ПЛЕНОЧНЫЙ ВЫПАРНОЙ АППАРАТ Российский патент 1996 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к оборудованию для перекрестно-поточного выпаривания жидкостей.

Известен пленочный выпарной аппарат, содержащий корпус, разделенный вертикальной перегородкой на две секции, установленный в нем полый перфорированный цилиндрический ротор, патрубки подачи теплоносителя и отвода концентрата, размещенные в корпусе по разные стороны перегородки, и патрубки подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора со стороны патрубков подачи теплоносителя и отвода концентрата соответственно (патент СССР N 1839619, кл. A 23 L 08, 1993).

Недостатком этого устройства является экстенсивность процесса выпаривания.

Задачей изобретения является интенсификация процесса выпаривания.

Поставленная задача решается тем, что в пленочном выпарном аппарате, содержащем корпус, разделенный перегородкой на две секции, установленный в нем полный перфорированный цилиндрический ротор, патрубки подачи теплоносителя и отвода концентрата, размещенные в корпусе по разные стороны перегородки, и патрубки подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора со стороны патрубков подачи теплоносителя и отвода концентрата соответственно, согласно изобретению, отверстия ротора в секции корпуса со стороны патрубка подачи теплоносителя выполнены в виде сверхзвуковых сопел и снабжены завихрителями. Это позволяет интенсифицировать процесс выпаривания за счет улучшения условий контакта фаз.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 - увеличенный фрагмент I на фиг. 1.

Пленочный выпарной аппарат содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на две секции 3 и 4, установленный в нем полный перфорированный цилиндрический ротор 5, отверстия перфорации которого в секции 3 выполнены в виде сверхзвуковых сопел 6 и снабжены установленными на входах завихрителями 7, патрубки 8 и 9 подачи теплоносителя и отвода концентрата, сообщенные с секциями 3 и 4 корпуса 1 соответственно, и патрубки 10 и 11 подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора 5 со стороны патрубков 8 и 9 соответственно.

При работе аппарата упариваемую жидкость, например плодовый сок, подают по патрубку 10 на внутреннюю поверхность ротора 5 по которой она распределяется в поле центробежных сил в виде пленки. Одновременно по патрубку 8 в секцию 3 корпуса 1 подают газообразный теплоноситель, например двуокись углерода, который поступает в пленку жидкости, закручиваясь завихрителями 7 и ускоряясь в соплах 6 до сверхзвуковой скорости истечения. На выходе из сопел 6 происходит турбулентный срыв потоков газообразного теплоносителя, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Закрученный сверхзвуковой поток газообразного теплоносителя имеет бочкообразную форму и создает в пленке жидкости регулярные скачки уплотнения с ультразвуковой частотой до дробления на отдельные пузырьки, всплывающие в пленке жидкости под действием силы инерции и архимедовой силы выталкивания и при противодействии поля центробежных сил и сил трения. В таких условиях происходит турбулизация течения пленки жидкости и возникновение в пузырьках газообразного теплоносителя тороидальных потоков и пульсации объема, что приводит к ускоренному обновлению поверхности контакта фаз и уменьшению толщины пограничного ламинарного слоя, и при характерных для данного устройства числах Рейнольдса, равных 100 1000, осредненные по времени числа Шервуда достигают значений 30 50. По мере упаривания жидкость перемещается по ротору 5, проходит через перегородку 2, где в виде концентрата стекает при отсутствии внешнего противодавления в секцию 4 корпуса 1, откуда удаляется по патрубку 8.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет интенсифицировать процесс выпаривания.

Использование: при поперечно-поточном выпаривании жидкостей. Сущность изобретения: в корпусе установлен с образованием секционированного зазора перфорированный цилиндрический ротор, отверстия которого в секции, соединенной с патрубком подачи пара, выполнены в виде сверхзвуковых сопел и снабжены установленными на входах завихрителями. 2 ил.

Пленочный выпарной аппарат, содержащий корпус, разделенный перегородкой на две секции, установленный в нем полый перфорированный цилиндрический ротор, патрубки подачи теплоносителя и отвода концентрата, размещенные в корпусе по разные стороны перегородки, и патрубки подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора со стороны патрубков подачи теплоносителя и отвода концентрата соответственно, отличающийся тем, что отверстия ротора в зоне корпуса со стороны патрубка подачи теплоносителя выполнены в виде сверхзвуковых сопл и снабжены завихрителями.