UA74296C2

UA74296C2 - installation for concentration of foodstuffs and biological preparations

Info

Publication number: UA74296C2
Application number: UA20040503480A
Authority: UA
Inventors: Георгій Костянтинович Мнацаканов; Георгій Костянтинович Цвіговський; Георгий Константинович Цвиговский; Ігор Петрович Старчевський; Игорь Петрович Старчевский; Ігор Миколайович Беспалов; Игорь Николаевич Беспалов
Original assignee: Інженерно-Технологічний Інститут "Біотехніка"; Инженерно-Технологический Институт «Биотехника»
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-11-15

Abstract

Invention relates to the engineering equipment intended for concentration of foodstuffs and biological preparations. The installation for concentration of foodstuffs and biological preparations contains the evaporator with collector of concentrated product in the lower part and the drip pan in the upper part, the vacuum pump, the pump for pumping of concentrated product, the condenser of heating and refrigerating machine as a heater of concentrated product, the evaporator of heating and refrigerating machine as a condenser of water vapor. In the container of evaporator coaxially with the housing the container is additionally mounted with a clearance with respect to the housing. The condenser of water vapor is located in the upper part of this clearance, and the lower part of the clearance is the collector of condensate. Technical result at application of invention consists in the decrease of number of devices being under vacuum, the removal of vacuum large section manifold between the evaporator and the condenser of water vapor, and, as result - increase of the completeness of installation, reduction of its cost and metal content, reduction of operational costs.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до технологічного устаткування, призначеного для концентрування харчових продуктів і 2 біологічних препаратів, і може бути використаний, наприклад, при концентруванні харчових продуктів і біологічних препаратів.The invention relates to technological equipment intended for the concentration of food products and 2 biological preparations, and can be used, for example, in the concentration of food products and biological preparations.

У відомих однокорпусних і багатокорпусних випарних апаратах, використовується теплота пари, для одержання якої використовують додаткові парогенератори. Крім того, такі випарні апарати забезпечуються спеціальними конденсаторами вторинної пари (в основному, барометричними) (1, 21. 70 Недоліками існуючих установок є: - велика витрата енергії на підігрів і випарювання продукту (використання пари високого тиску); - велика витрата води для" охолодження і конденсації водяної пари у барометричному конденсаторі як у випадку зливу підігрітої . води в каналізацію, так і у випадку використання оборотного водопостачання, що призводить до додаткових енергетичних і капітальних витрат; т - неможливість утримувати в традиційних випарних установках температури (30...35)2С, при яких забезпечується зберігання токсинів і живих кліток у продукті, що випарюється, тому що сучасні вакуум-випарні установки працюють при температурах порядку (60-85)20.In well-known single-body and multi-body vaporizers, steam heat is used, for which additional steam generators are used. In addition, such evaporators are equipped with special secondary steam condensers (mainly barometric) (1, 21. 70 The disadvantages of existing installations are: - high consumption of energy for heating and evaporation of the product (use of high pressure steam); - high consumption of water for" cooling and condensation of water vapor in the barometric condenser, both in the case of draining heated water into the sewer, and in the case of using circulating water supply, which leads to additional energy and capital costs; t - the impossibility of maintaining the temperature (30...35 )2C, which ensure the storage of toxins and living cells in the evaporated product, because modern vacuum evaporation units work at temperatures of the order of (60-85)20.

За прототип обрана установка концентрування харчових продуктів і біологічних препаратів, що містить випарний апарат 4-з збірником концентрованого продукту в нижній частині і каплеуловлювач у верхній частині, вакуум-насос, насос для перекачування концентрованого продукту , підігрівник концентрованого продукту і конденсатор водяної пари. При цьому як підігрівник концентрованого продукту застосований конденсатор тепло-холодильної машини, і як конденсатор водяної пари - випарник тепло-холодильної машини |З.The prototype was chosen for the concentration of food products and biological preparations, which contains a 4-evaporator with a collector of concentrated product in the lower part and a droplet catcher in the upper part, a vacuum pump, a pump for pumping the concentrated product, a heater of the concentrated product and a water vapor condenser. At the same time, the condenser of the heat-refrigerating machine is used as a heater of the concentrated product, and the evaporator of the heat-refrigeration machine |Z is used as a water vapor condenser.

До недоліків установки Прототипу варто віднести: сч - необхідність у процесі експлуатації підтримувати вакуум як у самому вакуум-випарному апараті, такі у випарнику тепло-холодильної машини, що служить конденсатором водяної пари, і з'єднуючому їх трубопроводі (о) великого перурізу; - необхідність додаткової витрати електроенергі як холодильною машиною для підтримки нижчої температури конденсації водяної пари, так і вакуумним насосом для підтримки більш нижчого тиску в більшому «со обсязі (у двох пристроях: випарному апараті і конденсаторі водяної пари, а також в з'єднуючому їх труоопроводі великого перрізу). (є)Disadvantages of the Prototype installation include: sch - the need to maintain a vacuum in the process of operation both in the vacuum-evaporator itself, in the evaporator of the heat-refrigerating machine, which serves as a water vapor condenser, and in the connecting pipeline (o) of a large section; - the need for additional energy consumption by both the refrigerating machine to maintain a lower water vapor condensation temperature and the vacuum pump to maintain a lower pressure in a larger volume (in two devices: the evaporator and the water vapor condenser, as well as in the pipeline connecting them large section). (is)

Усе це призводить до збільшення експлуатаційних витрат, вартості установки, її габаритів і металоємності. счAll this leads to an increase in operational costs, the cost of the installation, its dimensions and metal capacity. high school

Задачею, на рішення якої спрямований винахід, є: - підвищення компактності установки, зниження її вартості і металоємності; « - зменшення експлуатаційних витрат на роботу установки; їм - зниження собівартості одержуваної продукції.The problem, the solution of which is aimed at the invention, is: - increasing the compactness of the installation, reducing its cost and metal content; "- reduction of operating costs for the operation of the installation; to them - a decrease in the cost of the products received.

Це досягається тим, що в запропонованій установці: - усередині випарного апарата . коаксиально корпусу додатково встановлено, стакан із зазором щодо корпусу апарата; « 20 - у верхній частині цього зазору розташований конденсатор водяної пари, а нижня частина зазору є -о збірником конденсату. с Основні переваги пропонованої установки в порівнянні з найближчим аналогом: :з» підвищення компактності установки за рахунок застосування стакана і розміщення охолоджуючої поверхні, на якій конденсується вторинна пара в об'ємі, випарюється концентрований продукт. При цьому зменшується кількість пристроїв, що знаходяться під вакуумом; і вилучається вакуумний труоопровід великого перерізу між -1 випарним апаратом і конденсатором водяної пари; спрощення конструкції і зниження металоємності всієї установки ве зниження експлуатаційних витрат при роботі вакуумного насоса і тепло-холодильної машини внаслідок з зменшення депресії (ступеня розрядження) в обох пристроях і з'єднуючому їх трубопроводі при незмінному тиску 5р бамовипару концентрованого продукту. У прототипі ж тиск у конденсаторі водяної пари необхідно підтримувати іс) нижче тиску у випарному апараті;This is achieved by the fact that in the proposed installation: - inside the evaporator. the body is additionally installed coaxially, a glass with a gap relative to the body of the device; « 20 - a water vapor condenser is located in the upper part of this gap, and the lower part of the gap is a condensate collector. c The main advantages of the proposed installation in comparison with the nearest analog: :c» increase in the compactness of the installation due to the use of a glass and the placement of a cooling surface on which the secondary steam in the volume condenses, the concentrated product evaporates. At the same time, the number of devices under vacuum decreases; and a vacuum pipe of large cross-section is removed between the -1 evaporator and the water vapor condenser; simplifying the design and reducing the metal capacity of the entire installation and reducing operating costs during the operation of the vacuum pump and the heat-refrigerating machine due to the reduction of the depression (degree of discharge) in both devices and the pipeline connecting them at a constant pressure of 5p of vapor of the concentrated product. In the prototype, the pressure in the water vapor condenser must be kept below the pressure in the evaporator;

Ф можливість точно контролювати процес концентрування за рівнем конденсату, що утворився в нижній частині зазору між корпусом випарного апарата і стаканом, що легко визначити за допомогою покажчика рівня конденсату.Ф the ability to accurately control the concentration process by the level of condensate formed in the lower part of the gap between the body of the evaporator and the glass, which is easy to determine with the help of the condensate level indicator.

Схема запропонованої установки приведена на кресленні.The scheme of the proposed installation is shown in the drawing.

Установка складається з випарного апарата, що включає корпус 1, у якому розміщені: стакан 2, (Ф. краплевловлювач З, конденсатор водяної пари 4, який розміщено у верхній частині зазору між корпусом 1 іThe installation consists of an evaporative apparatus, which includes a body 1, in which are placed: a glass 2, (F. droplet catcher C, a water vapor condenser 4, which is placed in the upper part of the gap between the body 1 and

ГІ стаканом 2, вакуум-насос 5, з'єднаний з верхньою частиною корпуса 1. До конденсатора водяної пари 4 приєднаний трубопровід холодильного агента б, на якому встановлено дросельний пристрій холодильного во агента 7. До стакану 2 випарного апарата приєднаний трубопровід підігрітого продукту 8 із дросельним пристроєм 9. У нижній частині випарного апарата розташований покажчик рівня 7 10 конденсату в збірнику конденсату 11, вентиль"7 для видалення конденсату 12, а до стакану 2 випарного апарата приєднаний трубопровід 13 подачі концентрованого продукту з запірним вентилем 14.GI cup 2, a vacuum pump 5, connected to the upper part of the housing 1. A refrigerant pipeline b is connected to the water vapor condenser 4, on which a refrigerant throttle device 7 is installed. A heated product pipeline 8 is connected to the cup 2 of the evaporator throttle device 9. In the lower part of the evaporator there is a level indicator 7 10 of condensate in the condensate collector 11, a valve "7 for removing condensate 12, and a pipeline 13 for supplying a concentrated product with a shut-off valve 14 is attached to the cup 2 of the evaporator.

Для забезпечення роботи установка також включає холодильний компресор 15, конденсатор 65 тепло-холодильної машини 16, додатковий конденсатор 17, запірний вентиль 18, трубопровід випуску концентрованого продукту 19 з випускним вентилем 20 і насосом 21.To ensure operation, the installation also includes a refrigerating compressor 15, a condenser 65 of a heat-refrigerating machine 16, an additional condenser 17, a shut-off valve 18, a concentrated product outlet pipeline 19 with an outlet valve 20 and a pump 21.

Пропонована установка працює слідуючим чином: необхідна кількість концентрованого продукту через трубопровід 13 за допомогою вентиля 14 завантажують у нижню частину стакана? випарного апарата. За допомогою вакуум-насоса 5 відкачують повітря з корпуса вакуум-випарного апарата 1. По досягненні тиску, що відповідає температурі конденсації пари (10...20)9Сб, включають компресор 15 тепло-холодильної машини і додатковий конденсатор 17, а по досягненні необхідного режиму включають насос подачі концентрованого продукту 21., Після цього концентруємий продукт із нижньої частини стакана 2 випарного апарата насосом 21 подають у підігрівник концентрованого продукту 16 (конденсатор тепло-холодильної машини), де він підігрівається до температури (30...35) «С. Нагрітий продукт - за допомогою дросельного пристрою 9 по 70 трубопроводу 8 дроселюється в стакан 2 у простір між краплевловлювачем З і поверхнею концентрованого продукту. При цьому відбувається самоскипання подаваного концентрованого продукту, у результаті чого з нього випарюється частина вологи, а пара, що утворилася, пройшовши поза краплеуловлювач З конденсується на поверхні конденсатора водяної пари А. Вода, що утворилася при конденсації пари, накопичується в нижній частині кільцевого зазору між стаканом 2 і корпусом 1 випарного апарата, а пара холодильного агента 75 компресором 15 нагнітається в конденсатор тепло-холодильної машини 16, що є підігрівником концентрованого продукту. Холодильний агент, що не скондесувався в конденсаторі 16 , конденсується в додатковому конденсаторі 17. Рідкий холодильний агент, що утворився в конденсаторах 16 і 17 за допомогою дросельного вентиля 7 дроселюється до тиску кипіння холодоагенту в конденсаторі водяної пари 4, де він відбирає теплоту, від водяної пари, що конденсується. Таким чином, одержуємо замкнутий енергозберігаючий цикл роботи установки.The proposed installation works as follows: the necessary amount of concentrated product is loaded into the lower part of the glass through the pipeline 13 with the help of the valve 14? evaporation apparatus. With the help of a vacuum pump 5, air is pumped out of the housing of the vacuum evaporator 1. Upon reaching the pressure corresponding to the steam condensation temperature (10...20)9Сb, the compressor 15 of the heat-refrigerating machine and the additional condenser 17 are turned on, and upon reaching the required mode include the pump for supplying the concentrated product 21. After that, the product to be concentrated from the lower part of the glass 2 of the evaporator is fed by the pump 21 to the heater of the concentrated product 16 (condenser of the heat-refrigerating machine), where it is heated to a temperature of (30...35) "С . The heated product - with the help of a throttle device 9 to 70 of the pipeline 8 is throttled into the cup 2 in the space between the drip catcher C and the surface of the concentrated product. At the same time, self-boiling of the supplied concentrated product occurs, as a result of which a part of the moisture evaporates from it, and the steam formed after passing through the droplet catcher C condenses on the surface of the water vapor condenser A. The water formed during the condensation of steam accumulates in the lower part of the annular gap between glass 2 and body 1 of the evaporator, and the vapor of the refrigerant 75 is pumped by the compressor 15 into the condenser of the heat-refrigerating machine 16, which is a heater of the concentrated product. The refrigerant not condensed in the condenser 16 condenses in the additional condenser 17. The liquid refrigerant formed in the condensers 16 and 17 by means of the throttle valve 7 is throttled to the boiling pressure of the refrigerant in the water vapor condenser 4, where it removes heat from the water condensing steam. Thus, we obtain a closed energy-saving cycle of the installation.

При досягненні необхідної концентрації продукту, що залишається в стакані 2 випарного апарата, і яку визначають по кількості конденсату за допомогою покажчика рівня конденсату, зупиняють вакуум-насос 5 і компресор 15 тепло-холодильної машини. Потім відкривають вентиль 14 з метою підвищення тиску у випарному апараті до рівня атмосферного, і готовий продукт видаляють за допомогою насоса 21. Для ціого закривають Га запірний вентиль 18 і відкривають вентиль випуску продукту 20. Водяной конденсат видаляють з випарного, апарата за допомогою вентиля 12. оUpon reaching the required concentration of the product remaining in the cup 2 of the evaporator, and which is determined by the amount of condensate using the condensate level indicator, the vacuum pump 5 and the compressor 15 of the heating and cooling machine are stopped. Then valve 14 is opened in order to increase the pressure in the evaporator to the atmospheric level, and the finished product is removed with the help of pump 21. For this, the shut-off valve 18 is closed and the product release valve 20 is opened. Water condensate is removed from the evaporator using valve 12. at

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Кавецкий Т.Д., Васильєв Б.В. Процессь и аппарать! пищевой технологии. М.: "Колос", 2000 - 551 с. 2. Стабников В.Н., Баранцев В.М. Процессьй и аппаратьь пищевьх производств. М., "Пищевая Ге) промьішленность/", 1974, - 360 с.,SOURCES OF INFORMATION: 1. T.D. Kavetskyi, B.V. Vasiliev. Process and apparatus! of food technology. M.: "Kolos", 2000 - 551 p. 2. Stabnikov V.N., Barantsev V.M. Process and apparatus of food production. M., "Food Industry", 1974, - 360 p.,

З.Патент Мо 54216 А, 7 В0О101/26, В0О101/28 Опубл. 17.02.2003. Бюл.Мое2, 2003 - прототип. б сZ.Patent No. 54216 A, 7 В0О101/26, В0О101/28 Publ. 17.02.2003. Bul. Moe2, 2003 - prototype. b c

Claims

The formula of the invention is - Installation of concentration of food products and biological preparations, containing an evaporation apparatus with a collector of concentrated product in the lower part and a drop catcher in the upper part, a vacuum pump, a pump for pumping the concentrated product, a condenser of a refrigerating machine as a heater of a concentrated product, an evaporator of a refrigerating machine machine as a water vapor condenser, which differs in that a glass with a gap relative to the body is additionally installed in the container of the evaporator coaxial with the body, the water vapor condenser is located in the upper part of this gap, and the lower part of the gap is . condensate collector. and?

-I sh» ime) at 50 42)

F) name)

60 b5