Аппарат для тепловой обработки жидкости Советский патент 1989 года по МПК F28C3/06 

1

Изобретение относится к- теплооб- менной технике и может быть использовано для проведения тепломассоо.б- менных процессов в различных отраслях.

Цель изобретения - увеличение эффективности путем повышения качества обработки жидкости.

На фиг.1 показан аппарат, разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез на фиг. 1.

Аппарат для тепловой обработки жидкости содержит снабженный выходным цилиндрическим участком 1 и направляющими пластинами 2 вертикальный цилиндрический корпус 3 с входным тангенциально расположенным и осевым выходным патрубками 4 и 5 жидкости и соосно размещенные в полости корпуса 3 с кольцевыми зазорами 6 и 7 относительно него паровую камеру 8 с паровыпускными щелями 9 в ее боковой стенке и обтекатель 10, выполненный коническим, как и переходной участок 11 корпуса. Аппарат снабжен улиткообразной распределительной камерой 12, установленной между корпусом 3 и входным патрубком 4, боковая стенка паровой камеры 8 выполнена из двух установленных с зазором 13 обечаек 14 и 15, а упомянутые щели 9 выполнены кольцевыми и распо-, лож ены друг над другом. Обтекатель 10 снабжен цилиндрическим выходным участком 16, расположенным в пределах высоты выходного участка 1 ко, - 2

пуса с зазором 17 относительно него, а направляющие пластины 2 установлены в зазоре 17 между участками 1 и 16, причем соотношение площадей зазо- 5 ра 6 между корпусом 3 и паровой камерой 8 и зазора 17 находится в пределах от 1,0 : 1,2 до 1,0 : 1,6,

Паровыпускные щели 9 выполнены суживающимися в сторону корпуса 3, а расстояние 1 между ними определяет- ся зависимостью

10

1 2К 1, ,

где К - наименьшая ширина паровыпускной щели 9;

1 - величина зазора 6 между корпусом 3 и камерой 8.

Начальный внутренний радиус улиткообразной распределительной камеры 12 больше радиуса корпуса 3, а ее конечный радиус равен радиусу корпуса 3.

Аппарат работает следующим обра- зом (на примере термической обработки жидкости - cdKa зеленых растений - с целью вьщеления из сока белковой фракции путем термической коагуляции) .

Подвергаемый термической обработке сок зеленых растений подают под давлением мерез патрубок 4 в распределительную камеру 12, где он приобретает вращательное движение. Далее сок заполняет зазор 6 и двигается вниз, причем за счет вращательного движения обеспечивается, равномерное заполнение зазора 6, являющегося

камерой смешения, и в нем не образуются зоны с пониженным давлением и с меньшей скоростью движения, чем обеспечивается гомогенное заполнение камеры смешения. Вращательное движение сока сохраняется и при движении его в камере, что также способствует повьипению степени перемешивания сока и пара в процессе теплообмена. Пар, IQ подаваемый-в камеру 8, через щели 9 сплошными слоями вырывается в дви- ЖУ1ЦИЙСЯ вниз сок, одновременно нагревая его и придавая ему завихренность, что обеспечивает высокую эф- 15 фективность теплообмена и резкое повьшение температуры сока (оба условия необходимы для полной коагуляции белкрвой фракции в соке). Подача пара через расширяющиеся щели 9 обес- 20 печивает достижение паром стенки корпуса 3, чем гарантируется одно- .временный нагрев всего слоя сока, находящегося в камере смешения.

Нагрев и перемешивание сока про- 25 должается до самой нижней щели 9. После этого достигается оптимальная температура сока для коагуляции белка (в пределах 90-95°С). Для исключения разрушения образовавшихся аг- jO регатов белка необходимо ламинарное течение сока. Это обеспечивается тем, что нагретый сок, в котором уже начинается образование агрегатов белка, через плавный переход поступает в участок 1 для выхода жидкости. Ликвидации завихренности сока способствуют также направляющие пластины 2. Таким образом, нагретьй сок

приобретает ламирнарное течение, ко- .«

40 торое создает самые благоприятные

условия для образования в нагретом соке крупных агрегатов скоагулиро- ванного белка, что в свою очередь упрощает их дальнейшую сепарацию.

Проверка предлагаемоего аппарата показала, что в выбранной конструкции стенки камеры смешения практически не засоряются белковыми частями, т.е. в устройстве обеспечивается высокоэффективное самоочищение стенок камеры смешения. Также не наблюдается засорения патрубка 4, через который выходит сок.

Опытами было установлено, что при соотношении площадей зазоров 6 и 17 еньше 1:1,2 ухудшаются условия образования белковых агрегатов, о чем в испытаниях свидетельствует зани35

50

.р

женный выход готового продукта. При соотношении площадей больше 1:1,6 выход готового продукта не увеличивается, но ухудшаются условия окончательного теплообмена между жидкостью и паром. Выбранное соотношение площадей обеспечивает ламинарное течение жидкости в патрубке 5 для выхода жидкости, тем самым и образование и сохранность белковых агрегатов.

Выполнение боковой стенки паровой камеры 8 из двух установленных с зазором 13 обечаек 14 и 15 предотвращает передачу тепла от пара, находящегося в камере 8, к жидкости, контактирующей со стенкой камеры 8 снаружи, за счет теплоизолирующего действия зазора 13.

Это исключает перегрев пристенного слоя жидкости Bbmie оптимальной для коагуляции белков температуры.

Таким образом, перечисленные конструктивные особенности, как было показано выше, увеличивают эффективность работы аппарата путем повышения качества обработки жидкости.

Формула изобр.е тения

25 jO

.«

40

35

0

1. Аппарат для тепловой обработки жидкости, содержащий снабженный выходным цилиндрическим участком и направляющими пластинами вертикальный цилиндрический корпус с входным тангенциально расположенным и осевым выходным патрубками и соосно размещенные в полости корпуса с кольцевыми зазорами относительно него паровую камеру с паровыпускными щелями в ее боковой стенке и обтекатель, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности путем повьш1ения качества обработки жидкости, он дополнительно снабжен улиткообразной распределительной камерой, установленной между кррпусом и входным патрубком, боковая стенка паровой камеры выполнена из двух установленных с зазором обечаек, а паровыпускные щели выполнены кольцевыми и расположены одна под другой.

2. Аппарат по п.1, отличающий с я тем, что обтекатель снабжен цилиндрическим выходным участком, .расположенным в пределах высоты выходного участка корпуса с зазором

относительно него, а направляющие пластины установлены в зазоре между указанными участками, причем соотношение площадей зазора между корпусом и паровой трубой и зазора между выходными участками корпуса и обтекателя находится в пределах от 1 к 1,2 до 1 к 1,6.

3, Аппарат по п.1, отличающийся тем, что паровыпускные

щели выполнены суживающимися в сторону корпуса, а расстояние между ними определяется зависимостью

1 2К 1

(

где К - наименьшая ширина паровыпускной щели;

1, - величина зазора между корпусом и паровой трубой.

Изобретение позволяет увеличить эффективность аппарата путем повышения качества обработки жидкости. В вертикальном цилиндрическом корпусе (К) 3 размещены соосно и с кольцевыми зазорами 6 и 7 относит, него паровая камера 8 с паровыпускными щелями 9 в ее боковой стенке и конический обтекатель 10 с цилиндрическим выходным участком (У) 16.-Между К 3

13

фиг. 2

MudKOcrt

Jj

«

/7