которая определяется работой только в периодическом режиме и переработкой молока с температурой не ниже 75-80оС, высокими энергетическими затратами, низким качеством молока, сложностью конструкции;
значительные энергетические затраты, которые образуются за счет неравномерности расхода греющего пара. В начальный момент времени испарение количества влаги значительно больше, чем в конце выпарки, а следовательно, и образование вторичного пара происходит неравномерно: возрастает расход хладагента на конденсацию пара. Наличие дополнительных теплообменника и пароэжектора увеличивает потери энергии в окружающую среду;
сложность конструкции вакуум-выпарной установки, которая обуславливается наличием дополнительных теплообменника, пароэжектора, термокомпрессора, что увеличивает время ремонта и дополнительные затраты на обслуживание, в результате чего увеличивается металлоемкость, требуется большие площади для размещения установки.
ограниченность области применения, поскольку данная установка может работать только в периодическом режиме, это приводит к снижению ее производительности, сужает границу применения установки;
низкое качество молока, поскольку попадая в калоризатор (над теплообменником имеется сборник с перегородками) в пространство под нижнюю трубную решетку, молоко моментально закипает, устремляясь по кипятильным трубам в сборник, и оттуда по трубе в сепаратор. За счет различия коэффициентов теплопередачи в нижней и верхней частях калоризатора происходит рост коэффициента неравномерности потерь, что ведет к пригару молока на стенках теплопередающих поверхностей калоризатора и снижению вкусовых качеств молока;
низкая интенсивность работы установки, которая определяется работой только в периодическом режиме и переработкой молока с температурой не ниже 75-80оС, высокими энергетическими затратами, низким качеством молока, сложностью конструкции;
значительные энергетические затраты, которые образуются за счет неравномерности расхода греющего пара. В начальный момент времени испарение количества влаги значительно больше, чем в конце выпарки, а следовательно, и образование вторичного пара происходит неравномерно: возрастает расход хладагента на конденсацию пара. Наличие дополнительных теплообменника и пароэжектора увеличивает потери энергии в окружающую среду;
сложность конструкции вакуум-выпарной установки, которая обуславливается наличием дополнительных теплообменника, пароэжектора, термокомпрессора, что увеличивает время ремонта и дополнительные затраты на обслуживание, в результате чего увеличивается металлоемкость, требуется большие площади для размещения установки.
Задачей настоящего изобретения является создание универсальной установки, простой и удобной в эксплуатации, улучшение качества выпускаемой продукции наряду с повышением интенсивности работы установки и снижением энергозатрат.
Эта задача решается благодаря тому, что ваккум-выпарная установка для сгущения молока, содержащая фильтры, колоризатор, сепаратор, конденсатор, пароэжектор, центробежный конденсатный насос, вакуумный насос, соединительные трубопроводы и запорную арматуру, согласно изобретению дополнительно включает в себя вентиль-переключатель, соединяющий фильтр с сепаратором, в котором установлена спиральная винтовая тарелка, и калоризатором, в котором отсутствует сепарационная зона, вентиль-дроссель и циркуляционный насос, вентиль-регулятор расхода хладагента на конденсаторе, исключающая дополнительные пароэжекторы и теплообменники.
Наличие вентиля-переключателя, соединенного с фильтрами, сепаратором и калоризатором позволяет обеспечить работу установки как в периодическом, так и в непрерывном режиме, что расширяет диапазон работы установки и обеспечивает ее универсальность.
В нижней части сепаратора имеется спиральная винтовая тарелка для уноса жидкой фазы, стабилизация потока, равномерного распределения жидкости и устранения перемешивания. Применение в сепараторе винтовой тарелки данной конструкции позволяет избежать образования парожидкостной смеси, которая может привести к кавитации в калоризаторе и образованию пригара молока. Падая на тарелку, в молоке успевает отделиться газовая фаза, а жидкая фаза сливается вниз. Тем самым удается избежать ухудшения качества молока.
Устранение в калоризаторе сепарационной зоны дает возможность увеличить объем перерабатываемого молока, рационально используя теплообменную поверхность, и тем самым, уменьшить его габаритные размеры. При этом снижается неравномерность теплопередачи, коэффициент неравномерности потерь будет близок к единице, отсутствует пригар молока в трубках и сохраняются вкусовые качества молока.
Наличие вентиля-дросселя и циркуляционного насоса позволяет увеличить теплоотдачу и улучшить турбулентность потока молока. Создается давление, которое не позволяет вскипать молоку в калоризаторе, обеспечивая равномерный нагрев молока по всей длине трубки. Устраняется пригар молока в калоризаторе, повышается качество молока.
Устранение конденсатора и пароэжектора, т.е. применение только одного конденсатора и одного пароэжектора по сравнению с прототипом уменьшает потери энергии в окружающую среду и позволяет снизить энергетические затраты. Неравномерность подачи греющего пара в сепарационной зоне компенсируется с помощью вентиля-регулятора подачи хладагента (вода, рассол), который позволяет регулировать количество подаваемого хладагента в конденсатор в зависимости от количества поступающего на конденсацию вторичного пара.
Предлагаемая схема установки достаточно проста и удобна в эксплуатации и ремонте, поскольку отсутствуют дополнительные конденсатор и пароэжектор, а также сепарационная зона в колоризаторе.
Использование ряда совокупностей конструктивных технических решений в данной установке позволяет повысить производительность и интенсивность ее работы.
На чертеже приведена схема заявляемой установки.
Вакуум-выпарная установка состоит из двух фильтров 1, работающих попеременно и соединенных между собой вентилем 2 вентилем-переключателем 3, соединяющимся через молокопровод 4 с сепаратором 5 и калоризатором 6. Сепаратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, имеющий отбойник и винтовую тарелку, соединенный с калоризатором 6, циркуляционным насосом 7, переключающим устройством 8 и вентилем-дросселем 9.
Для отвода газовой фазы верхняя часть сепаратора 5 соединяется с помощью трубопровода вторичного пара 10 с конденсатором 11. Конденсатор 11 представляет собой вертикальный кожухотрубный теплообменник, соединенный с вакуумным насосом 12 для создания пониженного давления в системе, конденсатным центробежным насосом 13, который удаляет влагу из конденсатора через трубопровод для откачки конденсата 14. В верхней части конденсатор 11 соединен через вентиль-переключатель расхода вторичного пара 15 с сепаратором, а через вентиль 15 и пароэжектор 16 с калоризатором 6, в нижней части с вентилем-регулятором расхода хладагента 17.
Установка работает следующим образом. При пуске установки включается вентиль-регулятор 17 и подается хладагент в трубное пространство конденсатора 11. Затем включается вакуумный насос, создается вакуум в системе (0,1 атм) и молоко после пастеризации (tм 68-107оС) подается на фильтры 1 для очистки его от природных тел, различных примесей.
Установка может работать как в периодическом, так и в непрерывном режиме и производить сгущение (выпаривание) как холодного, так и нагретого молока.
При работе установки в периодическом режиме с поступлением молока, нагретого до 95оС, оно после очистки в фильтрах подается сепаратором 5 через вентиль 3, в котором за счет перепада давления и возрастания внутренней энергии оно вскипает. Образуется газожидкостная смесь. Газовая фаза, содержащая влагу, направляется в верхнюю часть сепаратора, где по трубопроводу вторичного пара 10 отводится: одна часть на смешение с острым паром в пароэжектор 16, вторая часть на конденсацию в конденсатор 11. Жидкая фаза молоко с сухим остатком собирается в нижней части сепаратора 5, проходя по винтовой тарелке (выполненной в виде спирали для уменьшения уноса жидкой фазы, стабилизации потока, равномерного распределения жидкости и устранения перемешивания). Из сепаратора 5 раствор перекачивается циркуляционным насосом 7 в калоризатор 6. В калоризаторе с трубчатой греющей камерой происходит нагрев молока за счет эжектируемого пара, который отдает свое тепло молоку, нагревая его до 95оС, сам конденсируется. Устранение в калоризаторе сепарационной зоны дает возможность увеличить объем перерабатываемого молока, рационально используя теплообменную поверхность. При этом снижается неравномерность теплопередачи, молоко не пригорает и сохраняются вкусовые качества молока.
Проходя через вентиль-дроссель 9, молоко опять поступает в сепаратор 5, где за счет перепада давления (которое создает циркуляционный насос) и разрежения в сепараторе до 0,1 атм (созданного вакуум-насосом) происходит возрастание внутренней энергии молока и оно вскипает. После удаления влаги из молока до 25% оно поступает через сливные вентиля переключающего устройства 8 сепаратора 5 и калоризатора 6 на смешение с сахарным сиропом. Сконденсированный пар откачивается центробежным конденсатным насосом 13 по трубопроводу для отвода конденсата 14 в канализацию.
При работе в том же периодическом режиме с поступлением холодного молока с температурой 6-25оС оно подается после очистки в фильтрах 1 через вентиль 3 в калоризатор 6, где нагревается до 95оС и через вентиль-дроссель 9 поступает в сепаратор 5. Дальше процесс идет аналогично процессу с периодическим режимом работы с поступлением нагретого до 95оС молока. Общее количество молока на выпаривание 1000 кг.
При непрерывном режиме работы установки с молоком, нагретым до 95оС, молоко непрерывно подается через вентиль 3 в калоризатор 6, где происходит его дополнительный нагрев эжектируемым паром. Нагретое до температуры 95оС молоко поступает в сепаратор 5 через вентиль-дроссель 9. В сепараторе происходит вскипание молока, т.е. разделение на газовую и жидкую фазы. Из газовой фазы удаляется 75% влаги, содержащейся в молоке с тем, чтобы жидкая фаза (молоко с сухим остатком) соответствовала требуемой норме. После сбора жидкой фазы в нижней части сепаратора 5 оно непрерывно отводится на смешение с сахарным раствором через сливной вентиль 8.
При поступлении холодного молока с температурой до 25оС процесс работы установки аналогичен работе установки с нагретым до 95оС молоком при непрерывном режиме. В калоризаторе 6 происходит нагрев молока до 95оС.
По окончании работы установки производят безразборную промывку молокопроводов 4, калоризатора 6 и сепаратора 5 холодной водой. Для промывки калоризатора открываются бегельные крышки.
Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет решить техническую задачу за счет:
применение вентиля-переключателя, который позволяет обеспечить работу установки как в периодическом режиме, так и в непрерывном;
применение в сепараторе винтовой тарелки для уноса жидкой фазы позволяет избежать явления кавитации и пригара молока в калоризаторе, повышать качество молока;
наличие в калоризаторе только греющей камеры устранением сепарационной зоны, рациональное использование теплообменной поверхности позволяет уменьшить его габаритные размеры, а коэффициент неравномерности потерь приблизить к единице;
наличие вентиля-дросселя и циркуляционного насоса, увеличивая теплоотдачу и улучшая турбулентность потока, устраняет пригар молока в калоризаторе, тем самым повышает его качество;
устранение дополнительных теплообменников и пароэжекторов, а также применение вентиля-регулятора расхода хладагента позволяет снизить энергетические затраты и упростить конструкцию.
применение вентиля-переключателя, который позволяет обеспечить работу установки как в периодическом режиме, так и в непрерывном;
применение в сепараторе винтовой тарелки для уноса жидкой фазы позволяет избежать явления кавитации и пригара молока в калоризаторе, повышать качество молока;
наличие в калоризаторе только греющей камеры устранением сепарационной зоны, рациональное использование теплообменной поверхности позволяет уменьшить его габаритные размеры, а коэффициент неравномерности потерь приблизить к единице;
наличие вентиля-дросселя и циркуляционного насоса, увеличивая теплоотдачу и улучшая турбулентность потока, устраняет пригар молока в калоризаторе, тем самым повышает его качество;
устранение дополнительных теплообменников и пароэжекторов, а также применение вентиля-регулятора расхода хладагента позволяет снизить энергетические затраты и упростить конструкцию.
Преимущества заявляемой установки следующие:
использование совокупности всех отличительных признаков позволяет:
создать универсальную вакуум-выпарную установку с высоким качеством перерабатываемого продукта, которая может работать в дискретно-непрерывном режиме, как после тепловой обработки (например, пастеризации), так и при поступлении охлажденного молока;
использовать поступающее молоко в широком диапазоне температур 6-107оС как с сахаром, так и без сахара;
количество перерабатываемого молока может изменяться 1-10 т/сутки (что обеспечивается объемом в калоризаторе) и 10-20% объемом, для жидкой фазы в сепараторе.
использование совокупности всех отличительных признаков позволяет:
создать универсальную вакуум-выпарную установку с высоким качеством перерабатываемого продукта, которая может работать в дискретно-непрерывном режиме, как после тепловой обработки (например, пастеризации), так и при поступлении охлажденного молока;
использовать поступающее молоко в широком диапазоне температур 6-107оС как с сахаром, так и без сахара;
количество перерабатываемого молока может изменяться 1-10 т/сутки (что обеспечивается объемом в калоризаторе) и 10-20% объемом, для жидкой фазы в сепараторе.
Claims (1)
- ВАКУУМ-ВЫПАРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МОЛОКА, содержащая фильтры, калоризатор с расположенными в его верхней и нижней частях патрубками для молока, сообщенными трубопроводами с сепаратором, пароэжектор, конденсатор с центробежным конденсатным и вакуумным насосами, а также соединительные трубопроводы и запорную арматуру, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен со спиральной тарелкой и сообщен с фильтрами посредством трубопровода с вентилем-переключателем, трубопровод, сообщающий сепаратор с патрубком для молока, расположенным в верхней части калоризатора, выполнен с вентилем-дросселем, а трубопровод, сообщающий сепаратор с патрубком для молока, расположенным в нижней части калоризатора, выполнен с циркуляционным насосом и переключающим устройством, при этом конденсатор выполнен с вентилем-регулятором расхода хладагента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002175 RU2040903C1 (ru) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Вакуум-выпарная установка для молока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002175 RU2040903C1 (ru) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Вакуум-выпарная установка для молока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2040903C1 true RU2040903C1 (ru) | 1995-08-09 |
Family
ID=21585146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002175 RU2040903C1 (ru) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Вакуум-выпарная установка для молока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2040903C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446705C1 (ru) * | 2010-10-26 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") | Комбинированный вакуум-выпарной аппарат |
-
1991
- 1991-09-03 RU SU5002175 patent/RU2040903C1/ru active
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
1. Патент США 3475281, кл. 203-26, 1986 * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1489795, кл. B 01D 1/12, 1986 * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1296090, кл. A 23C 1/12, 1985 * |
4. Страхов В.В. Вакуум-выпарные установки молочной промышленности и их эксплуатация. М., П.П., 1970 с.10 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446705C1 (ru) * | 2010-10-26 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") | Комбинированный вакуум-выпарной аппарат |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8277614B2 (en) | Multi-stage flash desalination plant with feed cooler | |
US3875017A (en) | Multi-stage thin film evaporator having a helical vapor flow path | |
KR970009639B1 (ko) | 진공농축장치 | |
CN100342840C (zh) | 中药药液真空浓缩工艺和设备 | |
CN211169934U (zh) | 一种微型蒸发结晶设备 | |
JPH07502198A (ja) | クレーのスラリーの蒸発濃縮 | |
CN109173309A (zh) | 一种mvr热浓缩循环蒸发系统 | |
RU2040903C1 (ru) | Вакуум-выпарная установка для молока | |
US3165435A (en) | Evaporation apparatus and method | |
WO2008138212A1 (fr) | Système de distillation à tours multiples permettant d'économiser l'énergie | |
RU2048114C1 (ru) | Комбинированная вакуум-выпарная установка для сгущения молока | |
RU2115737C1 (ru) | Многокорпусная выпарная установка | |
RU65395U1 (ru) | Опреснитель | |
EP0152139B1 (en) | Process and apparatus for the evaporation of liquids | |
CN200978262Y (zh) | 降膜蒸发器 | |
US3527281A (en) | Evaporation system | |
RU88515U1 (ru) | Линия переработки плодово-ягодного сырья | |
WO2007086776A1 (fr) | Procédé de séparation d'un mélange de composants liquides | |
CN217407689U (zh) | 谷物闪蒸杀菌机组 | |
CN209317057U (zh) | Mvr热浓缩循环蒸发系统 | |
CA1176153A (en) | Liquid concentration method and apparatus | |
CN220834137U (zh) | 一种适合大剂量高粘度物料的连续浓缩装置 | |
Saravacos et al. | Food evaporation equipment | |
CN219423736U (zh) | 一种一水硫酸锌撬装多级mvr蒸发节能装置 | |
RU2261134C1 (ru) | Выпарной аппарат |