Устройство для удаления влаги в вакууме

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения. Изобретение заключается в том, что устройство для удаления влаги в вакууме включает камеру испарителя, снабженную рабочими телами и размещенную в ячейке с двумя осями вращения, конденсатор, сборник конденсата и насос, причем на верхней крышке камеры испарителя установлен дефлегматор, подключенный через вентиль к системе охлаждения конденсатора. Технический результат изобретения заключается в повышении производительности известного устройства за счет подавления пленочного кипения при выпаривании пенообразующих жидкостей. 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения.

Известно устройство для концентрирования жидких пищевых продуктов путем удаления влаги в вакууме [1]. Оно включает камеру испарителя с водяной рубашкой, электронагревателем и терморегулятором, конденсатор, сборник конденсата и насос. Однако это устройство неприменимо для получения сухих продуктов и не предусматривает защиты от пенообразования.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для выпаривания в вакууме [2]. Оно включает камеру испарителя, снабженную рабочими телами и размещенную в ячейке с двумя осями вращения, конденсатор, сборник конденсата и насос.

Однако данное устройство не предусматривает защиты от пены, попадающей в паропровод при возникновении пленочного кипения, что снижает производительность устройства.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в увеличении эффективности устройства за счет подавления пленочного кипения, возникающего на стадии прогрева выпариваемого продукта.

Это достигается тем, что в известном устройстве для удаления влаги в вакууме, включающем камеру испарителя, снабженную рабочими телами и размещенную в ячейке с двумя осями вращения, конденсатор, сборник конденсата и насос, на верхней крышке камеры испарителя установлен дефлегматор, подключенный через вентиль к системе охлаждения конденсатора.

Установка на верхней крышке камеры испарителя дефлегматора позволяет, пропуская через дефлегматор охлаждающую жидкость, создавать зону пониженной температуры на входе в паропровод. При попадании пены в зону пониженной температуры и при соприкосновении ее с дефлегматором влага в верхних слоях пленки конденсируется, устраняя пленочное кипение.

Подключение дефлегматора через вентиль к системе охлаждения конденсатора позволяет использовать имеющийся холодный источник по двойному назначению, при этом температура (16-22°С) на выходе конденсатора оказывается достаточной для эффективной работы дефлегматора.

На чертеже изображена схема устройства для удаления влаги в вакууме, подготовленного к работе, где 1 - камера испарителя; 2 - ячейка, имеющая две оси вращения; 3 - рабочие тела; 4 - паропровод; 5 - конденсатор; 6 - трубопровод; 7 - сборник конденсата; 8 - насос; 9 - вакуумный вентиль; 10 - водяной вентиль; 11 - дефлегматор; 12 - электронагреватель; 13 - терморегулятор; 14 - привод колебательного движения; 15 - рукоятка.

Устройство работает следующим образом.

Камеру испарителя 1 помещают в ячейку 2, загружают в нее рабочие тела 3 и высушиваемый материал и соединяют паропроводом 4 с конденсатором 5. Конденсатор соединяют трубопроводом 6 со сборником конденсата 7. Вакуумный насос 8 подсоединяют через вентиль 9 к сборнику конденсата и создают разрежение в системе 0,1-10 Па. К выходу системы охлаждения конденсатора через вентиль 10 подключают дефлегматор 11. Электронагревателем 12 повышают температуру рабочей жидкости в рубашке камеры испарителя. Температуру выпариваемой жидкости в камере испарителя поддерживают на уровне 30-50°С с помощью терморегулятора 13. Через конденсатор пропускают охлаждающую жидкость. При возникновении пленочного кипения в испарителе открывают вентиль 10, обеспечивая понижение температуры дефлегматора до 18-22°С. При изменении характера кипения выпариваемой жидкости от пленочного к пузырчатому перекрывают вентиль 10, обеспечивая повышение температуры дефлегматора. На заключительном этапе сушки с помощью рукоятки 15 переводят ось испарителя в горизонтальное положение, затем испаритель приводят в колебательное движение вокруг оси симметрии с помощью привода 14, вращающего ячейку на пол-оборота в разные стороны.

Испытания проведены на животной крови. На внутренней поверхности по центру верхней крышки камеры испарителя смонтирован дефлегматор. Дефлегматор выполнен из отрезка трубы из нержавеющей стали диаметром 15 мм и представляет собой незамкнутое кольцо с двумя патрубками для подключения к системе охлаждения конденсатора. С помощью вентиля дефлегматор подсоединен к выходу охлаждения конденсатора. В камеру испарителя объемом 40 л было загружено 8 л крови. С помощью форвакуумного масляного механического насоса разрежение в системе поддерживалось на уровне ˜ 10 Па. Нагрев крови сопровождался обильным пенообразованием. При приближении пены к дефлегматору в него с помощью вентиля 10 подавали рабочую жидкость при температуре 18°С. Появление зоны пониженной температуры вверху испарителя приводило к конденсации влаги в верхних слоях поднимающейся пленки и сопровождалось опусканием пены и переходом к пузырчатому кипению.

Данное устройство позволяют повысить производительность известного устройства за счет подавления пленочного кипения при выпаривании пенообразующих жидкостей.

Источники информации

1. Патент RU №2106889, кл. В01B 3/10, 1/00, 1995.

2. Патент RU №2276314, кл. F26B 19/00, F26B 5/04, 2006 - прототип.

Устройство для удаления влаги в вакууме, включающее камеру испарителя, снабженную рабочими телами и размещенную в ячейке с двумя осями вращения, конденсатор, сборник конденсата и насос, отличающееся тем, что на верхней крышке камеры испарителя установлен дефлегматор, подключенный через вентиль к системе охлаждения конденсатора.