SU1648525A1 - Пленочный аппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к роторным пленочным аппаратам, используемым дл  проведени  процессов тепломассообмена при обработке в зких и термолабильных продуктов , и может быть использовано в пищевой промышленности дл  выпаривани  соков, глицериновой воды, пектиновых экстрактов и других подобных продуктов. Цель изобретени  - интенсификаци  тепломассообмена за счет равномерного капельноструйного орошени  пленки продукта за лопастью и увеличени  межфазной поверхности . Роторный пленочный аппарат содержит вертикальный корпус с теплооб- менной рубашкой, роторе лопаст ми, имеющими окна дл  перетока обрабатываемой жидкости, распределительные пластины, установленные на нерабочей поверхности лопастей . Распределительна  пластина выполнена перфорированной и установлена между окнами и концом лопасти. Плотность перфорации увеличиваетс  по длине распределительной пластины в сторону, противоположную направлению вращени  вала ротора, причем часть поверхности распределительной пластины, примыкающа  к лопасти, выполнена сплбшной, поверхность распределительной пластины, обращенна  к оси аппарата, снабжена дополнительными ребрами, установленными равномерно по высоте лопасти расположенными перпендикул рно поверхности распределительной пластины. Отношение длины распределительной пластины и рассто ни  между концами соседних лопастей составл ет 0,3 - 0,7, отношение длин сплошного и перфорированного участков распределительной пластины составл ет не более 0,5. 2 ил. Ё О 4 00 СЯ Ю СП

Description

Изобретение относитс  к роторным пленочным аппаратам, используемым дл  проведени  процессов тепломассообмена при обработке в зких и термолабильных продуктов, и может быть использовано в пищевой промышленности дл  выпаривани  соков, глицериновой воды, пектиновых экстрактов и других подобных продуктов.

Цель изобретени  - интенсификаци  тепломассообмена зз счет равномерного капельно-струйного орошени  пленки продукта за лопастью и увеличени  межфазной поверхности.

На фиг.1 изображен пленочный аппарат , общий вид; на фиг.2 - сечение А - А на фиг. 1.

Устройство содержит вертикальный корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, ротор 3, состо щий из вала 4, на котором установлены лопасти 5. Последние установлены на валу 4 жестко и так, что между концом 6 лопасти 5 и внутренней поверхностью корпуса 1 образован фиксированный зазор. Аппарат снабжен сепарационной 7 и разгрузочной 8 камерами, патрубками ввода исходного продукта 9, выхода готового продукта 10, ввода греющего пара 11, выхода конденсата 12 и выхода вторичного пара 13. На валу 4 ротора 3 установлен отбойный диск 14 дл  отделени  капель продукта из вторичного пара. Вдоль лопасти 5 выполнены окна 15дл  перетока жидкости. На нерабочей поверхности 16 лопасти 5 между окнами 15 и концом б лопасти 5 установлена распределительна  пластина 17, расположенна  эквидистантно внутренней поверхности корпуса 1.

Распределительна  пластина 17 может устанавливатьс  и так, что по мере удалени  от лопасти 5 рассто ние между распределительной пластиной 17 и внутренней поверхностью корпуса 1 монотонно убывает. При этом движению жидкости по распределительной пластине 17 способствует центробежна  сила, что особенно важно при обработке в зких продуктов.

Распределительна  пластина 17 выполнена перфорированной, перфораци  выполнена в виде отверстий 18, плотность перфорации (отношение площади сечени  отверстий перфорации к общей поверхности участка пластины)увеличиваетс  подлине распределительной пластины 17 в сторону, противоположную направлению вращени  вала 4 ротора 3. Участок 19 распределительной пластины 17, примыкающий к лопасти 5, выполнен сплошным (не содержит перфорации).

На поверхности 20 распределительной пластины 17 равномерно по высоте лопасти 5 установлены дополнительные ребра 21, расположенные в плоскости, перпендикул рной поверхности 20 распределительной пластины 17, Привод ротора осуществл етс  через клиноременную передачу 22.

Аппарат работает следующим образом.

Обрабатываемый продукт поступает в аппарат через патрубок 9 и распредел етс  лопаст ми 5 по внутренней поверхности корпуса 1. Лопасти 5 собирают жидкость с рабочей поверхности в носовые волны, при этом часть жидкости из носовой части волны перетекает через окна 15 и попадает на поверхность 20 распределительной пластины 17, жидкость, растека сь, под действием центробежной силы по поверхности распределительной пластины 17, достигает отверстий перфорации 18 и сбрасываетс  в виде капель и струй на пленку продукта за лопастью. При этом пленка, течение которой по мере удалени  лопасти, начинает переходить из вихревого в спокойное,

получает дополнительные импульсы от сбрасываемых струй и капель продукта, причем с возрастающей частотой, вызванной неравномерной плотностью перфорации распределительной пластины 17.

Дополнительные ребра 21 преп тствуют проскоку жидкости вдоль распределительной пластины 17 по направлению к разгрузочной камере 8, что исключает не0 равномерность пребывани  продукта в зоне обработки.

Расположение перфорированной распределительной пластины 17 между окном 15 и концом лопасти 5 обеспечивает подачу

5 части продукта на поверхность 20 распределительной пластины 17, обращенную к оси аппарата. Продукт, распредел  сь по поверхности 20, истекает через отверсти  18 перфорации в направлении внутренней по0 верхности корпуса 1. При этом под действи- ем центробежных сил происходит дробление продукта на капли, которые бомбардируют поверхность пленки продукта за лопастью, вызывают ее турбулиза5 цию, повыша  тем самым интенсивность тепломассообмена на греющей поверхности . Кроме того, происходит увеличение межфазной поверхности за счет перераспределени  части объема носовой волны в

0 пленочный и капельный потоки, что способствует возрастанию массообмена между жидкой и парогазовой фазами.

Увеличение плотности перфорации по длине распределительной пластины 17 в

5 сторону, противоположную направлению вращени  вала 4 ротора 3, вызывает повышение частоты выброса капель жидкости на пленку продукта по мере удалени  лопасти, т.е. в направлении успокоени  вихревого

0 течени  жидкости. Это позвол ет поддерживать активный режим течени  пленки продукта на всем прот жении от лопасти до последующей носовой волны.

Наличие дополнительных ребер 21, ус5 тановленных равномерно по высоте лопасти 5 и расположенных перпендикул рно поверхности распределительной пластины 17, позвол ет исключить проскок необработанного продукта по распределительной

0 пластине 17 вдоль оси аппарата к разгрузочной камере 8.

Соотношение длины распределительной пластины 17 и рассто ни  между концами лопастей 5 составл ет 0,3 - 0,7. При

5 соотношении менее 0,3 капельно-струйное орошение осуществл ет бомбардировку вихревой зоны, в которой интенсивность циркул ции и без того велика, поэтому интенсификаци  тепломассообмена не достигаетс . При соотношении более 0,7

капельно-струйное орошение осуществл ет бомбардировку носовой волны, что оп ть- таки лишено смысла из-за наличи  интенсивной циркул ции жидкости в носовой волне и значительной толщины сло  жидкости (по сравнению с объемом жидкости ка- пельно-струйного орошени ).

Наличие сплошного участка 19 на распределительной пластине 17, примыкающего к лопасти 5, обеспечивает сброс капель на пленку продукта на удалении от лопасти (там где начинаетс .затухание вихревого течени  и ухудшение условий тепломассообмена ). Дл  определени  длины участка релаксации вихревого течени  были проведены исследовани  по изучению распреде- ле ни  давлени  в пленке жидкости и роторном пленочном аппарате. Пульсации давлени  в пленке фиксировались высокочувствительным , малоинерционным тензо- метрическим датчиком 2ЧЭД-5-0.5, встроенным в стенку корпуса заподлицо с внутренней поверхностью. Эксперименты проводились водными растворами глицерина . Длину участка релаксации вихревого течени  определ ли по затуханию пульсаций давлений за лопастью.

Установлено, что соотношение длин сплошного и перфорированного участков распределительной пластины должно быть не более 0,5. При соотношении указанных длин более 0,5 течение пленки успевает перейти от вихревого к спокойному до подхода перфорированного участка пластины, что снижает интенсивность тепломассообмена. .Таким образом, предлагаемый аппарат позвол ет интенсифицировать тепломассо- обменные процессы при обработке в зких и термолабильных продуктов путем перераспределени  части объема носовых волн в пленочный и капельно-струйный потоки, увеличива  тем самым межфазную поверх- . ность. Кроме того, к перемешиванию продукта лопаст ми добавл етс  капельно-струйное воздействие на пленку за лопастью.

Аппарат опробован на примере про цесса концентрировани  глицериновых

растворов. Дл  известной и предлагаемой конструкций аппарата, имеющих площадь рабочей поверхности 2,0 м , удельный паро- съем составл ет соответственно 155 и

190 кг/м ч (температура греющего пара в рубашке обогрева 138°С, температура 12% -ной глицериновой воды на входе в аппарат в обоих случа х составл ла 98°С). Это повышение интенсивности тепломассообмена при концентрировании глицериновой воды равносильно увеличению примерно на 20 - 25% производительности (по исходному раствору) предлагаемой конструкции аппарата по сравнению с известной .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Пленочный аппарат, содержащий вертикальный корпус с теплообменной рубашкой . ротор с лопаст ми, имеющими окна дл  перетока обрабатываемой жидкости, распределительные пластины, установленные на нерабочей поверхности, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  интенсивности тепломассообмена путем равномерного капельно-струйного орошени  пленки продукта за лопастью и увеличени  межфазной поверхности, распределительна  пластина установлена между окнами и концом лопасти и выполнена перфорированной, с плотностью перфорации, увеличивающейс  по ее длине в сторону, противоположную направлению вращени  вала ротора, при этом часть поверхности распределительной пластины , примыкающа  к лопасти, выполнена сплошной, поверхность распределительной пластины, обращенна  к оси аппарата, снабжена ребрами, установленными равномерно по высоте лопасти и расположенными перпендикул рно поверхности распределительной пластины, соотношение длины распределительной пластины и рассто ни  между концами соседних лопастей составл ет 0,3 - 0,7, соотношение длин

   сплошного и перфорированного участков распределительной пластины составл ет не более 0,5.

   - гг 5