Роторный пленочный аппарат

 

(i i) 793552.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЩое советских

Социалистических

РеспублиК (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.11.78 (21) 2689792/28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл.

А 23С 3/00

А 231 3/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 637.112 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. С. Федоров, А. В. Акулич и А. В. Буланов

Могилевский технологический институт (71) Заявитель (54) РОТОРНЪ|Й ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к устройствам для сушки (выпаривания) теплочувствительных жидкостей повышенной вязкости, а более конкретно для непрерывнопоточного производства сухой подсырной сыворотки.

Известен роторный пленочный аппарат, содержащий вертикальную камеру с рубашкой и патрубками для подвода и отвода обрабатываемого продукта и теплоноси- >0 теля и отвода выделяющихся паров, расположенный внутри нее ротор в виде вала с закрепленными на нем скребками с пазами (1).

Недостатком этой конструкции является 15 низкая производительность и невысокая глубина протекания процесса вследствие относительно слабого перемешивания продукта поперек толщины пленки и малой поверхности испарения. 20

Цель изобретения — повышение производительности путем интенсификации процесса тепло-массообмена.

Это достигается тем, что камера образована двумя параллельно расположенными 25 цилиндрическими поверхностями и снабжена дополнительным ротором, выполнение которого аналогично основному, при этом каждый ротор установлен соосно соответствующей цилиндрической поверхности каме- ЗО ры, а пазы скребков одного ротора смещены относительно пазов смежных скребков другого ротора на величину шага по длине скребка.

При таком конструктивном выполнении аппарата процесс тепло- и массообмена в жидкостной пленке проходит в режиме максимальной интенсивности. Пленка движется вдоль периметра аппарата (по спиральной траектории) в неустановившемся режиме не только за счет действия скребков, но и под действием центробежного давления, развивающегося в пленке и ускоряющего ее течение только в условиях разрыва цилиндрической поверхности. В несколько раз увеличивается поверхность испарения жидкости за счет многократного диспергирования ее с кромок разрыва цилиндрических поверхностей корпуса, при этом пленка распадается на струи, капли и передается на противоположную смежную цилиндрическую поверхность корпуса в условиях касательного удара, при котором практически вся кинетическая энергия расходуется на развитие турбулентных пульсаций в жидкости, приводящих к увеличению коэффициентов тепло- и массообмена в 3 — 4 раза.

Все это обеспечивает также увеличение глубины протекания процесса, выравнивает время нахождения любого объема жидкости в аппарате, предопределяет однородное и высокое качество готового продукта.

793552

05

Производительность аппарата возрастает пропорционально увеличению длины периметра пленочного течения, т. е. на 70 — 80%, полагая, что диаметр цилиндрических поверхностей корпуса выполнен максимальным, с учетом реальных возможностей современного машиностроения.

На фиг. 1 изображен роторный пленочный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1.

Роторные плено ный аппарат содер>кит камеру 1 с руоа.нкой 2, валы 3 роторов с закрепленными на ннх радиальными жесткнмн скреоками 4 и сепарационным устройством. Камера 1 образована двумя цилиндрическими поверхностямп 5 и 6, выполненными с разрывом (щелшо) по периметру и нераз.ьемно соединенными между собой сваркой по кромкам разрыва 7. Скребки 4 выполнены с пазами 8, причем пазы скребков одного ротора смещены относительно пазов смежных скребков другого ротора на величину шага по длине скребка и перекрывают друг друга при прохо>кдении разрыва камеры 1. Валы 3 роторов установлены сооспо цилиндрическим поверхностям 5 и 6 в нодшинниковых узлах 9 и 10 н в пределах конических днищ 11 снабжены проволочными коническими спиралями 12. Роторы приводятся во вращение во встречном направлении от электродвигателя 13 через пару зубчатых колес 14. Сепарационное устройство 15 герметизируется уплотнителями 16, преимущественно торцового типа. Штуцера 17 — 24 слу>кат для подачи исходного продукта (17 н 18), отвода готового продукта (19, 20), отсоса паров в конденсатор (21 и 22), ввода и вывода теплоносителя (23 и 24). При необходимости для увеличения удерживающей способности и, как следствие, глубины протекания процесса аппарат может быть установлен горизонтально.

Аппарат работает следующим образом.

Струйн III эжектором (па чертеже не показан) через штуцера 21 и 22 в аппарате создается вакуум, и по тангенциальным штуцсрам 17 и 18 подается сыворотка, предварительно сгущенная до концентрации сухих веществ 40 — 50О/о. Сыворотка захватывается скреоками 4 ротора 3 и распределяется но обогреваемым цилиндрическим поверхностям 5 и 6 в виде тонкой пленки. При стекании пленки происходит интенсивное испарение влаги, и пары после сепарации уходят в конденсатор по штуцерам 21 и 22, а сыворотка, высушенная до остаточной влажности 2 — 5%>, отводится из аппарата по штуцерам 19 и 20 прн помощи кон ических с пир алей 12.

Вследствие разрыва цилиндрических поверхностей 5 и 6 камеры 1 происходит постоянное диспиргирование жидкости пленки с кромки разрыва 7 в струи п капли, нри этом поверхность испарения возрастает в

4 несколько раз по сравнению с пленочным течением по поверхности камеры 1. Распыленный пленочный поток затем вновь подхватывается скребками 4 и в условиях касательного удара (см. фиг. 2) направляется ими на противоположную обогреваемую поверхность корпуса. Это также значительно интенсифицирует процесс испарения влаги, так как практически вся кинетическая энергия, сообщаемая жидкости скребками 4, расходуется на генерирование турбулентны.;. пульсаций, постоянное и радикальное обновление поверхности испарения.

Таким образом, в предлагаемом аппарате процесс сушки сыворотки осуществляется как при спиральном течении пленки по обогреваемым цилиндрическим поверхностям 5 и 6, так и в условиях многократного образования и ударов капель, струй о поверхность скребков и обогреваемую поверхность корпуса после срыва пленки с кромки разрыва. Все это вместе взятое обеспечивает высокоинтенсивное и глубокое протекание процесса сушки.

В предложенном роторном пленочном аппарате значительно интенсифицирован процесс сушки и его глубина за счет резкого увеличения поверхности испарения и турбулентности пленки, Испытания показали надежную высокоэффективную работу аппарата. Аппаратнесложен по конструкции, его изготовление не потребует разработки специальной технологии.

Использование в промышленности принесет значительный экономический эффект (порядка 35 — 40 руб. на тонну сухой сыворотки) .

Формула изобретения

Роторный пленочный аппарат, содержащий вертикальную камеру с руоашкой и патрубками для подвода и отвода обрабатываемого продукта и теплоносителя и отвода выделяющихся паров, расположенный внутри нее ротор в виде вала с закрепленными на нем скребками с пазами, о т л и а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации процесса теплом ассообмена, камера образована двумя параллельно располо>кенными цилиндри ескими поверхностями и снаб>кена дополнительным ротором, выполнение которого аналогично основному, при этом каждый ротор установлен соосно соответствующей цилиндрической поверхности камеры, а пазы скребков одного ротора смещены относительно пазов смежных скребков другого ротора на величину шага по длине скребка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

V 632337, кл. А 23С 9/00, 1977.

Редактор Т. Клюкина

Составитель В. Белоголова

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Заказ 210/3 Изд. № 167 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2