Центробежный пленочный нагреватель-охладитель термолабильных продуктов Советский патент 1991 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к выпарной технике и может быть использовано в центробежных пленочных аппаратах, предназначенных для выпаривания термочувствительных (термолабильных) пищевых, химических и фармацевтических продуктов.

Целью изобретения является уменьшение времени теплового воздействия на обрабатываемые продукты, повышение их качества и снижение удельных энергозатрат.

На фиг.1 приведен предложенный аппарат, общий вид; на фиг.2 - то же, в процессе работы; на фиг.З - то же, с черпаковым насосом в процессе работы; на фиг.4 - то же, с устройством для орошения днища ротора. Центробежный пленочный нагреватель-охладитель термолабильных продуктов содержит герметичный полый ротор (вращающаяся герметичная полость) 1 с крышкой 2 и днищем 3, заполненный промежуточным теплоносителем 4, термобатарею 5, расположенную по кольцевой периферии ротора. Горячие спаи 6 термобатареи 5 обращены к центру вращения, а холодные 7 - на периферию. По кольцевой периферии ротора, с зазором относительно холодных спаев 7 термобатареи 5, крышки 2

ON О О XI

и днища 3, установлен кольцевой карман 8, охватывающий холодные спаи термобатареи, а также часть кольцевой периферии крышки и днища ротора. Кольцевая стенка 9 кармана 8, охватывающая крышку 2 ротора, выполнена большей ширины, чем противоположная стенка 10 кармана 8, охватывающая днище 3 ротора. В центробежном нагревателе-охладителе (фиг.З) в кольцевой карман 8 со стороны днища 3 ротора заведен черпаковый насос 11 Причем радиус расположения черпакового насоса 11 не превышает наружного радиуса термобатареи 5.

Центробежный нагреватель-охладитель (фиг.4) содержит устройство для орошения продуктом днища 3 ротора (устройство орошения днища показано на чертеже схематически, в виде направления г|одачи продукта), а в кольцевом кармане 8 выполнены каналы 12 для отвода концентрата продукта за пределы ротора. Причем Каналы 12 выполнены посередине кармана 8, между крышкой 2 и днищем 3 ротора. В центробежных нагревателях-охладителях (фиг. 1-3) днище 3 ротора не является рабочей теплообменной поверхностью и снаб- Жено теплоизоляцией. В центробежном нагревателе-охладителе (фиг.4) в качестве рабочих поверхностей (поверхности тепло- Обмена) используются и крышка 2, и днище 3 ротора.

Устройство работает следующим обратом.

Ротор приводят во вращение. Промежу- |очный теплоноситель 4 центробежной силой отбрасывается на периферию полости 1 (с горячим спаям 6 термобатареи 5. При этом Ј полости 1 образуется вращающееся кольцо жидкости - промежуточного теплоносителя 4. Далее от внешнего источника Постоянного тока через вращающееся контактное устройство, установленное на валу ротора (не показано), к термобатарее 5 подается электропитание. При этом на ее горячих спаях 6 происходит выделение тепла, а на холодных 7 - поглощение тепла, Тепло от горячих спаев 6 идет на нагрев и испарение промежуточного теплоносителя 4 в полости 1. Пар промежуточного теплоносителя 4 заполняет полость 1 и конденсируется на крышке 2 (поверхность теплообмена), отдавая ей тепло. Конденсат промежуточного теплоносителя центробежной силой снова возвращается к горячим спаям 6. Цикл в полости 1 замкнутый. Тепло от поверхности теплообмена,(крышка 2) передается исходному продукту, который подается оросительным устройством (показано схематически) к центру крышки 2 снаружи ротора и движется в виде пленки жидкости под действием центробежных сил по наружной поверхности крышки к ее периферии. При этом, учитывая малые толщины пленки продукта на вращающейся поверхности и соот- ветственно высокие коэффициенты- теплообмена, происходит интенсивная теп- лозая обработка исходного продукта. Пройдя тепловую обработку на крышке 2,

0 продукт поступает в кольцевой зазор снаружи ротора, между холодными спаями 7 и кольцевым карманом 8. В кольцевом зазоре происходит немедленное охлаждение конечного продукта (концентрата). Отвод теп5 ла от концентрата осуществляется холодными спаями 7 термобатареи 5. При этом тепло, отнятое от концентрата термоэлектрической батареей 5, снова передается промежуточному теплоносителю 4.

0 Термобатарея 5 работает в данном случае по принципу теплового насбса. Концентрат продукта в периферийном кольцевом зазоре движется в направлении от крышки 2 к днищу 3 (фиг.2 и 3). Направленное движение

5 обеспечивается выполнением стенки 10 кармана 8 меньшей ширины, чем противопо- ложная стенка 9, охватывающая крышку 2. При этом слив концентрата происходит (фиг.2) у днища 3 ротора через край стенки 10. ha фиг.З показан черпаковый насос 11 для откачки концентрата в резервуар или на рециркуляцию. При этом черпаковый насос 11 установлен в кольцевой карман со стороны днища ротора.

На фиг,1-3 приведен центробежный нагреватель-охладитель с одной теплообменной поверхностью (крышка 2), при этом днище 3 снабжено теплоизоляцией.

На фиг.4 центробежный нагреватель0 охладитель выполнен с двумя теплообмен- ными поверхностями (крышка 2 и днище 3) и дополнительно содержит устройство для орошения продуктом днища 3 ротора. Тепловая обработка исходного продукта проис5 ходит на крышке 2 и днище 3 ротора. Отвод тепла от концентрата осуществляется холодными спаями 7, аналогично описанному. Однако в данном случае (фиг.4) концентрат продукта в периферийном кольцевом зазо0 ре движется от крышки 2 и днища 3 к центру холодных спаев 7 термобатареи 5. Такое направленное движение концентрата обеспечивается тем, что слив его осуществляется через каналы 12, установленные

5 посередине кольцевого кармана 8.

В предложенном устройстве сокращается до минимума время теплового воздействия на обрабатываемые продукты, так как после тепловой обработки происходит немедленное охлаждение концентрата (конечного стерилизованного продукта). При этом повышается качество конечного продукта, учитывая его термолабильность. Кроме того, устройство характеризуется низкими удельными энергозатратами, так как тепловой потенциал концентрата посредством теплового насоса (термобатарея) снова возвращается в цикл термообработки.

Формула изобретения 1. Центробежный пленочный нагреватель-охладитель термолабильных продуктов, содержащий герметичный полый ротор с крышкой и дншцем, частично заполненный промежуточным теплоносителем, и термобатарею, расположенную по кольцевой периферии ротора, горячие спаи которой обращены к оси вращения, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения времени теплового воздействия на обрабатываемые продукты, повышения их качества и снижения удельныхэнергозатрат.он снабжен кольцевым карманом, установленным с зазором

относительно холодных спаев термобатареи, крышки и днища ротора, при этом стенки кармана охватывают холодные спаи термобатареи и часть кольцевой перифе- рии крышки и днища ротора

2.Нагреватель-охладитель по п.1, о т - личающийся тем, что кольцевая стенка кармана, охватывающая крышку ротора, выполнена большей ширины, чем противоположная стенка кармана, охватывающая днище ротора.

3.Нагреватель-охладитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен черпаковым насосом, установленным в

кольцевом кармане со стороны днища ротора.

4.Нагреватель-охладитель по п.1, о т - личающийся тем, что он снабжен устройством для орошения продуктом днища ротора, а в кольцевом кармане выполнены каналы для отвода концентрата, причем каналы выполнены между крышкой и днищем ротора посередине стенки кармана.

Изобретение относится к выпарной технике и может быть использовано в центробежных пленочных аппаратах, предназначенных для выпаривания и стерилизации термолабильных продуктов. Цель изобретения - уменьшение времени теплового воздействия на обрабатываемые продукты, повышение их качества и снижение удельных энергозатрат. Центробежный пленочный нагреватель-охладитель термолабильных продуктов содержит герметичный полый ротор с крышкой и днищем, частично заполненный промежуточным теплоносителем, и термобатарею, расположенную по кольцевой периферии ротора, горячие спаи которой обращены к центру вращения. По кольцевой периферии ротора с зазором относительно холодных спаев термобатареи, крышки и днища ротора установлен кольцевой карман. Кольцевая стенка кармана, охватывающая крышку ротора, выполнена большей ширины, чем противоположная стенка кармана, охватывающая днище ротора. В кольцевой карман со стороны днища ротора может быть установлен черпаковый насос. Кроме того, может быть установлено устройство для орошения продуктом днища ротора, при этом посередине кольцевого кармана выполнены каналы для отвода обработанного продукта. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

9865 / // /

3

Фиг. 2

Фиг.1

77

Ю 8.

Продукт

Нагрев Охлаждение

Концентрат

риг. 3

Продукт

10

Продукт

Продукт

Концентрат

Л 4,

Риг.4