Установка для концентрирования спиртованного сока

 

Использование: в винодельческой, безалкогольной и концентратной промышленности для концентрирования спиртованного сока. Сущность изобретения: установка содержит по меньшей мере два концентратора, каждый из которых включает теплообменник кассетного типа, сепаратор пара, систему подачи пара и удаления конденсата, вакуум-конденсатор пара с вакуумной системой и насосы конденсатной системы. Новым является снабжение установки двумя конденсирующими блоками, каждый из которых включает теплообменник и сепаратор пара. Всасывающая магистраль первого конденсирующего блока подключена к сепаратору первого концентратора, а его выходные магистрали подключены соответственно к вакуум-конденсатору и первому по ходу процесса насосу конденсатной системы. Всасывающая магистраль второго конденсирующего блока последовательно подключена к сепараторам последующих концентраторов, а выходные его магистрали соответственно связаны с вакуумной системой и вторым насосом конденсатной системы. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области винодельческой, безалкогольной и концентратной промышленности.

Известны аналоги: 1) деалкоголизатор с шаровой насадкой, предназначенный для извлечения спирта из спиртованного сока (авт. св. N 1549992 А1 Способ деалкоголизации плодово-ягодного спиртованного сока. Узун Д.Ф. Фролова Ж.Н. Гитенштейн Б. М. и др. ); недостатком этой установки является отсутствие технических возможностей получения концентрата сока, это приводит к получению нестабильного сока, который из-за отсутствия консервирующих единиц подвергается порче; 2) установки по концентрации сока фирмы "Унипектин", фирмы "Единство" и др. обеспечивающие получение высококачественного концентрата, однако эти установки не предназначены для концентрирования спирта, извлеченного из сока проспект фирмы Unipektin Plant.

Наиболее близкой по цели является установка для концентрации спиртованного сока, основанная на принципе многократного испарения водно-спиртовой жидкости и сборе водно-спиртового конденсата из всех концентраторов, разработанная для СССР Шведской фирмой "Альфа-Лаваля". Эта установка состоит (чертеж) из трех концентрирующих устройств, включающих три теплообменника кассетного типа 1, 2, 3, сепараторы пара 4, 5, 6, вакуум-конденсатор 10, насосы конденсата 12, 13, коммуникации для конденсата 7, 8, 9. Недостатком существующей конструкции является то, что она обеспечивает получение водно-спиртовой смеси с низким содержанием спирта (5-8 об.), а это требует дополнительных операций по перегонке, что соответственно увеличивает трудовые и материальные затраты.

Цель изобретения создание устройства, обеспечивающего повышение содержания спирта в водно-спиртовой смеси.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для концентрирования спиртованного сока, содержащем не менее двух концентраторов, каждый из которых включает теплообменник кассетного типа, сепаратор пара, систему подачи пара и удаления конденсата, соковую магистраль, вакуум-конденсатор пара с вакуумной системой и насосы, дополнительно предусмотрено два конденсирующих блока, каждый из которых включает теплообменник и сепаратор пара; причем всасывающая магистраль первого конденсирующего блока подключена к сепаратору первого концентратора, а вторая магистраль конденсатора подключена соответственно к первому насосу конденсатной системы, а всасывающая магистраль второго конденсирующего блока последовательно подключена к сепараторам последующего концентратора, выходные магистрали конденсатора второго блока соответственно связаны с вакуумной системой и общей магистралью со вторым насосом конденсатной системы.

На чертеже представлена схема установки "Альфа-Лаваля".

Устройство для концентрирования спиртованного сока состоит из трех концентраторов, каждый из которых включает теплообменник кассетного типа 1, 2, 3, сепаратор пара 4, 5, 6, систему подачи пара и удаления конденсата 7, 8, 9, вакуум-конденсатор пара 10 с вакуумной системой 11, насосы конденсатной системы 12, 13 и дополнительно два конденсирующих блока, каждый из которых включает теплообменник 14, 15 с сепаратором пара 16, 17, причем всасывающая магистраль 18 первого конденсирующего блока подключена к сепаратору 4 первого концентратора, а выходная магистраль 19 конденсирующего блока подключена соответственно к вакуум-конденсатору 10 и первому насосу 12 конденсатной системы. Всасывающая магистраль 20 второго конденсирующего блока последовательно подключена к сепараторам 5 и 6 последующих концентраторов, а выходные магистрали 21 и 22 второго конденсирующего блока соответственно подключена и ко второму насосу 13 конденсатной системы, соединенному как и насос 12 с пластинчатым теплообменником 23, вакуум-конденсатор 10 соединен магистрально со сборником водно-спиртовой смеси.

Предложенная установка основана на принципе противотока сока и пара. Для подогрева первого теплообменника 1 используется пар из котельной, для подогрева второго и последующих теплообменников, с целью экономии пара, используется вторичный пар (соковый пар), полученный при кипении сока. Этому способствует более низкая температура кипения сока в теплообменниках: в первом -75^oC, во втором -65^oC, в третьем -60^oC. Падение температуры кипения обеспечивается перепадом давления благодаря включенной вакуумной системе. В отличие от острого пара (из котельной) соковый пар содержит пары спирта, при этом содержание спирта в соковом паре первого теплообменника 5 об. в соковом паре второго теплообменника 18-20 об. в соковом паре третьего теплообменника 40-45 об.

Подогрев сока в теплообменниках производится за счет конденсации поступившего пара, при этом конденсат представляет смесь жидкости и мятого пара, разделение которых производится на сепараторах, имеющихся на каждых теплообменниках. Полученный при этом пар вторично конденсируется и добавляется к конденсату.

Устройство работает следующим образом: пар из котельной поступает на теплообменник 1, конденсируется и разделяется сепаратором 4 на жидкую и паровую фракции, паровая фракция конденсируется в теплообменнике конденсирующего блока 14, поступает через сепаратор пара 16 насосом 12 к жидкой фракции конденсата, объединенный конденсат отдает свое тепло через пластинчатый теплообменник 23 и идет на питание котлов (конденсат не содержит спирт). Полученный при кипячении сока пар в теплообменнике 1 направляется на подогрев сока теплообменника 2 второго концентратора. Полученный конденсат при конденсации сокового пара разделяется сепаратором пара 5 на жидкую и паровую фракции, паровая фракция конденсируется в теплообменнике 15, поступает через сепаратор пара 17 насосом 13 к жидкой фракции конденсата сокового пара. После охлаждения поступает в сборник водно-спиртового дистиллята. Полученный при кипячении сока пар в теплообменнике 2 направляется в теплообменник 3 третьего концентратора. Полученный конденсат при концентрации сокового пара разделяется сепаратором пара 5 на жидкую и паровую фракции. Паровая фракция конденсируется в теплообменнике 15, через сепаратор пара 17 подается в магистраль 22, где смешивается с жидкой фракцией конденсата сокового пара и насосом 13 направляется на пастеризатор 23, где превращается в водно-спиртовый дистиллят с низкой крепостью (до 8 об.). Полученный соковый пар при кипячении сока в теплообменнике 3 третьего концентратора направляют на конденсацию в вакуумный конденсатор 10, где он превращается в дистиллят с высоким содержанием спирта (до 50 об.), который направляют в отдельную емкость. Движение сока осуществляется в направлении, противоположном движению пара. Он поступает в кассетный теплообменник 3, концентрируется за счет удаления водно-спиртовых паров, после чего направляется в теплообменник 2, где еще более концентрируется за счет удаления водно-спиртовых паров, затем концентрированный сок поступает в теплообменник 3, где концентрируется до содержания 30% сухих веществ. Первый концентрат удаляется из теплообменника непрерывно в емкость для хранения концентрата.

Все процессы происходят под вакуумом, который обеспечивается работой вакуум-насоса при полной герметизации.

Предложенная установка обеспечивает получение водно-спиртовой смеси с высоким содержанием спирта при соблюдении следующих технологических приемов: 1) концентрация спиртованного сока производится в два приема первый прием предусматривает увеличение содержания сухих веществ с 13 г/100 мл до 30 г/100 мл, во втором приеме с 30 г/100 мл до 70 г/100 мл; 2) сбор водно-спиртовой смеси производится только в период первого этапа, в период второго этапа полученный конденсат направляется на питание котлов; 3) пар, полученный при сепарации конденсата конденсатора 1, конденсируется в отдельно установленном конденсирующем блоке и отправляется на питание котлов; 4) пар, полученный при сепарации конденсата из других концентраторов, конденсируется в отдельно установленный конденсирующий блок и отправляется в отдельный сборник водно-спиртовой смеси крепостью 7-8 об.

5) соковый пар последнего концентратора конденсируется в вакуум-конденсаторе, после чего конденсат поступает в отдельный сборник водно-спиртовой смеси крепостью 45-50 об.

Предложенные технологическая и тепловая схемы позволяют усовершенствовать существующую установку и создают возможность получения водно-спиртовой смеси с крепостью более 40 об.

Внедрение предлагаемого изобретения позволяет получить дистиллят этиловый водно-спиртовый крепостью более 40 об. в количестве 40% от общего содержания абсолютного спирта. Это устраняет дополнительную операцию по перегонке (укреплению) дистиллята до крепости 39-40 об. и сокращает трудовые затраты, материалы на эти операции.

Как показали предварительные расчеты экономической эффективности, при переработке 1000 дал эффект составит 6000 рублей (цены 1991 г).

Формула изобретения

Установка для концентрирования спиртованного сока, содержащая по меньшей мере два концентратора, каждый из которых включает теплообменник кассетного типа, сепаратор пара, систему подачи пара и удаления конденсата, вакуум-конденсатор пара с вакуумной системой и насосы конденсатной системы, отличающаяся тем, что она снабжена двумя конденсирующими блоками, каждый из которых включает теплообменник и сепаратор пара, всасывающая магистраль первого по ходу процесса конденсирующего блока подключена к сепаратору первого концентратора, а его выходные магистрали подключены соответственно к вакуум-конденсатору и первому по ходу процесса насосу конденсатной системы, всасывающая магистраль второго конденсирующего блока последовательно подключена к сепараторам последующих концентраторов, а выходные его магистрали соответственно связаны с вакуумной системой и вторым насосом конденсатной системы.

РИСУНКИ

Рисунок 1