ПЛЕНОЧНЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к аппаратам, в которых проводят процессы, сопровождающиеся вспениванием, и может быть использовано в пищевой и химической промышленности, в частности для использования в процессе уваривания сахаропаточных смесей и других кондитерских сиропов.

Известен реактор, содержащий вертикальный корпус со сферическим днищем и крышкой, перемешивающее устройство, размещенное в нижней части корпуса по его оси, привод, установленный снаружи корпуса, вал, соединяющий перемешивающее устройство с приводом, пеногаситель, выполненный в виде ротора стандартной воздуходувки и закрепленный на валу выше уровня жидкости, штуцера ввода и вывода реагентов [1]
При работе реактора пена, образовавшаяся в нем, всасывается пеногасителем, проходит по его каналам, центробежными силами выбрасывается из него и разрушается.

Известный аппарат обладает излишней сложностью конструкции пеногасителя, что приводит к ухудшению эксплуатационных качеств аппарата. Кроме этого, недостаточно эффективен процесс пеногашения, поскольку происходит частичное разрушение уже образовавшейся пены.

Известен также механический пеногаситель, включающий камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, полый вал, на которой насажен рабочий орган, выполненный в виде усеченного конуса, большое основание которого обращено вверх и выполнено с ребрами [2]
Недостатком этого устройства является сложность конструкции, а также увеличение расхода электроэнергии за счет применения ребер на большем основании и недостаточная эффективность пеногашения.

Наиболее близким технический решением к предлагаемому является известный пленочный испаритель, содержащий вертикальный корпус с греющей рубашкой, расположенной вдоль стенок и днища, установленный на оси вал, закрепленный на нем подъемник жидкости, выполненный в виде обратного усеченного конуса, снабженного прикрепленными снаружи коаксальными коническими элементами, патрубки подачи и отвода обрабатываемой жидкости [3]
Недостатком устройства является то, что элементы конструкции способствуют интенсификации массообмена жидкости в основном, только у дна аппарата и не способствуют интенсивному выделению газовой фазы в процессе уваривания.

Указанные недостатки устраняются в предлагаемой конструкции пленочного испарителя за счет того, под подъемник жидкости на внутренней поверхности имеет ребра и снабжен гребенкой, закрепленной на большем основании, а на валу над подъемником дополнительно смонтирован отражатель обрабатываемой жидкостью, выполненный в виде вогнутой поверхности, обращенной к подъемнику, отражатель имеет перфорацию и снабжен ребрами.

Наличие ребер на внутренней поверхности подъемника позволяет разбить поток на отдельные зоны, что увеличивает скорость течения жидкости, а также поверхность испарения.

Дальнейшее разделение потока и разрушение пены происходит при проходе увариваемой жидкости между зубцами гребенки, создается режим течения жидкости в щелевом пространстве, что облегчает выход газообразной фазы. Турбулентность потока дополнительно повышается за счет того, что зубья гребенки смещены относительно осей ребер подъемника жидкости.

Отражатель, смонтированный над подъемником, дополнительно разбивает поток жидкости, что препятствует уносу жидкой фазы и интенсифицирует выделение газообразной фазы.

На чертеже показан пленочный испаритель.

Пленочный испаритель содержит вертикальный корпус 1 с днищем 2. Сверху корпус закрыт крышкой 3 с установленным на ней приводом 4, который через муфту 5 соединен с вертикальным валом 6. На последнем закреплен подъемник 7 с ребрами 8 и гребенкой 9. На вертикальном валу над подъемником закреплен отражатель 10 с ребрами 11. Аппарат также содержит штуцер 12 с диффузором 13 для ввода жидкости, штуцер 14 для вывода газообразной фазы и штуцер 15 для вывода жидкости, который смещен относительно оси аппарата.

Аппарат работает следующим образом.

Через штуцер 12 и диффузор 13 исходная жидкость подается в корпус 1 пленочного испарителя. Аппарат обогревается. Жидкость закипает. Выделяется пар. Поступившая на дно испарителя жидкость при вращении подъемника 7 поднимается по его внутренней поверхности между ребрами 8. При движении между ребрами скорость подъема жидкости увеличивается, кроме того увеличивается поверхность тепломассообмена. Дойдя до верхней кромки аппарата, часть жидкости ударяется о внутреннюю поверхность отражателя 10 и разбивается ребрами 11, другая часть проходит между зубьями гребенки 9. В том и другом случае происходит выделение из жидкости газообразной фазы, которая частично через перфорацию в отражателе 10 выходит из испарителя через штуцер 14. Уплотненная жидкость после достижения заданного содержания сухих веществ выгружается через штуцер 15.

Кроме того, "раздавливание пузырьков" происходит в тонкой пленке при движении жидкости по внутренней стенке подъемника.

После выгрузки уваренной жидкости происходит повторная загрузка аппарата, и процесс повторяется.

Использование: для приготовления, уваривания кондитерских сиропов, сопровождающихся вспениванием. Сущность изобретения: пленочный испаритель содержит вертикальный корпус с греющей рубашкой, патрубки подачи и отвода обрабатываемой жидкости, вывода вторичного пара, подъемник жидкости в виде обратного усеченного конуса, на внутренней поверхности которого расположены ребра, а на большем основании - гребенка. На общем валу над подъемником смонтирован отражатель жидкости. Предлагаемая конструкция способствует интенсификации процесса разделения жидкой и газообразной фазы. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Пленочный испаритель, содержащий вертикальный корпус с греющей рубашкой, расположенной вдоль стенок и днища, установленный на оси вал, закрепленный на нем подъемник жидкости, выполненный в виде обратного усеченного конуса, патрубки подачи и отвода обрабатываемой жидкости, вывода вторичного пара, отличающийся тем, что он снабжен ребрами, расположенными на внутренней поверхности подъемника жидкости, гребенкой, установленной на большем основании подъемника жидкости, и отражателем жидкости, смонтированным на валу над подъемником. 2. Испаритель по п.1, отличающийся тем, что отражатель жидкости выполнен в форме тарелки с перфорацией, обращенной вогнутой поверхностью к подъемнику жидкости и снабженной ребрами.