ФТ_1 / lk_9_dlya_stud

ВЫПАРИВАНИЕ ВЫТЯЖЕК

На рис. 1 представлена схема вакуум-выпарной установки, основным аппаратом которой является выпарной куб, снабженный паровой рубашкой.

Установка состоит из выпарного куба 7 (котел-испаритель), снабженного паровой рубашкой 2. Пар подается в рубашку через трубопровод 5, а конденсат отводится через кран 6. Упаренная жидкость отводится через кран 4. Для подачи пара непосредственно в котел служит трубопровод 7 и барботер 3. В крышке выпарного куба расположены смотровые окна 10, люк для обслуживания и чистки куба 8, вакуумметр для определения давления в аппарате 9 и термопара для определения температуры 11. Пар отводится из аппарата через трубопровод 12 в трубчатый конденсатор-холодильник 13, где он охлаждается за счет подаваемой в межтрубное пространства по трубопроводу 14 холодной воды. Нагретая вода отводится из конденсатора по трубопроводу 15. Сконденсированная жидкость поступает в сборник 16, который соединен через ресивер 17 с вакуумным насосом 19. В вакуумный насос по трубопроводу 20 подается холодная вода, для отделения которой из воздуха используется отстойник 18.

Рис. 1. Схема вакуум-выпарной установки:

1 - выпарной куб; 2 - паровая рубашка; 3 - барботер; 4, 6 - кран; 5, 7, 12, 14,15, 20 -трубопроводы; 8 - люк; 9 - вакуумметр; 10 - смотровое окно; 11- термопара; 13 - трубчатый конденсатор-холодильник; 16 - сборник; 17- ресивер; 18 - отстойник; 19 - вакуумный насос

Обогрев выпарных кубов чаще всего производят насыщенным паром, реже горячей водой (если извлечение содержит термолабильные вещества) и электричеством.

В выпарных кубах могут быть установлены мешалки различных конструкций (рис. 2).

а б

Рис. 2. Вакуумные кубы:

а — с якорной мешалкой; б — с горизонтальной мешалкой

Многокорпусные вакуум-выпарные установки.

Представленная на рис. 3 установка состоит из трех одинаковых выпарных аппаратов 1-3, конденсатора смешения 4, вакуумного насоса 5, центробежного насоса 6, трех конденсаторов 7-9, напорного питающего бака 10 и гидравлического затвора 11.

Первичный экстракт подается в установку непрерывно самотеком из напорного бака 10 и через патрубок 12 поступает в первый аппарат, в межтрубное пространство которого подают через патрубок 13 первичный пар. Конденсат выводится через конденсатор 9. Частично упаренный экстракт непрерывно перетекает из аппарата 1 в аппарат 2, а затем в аппарат 3. Из последнего аппарата упаренный экстракт откачивается центробежным насосом 6. Вторичный пар, образующийся в первом аппарате, отводят через трубопровод 18 и направляют в межтрубное пространство аппарата 2 через патрубок 19. Аналогично поступают с паром, образующимся во втором аппарате. Вторичный пар, образующийся в последнем аппарате, направляют по трубопроводу 22 в конденсатор 4, где он напрямую контактирует с холодной водой, подаваемой по трубе 23. Теплая вода, образовавшаяся в конденсаторе, стекает по барометрической трубе 24 в гидравлический затвор 11, откуда забирается для технических целей.

22

23

Рис. 3. Схема трехкорпусной вакуум-выпарной установки:

1-3 — выпарные аппараты; 4 — конденсатор смешения; 5 — вакуумный насос; 6 — центробежный насос; 7-9 - конденсаторы; 10 - напорный бак; 11 - гидравлический затвор; 12-17, 19, 21 - патрубки; 18, 20, 22, 23 - трубопроводы; 24 - барометрическая труба

СУШКА.

Контактные сушилки.

1. Полочные сушилки.

Применяются на малотоннажных производствах.

Рис. 4.

Состоит из шкафа с несколькими полыми полками, конденсатора, насоса для создания вакуума, сборника отгона. Имеются противни, на которые наносится масса, они помещаются на полки. Пар подаётся внутрь полок. Качество сушки зависит от глубины вакуума, температуры пара и свойств материала.

2.Гребковая вакуумная сушильная установка

Рис. 5 см на отдельном листе

Состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного паровыми рубашками 2, внутри которого медленно вращающийся горизонтальный вал 3, к которому прикреплены гребки для перемешивания материала. Гребки в одной половине корпуса изогнуты в одну сторону, а во второй половине – в противоположную. Вал каждые 5-10 мин меняет направление вращения. Все это обеспечивает хорошее перемешивание и равномерное распределение материала по длине корпуса, а также механическую выгрузку материала по окончании процесса сушки через разгрузочный люк 6, расположенный в нижней части корпуса.

3. Вакуум-вальцовые сушилки.

Используются одно- и двухвальцовые сушилки.

Получили широкое распространение. Имеют различную конструкцию, которая зависит от состояния исходного материала и способа его подачи на вальцы. На рис. 6 приводится схема одновальцовой вакуумной сушильной установки.

Рис. 6 см на отдельном листе

Корпус установки герметизируется и подсоединяется к системе вакуумирования. В корпусе установки расположен непрерывно вращающийся цилиндрический полый валок, обогреваемый изнутри конденсирующимся водяным паром. Исходный жидкий материал непрерывно поступает в нижнюю корытообразную часть корпуса и смачивает погруженную часть валка (рис. 6, б). За один неполный оборот последнего материал высушивается, снимается ножом и выводится при помощи шнека. Толщина высушиваемого материала регулируется расстоянием ножа от поверхности валка и в зависимости от начальной влажности и свойств материала составляет 0,5-2 мм. Вязкие жидкофазные материалы подают на поверхность валка винтовым насосом(рис. 6, в), избыток материала стекает обратно в лоток.

Установка также может работать при атмосферном давлении.

Рис. 7. Схема двухвальцовой вакуумной сушильной установки.

1 – валки, 2 – наклонные стенки корпуса, 3 – нож, 4 – питательный бак, 5 – отвод парогазовой смеси к системе вакуумирования.

В данном аппарате материал подается одновременно на два валка 1, вращающихся навстречу друг другу. Диаметр валков не превышает 1,5 м, а длина — 2 м. Сухой материал срезается с валков ножами 3, ссыпается по наклонным стенкам 2 и отводится из аппарата. Валки изнутри обогреваются паром. Контакт материала с нагретой поверхностью валков кратковременен и не превышает 30 с.

Вальцовые сушилки отличаются высокой производительностью по испаренной влаге, но они металлоемки и сложны в обслуживании в связи с износом ножей и поверхности валков.

Конвективные сушилки (распылительные).

Устройство распылительной сушилки: 1 – распылительная форсунка; 2 – патрубок для удаления воздуха и пыли; 3 – вывод готового продукта; 4 – патрубок для подачи горячего воздуха.

Дисковые распылительные сушилки. Принцип работы аналогичен. Для распыления применяется дисковый распылитель.

Нагретый воздух подаётся через воздухопровод в камеру, а извлечение по трубопроводу на дисковый распылитель. Извлечение распыляется, быстро сушится и поступает в сборник готового продукта.

Струйно-распылительные сушилки. В них распыление извлечения осуществляют струёй высокотемпературного теплоносителя, это позволяет уменьшить объём сушильной камеры.

Сублимационные сушилки (лиофильная или сублимационная сушка).

Процесс включает три стадии: 1 – самозамораживание, 2 – сублимация, 3 – испарение остаточной влаги.