Вакуум-випарні установки застосовуються для згущення незбираного і знежиреного молока в молочно-консервних виробництвах, молочної сироватки, соків та інших рідин.

Мета випарювання - концентрування нелетких сухих речовин згущуємої рідини шляхом видалення з неї частину води випаровуванням. При випарюванні співвідношення між окремими компонентами рідини зберігається. Рушійною силою випарювання є різниця температур теплоносія (гріє пара) і кипіння концентруємого продукту.

Для нагрівання рідини до температури кипіння використовують водяну пару, яку називають гріючою або первинною на відміну від вторинної пари, що утворюється з випарюємого продукту. Випарювання відбувається при кипінні, тобто в умовах, коли тиск пари під продуктом дорівнює тиску в робочому об'ємі апарату (корпусу) вакуум-випарної установки.

Випарювання проводять при надлишковому тиску і під вакуумом. При надлишковому тиску вторинний пар має високу температуру, що дозволяє використовувати його для нагрівання в різних теплообмінних апаратах, що працюють під меншим тиском. У цьому випадку підвищується ефективність випарної установки, однак підвищення температури і тиску вторинної пари збільшує витрату гріючої пари і вартість установки.

Випарювання проводять у вакуум-апаратах, з конденсуванням парів - в конденсаторах. Постійне розрідження в системі підтримується за допомогою сухо- або волого-повітряного насоса або системи ежекторів для відсмоктування повітря з системи.

Випарювання може бути основним процесом чи попередньої операцією переробки перед процесом сушіння.

Випарювання - це завжди енерговитратний процес для будь-якого виробництва.

Вибір установки залежить від області застосування і споконвічних характеристик продукту. Технологічні режими випарювання при виробництві молочних консервів різні.

По мірі концентрування змінюються фізико-механічні властивості продукту: зменшується теплопровідність, теплоємність, збільшується в'язкість і ін.

Поліпшуються умови тепловіддачі від поверхні нагрівання апарату до киплячого продукту, що враховують при визначенні режимів обробки, а також при розрахунку, конструюванні та експлуатації випарних установок.

Найбільш поширені в молочній промисловості вакуум-апарати з термокомпрессією вторинних парів. Витрата гострої пари на випарку в однокорпусному апараті з термокомпрессією становить 0,5-0,6 кг/кг випареної вологи, а в двохкорпусному 0,35-0,40 кг/кг.

 

Різновиди вакуум-випарних установок.

В залежності від методу компресії виробляємої пари:

  • з механічною компресією пари (MVR)
  • з тепловою компресією пари (TVR)
  • з об'єднанням механічної і теплової компресій. 

 

Для механічної компресії пари необхідний компресор або нагнітач повітря, щоб стискати пар; теплова компресія пари використовує парові очисники.

Установки з механічною компресією використовують електроенергію, але майже не споживають пар, не рахуючи той, який необхідний для запуску обладнання, що дозволяє збільшувати виробничі заощадження.

Вакуум-випарні установки з тепловою компресією використовують готовий пар.

Для більш повного використання теплоти вторинної пари, що утворюється в вакуум-апараті, установки комплектують тепловим насосом.

На однокорпусні установки або на перший корпус багатокорпусних установок встановлюють парострумінний інжектор. Основним параметром, що характеризує ефективність роботи інжектора, є коефіцієнт інжекції. Він показує, яку кількість вторинної пари може бути стиснуто в інжекторі до необхідних параметрів 1 кг гріючої пари.

 

Ознаки класифікації вакуум-аппаратів:

  • за принципом дії (періодичні і безперервні);
  • за формою і розташуванню поверхні нагрівання (похилі, вертикальні);
  • по використанню тепла вторинних парів (з використанням і без використання);
  • по числу корпусів (одно-, двох- і багатокорпусні);
  • по руху згущуємої рідини (циркуляційні, з падаючою або поднімаючою плівкою).

 

Переваги випарювання у вакуум-апаратах в порівнянні з випарюванням при атмосферному тиску:

  • Випарювання у вакуумі при температурі кипіння близько 60°С рідин, кипіння яких при атмосферному тиску має температуру кипіння 100°С і супроводжується фізико-хімічними змінами з втратою біологічної цінності продукту.
  • Зменшення втрат тепла в навколишнє середовище, і як наслідок - витрат гріючої пари.
  • Можливість використання вторинної пари, що призводить до економії тепла, зменшенню витрат гострої пари.
  • Менший час згущення і більше знімання продукту з 1 кг площі нагріву, - завдяки більшому перепаду температур між теплоносієм і рідиною, що випарюється.

 

© Калинівский машинобудівний завод 1934-2017