Установка для концентрирования жидких продуктов

 

Изобретение относится к технике концентрирования различных веществ и может быть использовано для концентрирования жидких пищевых продуктов при положительных температурах, например, от 0 до 10°С. Целью является снижение энергозатрат и упрощение конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты. Охлажденный жидкий продукт из сборника 18 подают через испаритель 32 холодильной машины 28 и форсунку 2 в верхнюю часть колонны 7, в емкость 1 смешения, куда одновременно из газогенератора 25 через конденсатор-испаритель 24 подают газообразное вещество, способное образовывать кристаллогидраты. Соединение воды в кристаллогидраты ведет к повышению концентрации оставшейся части продукта, который стекает через перфорированные элементы 9 сепаратора 6 в полость 8 для сбора жидкости, откуда через патрубок отводится в сборник 17. Кристаллогидраты, собранные в сепараторе 6, оттаивают, подавая насосом 39 талую воду из сборника 16 через распылительное устройство 40. Выделившийся газ конденсируется в конденсаторе-испарителе 24 и стекает в жидком виде в газогенератор 25. Поступающая на орошение и образовавшаяся в результате таяния вода стекает в полость 8, а затем сливается в сборник 16. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4409788/40-13 (22) 13.04.88 (46) 15.04.90. Бюл. № 14 (75) E. А. Похиленко и А. E. Похиленко (53) 621.565(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 392892, кл. F 25 В 5/16, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 1327871, кл. А 23 1 2/08, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ (57) Изобретение относится к технике концентрирования различных веществ и может быть использовано для концентрирования жидких пищевых продуктов при положительных температурах, например, от 0 до 10 G.

Целью является снижение энергозартат и упрощение конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты. Охлажденный жидкий продукт из сборника 18 подают

„,Я0„„1556636 А 1 (5l) 5 А 23 1 2/08, F 26 В 5/16

2 через испаритель 32 холодильной машины

28 и форсунку 2 в верхнюю часть колонны 7, в емкость 1 смешения, куда одновременно из газогенератора 25 через конденсатор-испаритель 24 подают газообразное вещество, способное образовывать кристаллогидраты.

Соединение воды в кристаллогидраты ведет к повышению концентрации оставшейся части продукта, который стекает через перфорированные элементы 9 сепаратора 6 в полость 8 для сбора жидкости, откуда через патрубок отводится в сборник 17. Кристаллогидраты, собранные в сепараторе 6, оттаивают, подавая насосом 39 талую воду из сборника 16 через распылительное устройство 40. Выделившийся газ конденсируется в конденсаторе-испарителе 24 и стекает в жидком виде в газогенератор 25. Поступающая на орошение и образовавшаяся в результате таяния вода стекает в полость 8, а затем сливается в сборник 16. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1556636

Изобретение отнрсится к технике концентрирования различных веществ, может быть использовано для концентрирования жидких пищевых продуктов при положительных температурах, например, 0 — 10 С.

Целью изооретения является снижение энергозатрат и упрощение конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты.

На чертеже изображена схема установки для концентрирования жидких продуктов.

Установка содержит емкость 1 для смешения продукта и газа с форсункой 2 и патрубком 3 для подачи или отвода газа, кристаллизатор 4 с пакетом тарелок 5 сегментного типа, расположенных каскадно, сепаратор 6. Емкость 1, кристаллизатор 4 и сепаратор 6 объединены в одну колонну 7 с образованием в нижней ее части полости 8 для сбора жидкости. Сепаратор 6 содержит блок перфорированных элементов 9 в виде усеченного конуса, свободно вложенных один в другой, укрепленных большим основанием на корпусе колонны 7. Нижний элемент 9 содержит перфорированное днище 10, к которому прикреплены направленные вверх перфорированные трубы 11. В нижней части колонны

7 в зоне полости 8 для сбора жидкости выполнены патрубки 12 — 14, соединенные трубопроводами 15 со сборниками 16 — 18 соответственно талой воды, концентрата, охлажденного неконцентрированного продукта и с насосом 19. На трубопроводах 15 установлены вентили 20 — 23.

Установка содержит конденсатор-испаритель 24, соединенный с газогенератором 25, имеющим теплообменник 26, и с патрубком 3 трубопровода 27. В качестве газа используется вещество, способное образовывать кристаллогидраты. Установка снабжена холодильной машиной 28, включающей компрессор 29, конденсатор 30, ресивер 31, испаритель 32, теплообменники 33, установленные после конденсатора 30 и после ресивера 31, н регулирующие вентили 34 и 35.

Насос 19 соединен напорным трубопроводом 36 через испаритель 32 с форсункой

2, а всасывающим трубопроводом 37 через вентиль 38 — со сборником 18 неконцентрированного продукта.

Установка снабжена также дополнительным насосом 39 и распылительным устрой-. ством 40, размещенным в колонне над сепаратором 6. Сборник 16 талой воды сообщен напорными трубопроводами 41 через дополнительный насос 39 и вентиль 42 с распылительным устройством 40.

Через напорный трубопровод 41, вентиль

43, теплообменники 33 и сливной трубопровод 44, сборник 16 для талой воды включен в замкнутый циркуляционный контур.

Установка работает следующим образом.

Охлажденный жидкий продукт из сборника 18 при открытом вентиле 38 по всасывающему трубопроводу 37 насосом 19 подают через испаритель 32 холодильной машины 28 и форсунку 2 в верхнюю часть колонны 7, в емкость 1 для смешения с газом.

При достижении верхнего уровня в полости

8 для сбора жидкости подачу продукта прекращают путем закрытия вентиля 38 и открытия вентиля 22 на рециркуляцию концентрируемого продукта. Одновременно в кристаллизатор 4 из газогенератора 25 через конденсатор-испаритель 24, трубопровод 27 и патрубок 3 подают газообразное вещество, способное образовывать кристаллогидраты (например, пропан). Давление газа в колонне 7 поддерживают постоянным путем

15 подвода тепла к теплообменнику 26, вмонтированному в газогенератор 25.

Затем включают в работу холодильную машину 28 и открывают регулирующий вен,тиль 34 для охлаждения циркулирующего продукта в испарителе 32.

Охлажденный до температуры +1...0 С в испарителе 32 продукт в форсунке 2 распыляется на мелкие капли. В дальнейшем жидкий продукт тонкой пленкой стекает каскадно по тарелкам 5, установленным в крис25 таллизаторе 4. Распыление охлажденного жидкого продукта на мелкие капли и стекание его в виде тонкой пленки в кристаллизаторе 4 ведет к насыщению жидкого продукта газообразным веществом, которое совместно с молекулами воды продукта об30 разует кристаллогидраты (нестойкое химическое соединение).

Процесс гидратообразования сопровождается выделением тепла (32 ккал/моль для пропана), которое воспринимается остальной частью продукта с нагревом до макси35 мально возможной критической температуры гидратообразования (5,5 С). Соединение воды в кристаллогидраты ведет к повышению концентрации оставшейся части продукта.

Слив продукта из кристаллизатора 4 с об4р разовавшимися кристаллогидратами осуществляется через люк, расположенный в этой же колонне 7, в сепаратор 6, из которого жидкий продукт через перфорированную поверхность стекает в полость 8 сбора жидкости, а кристаллогидраты накапливаются

45 в сепараторе 6. По мере концентрирования уровень продукта в полости 8 уменьшается, в то время как количество кристаллогидратов в сепараторе 6 увеличивается.

В процессе концентрирования продукта талую воду из сборника 16 насосом 39 подают по напорному трубопроводу 41 через открытый вентиль 43 в теплообменники 33.

Слив отепленной воды после тепообменников

33 осуществляется в сборник 16 талой воды.

Подача талой воды с температурой 5 — 10 С

66 в теплообменники 33 обеспечивает повышение холодопроизводительности установки, что положительно сказывается на уменьшении расхода, электроэнергии при выработке

1556636 ель И. Шабалина

Верес Корректор Т. Палий

Поди и сное обретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Раушская наб., д. 4!5

Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, О! холода. Вместе с тем нагрев талой воды до

10 С в теплообменниках 33 обеспечивает установку тепловоЙ энергией, предназначенной для оттаивания кристаллогидратов.

При доведении продукта до нужной концентрации отключают холодильную машину

28, насосы 19 и 39, прекращают подачу тепла в теплообменник 26, перекрывают вентили 22 и 43 и открывают вентиль 20 для выпуска концентрата в сборник 17.

После слива концентрированного продукта из полости 8 вентиль 20 закрывают и открывают вентили 23 и 38. При повторном включении насоса 19 начинается процесс отмывки кристаллогидратов неконцентрированным охлажденным продуктом из сборника 18 от налипшего на нем концентрированного продукта.

Жидкий продукт после отмывки кристаллогидратов стекает через сепаратор 6 в полость 8, а затем по трубопроводу 15 через открытый вентиль 23 повторно стекает в сборник 18. Завершается процесс отмывки кристаллогидратов отключением насоса 19 и перекрытием вентилей 23 и 38.

Оттаивание кристаллогидратов, накопившихся в сепараторе 6, осуществляют пода- 25 чей теплой воды из сборника 16 насосом 39 при открытом вентиле 42. Орошение теплой водой кристаллогидратов в сепараторе 6 производят через распылительное устройство 40. Вместе с тем включают в работу холодильную машину 28 с открытием регу- 30 лирующего вентиля 35 для подачи холода в испаритель-конденсатор 24.

Под воздействием тепла талой воды (из сборника 16) и в результате понижения давления в установке вследствие конденсации газа в испарителе-конденсаторе 24 35 кристаллогидраты плавятся, выделяя при этом газ, ранее входивший в.состав кристаллогидратов. Выделившийся газ конденсируется в испарителе-конденсаторе 24 и стекает в жидком виде в газогенератор 25. Вода, 40 поступающая на орошение и образовавшаяся в результате таяния, стекает в полость 8, а затем по трубопроводу 15 через открытый вентиль 21 сливается в сборник 16.

После завершения процесса оттаивания кристаллогидратов и слива воды из полости 45

8 насос 39 и холодильную машину 28 отключают, а вентили 21, 35 и 42 закрывают.

При этом установка вновь готова для концентрации очередного количества продукта.

Гехническая .реализация предложенного устройства позволит:

50 — провести процесс концентрирования жидких продуктов при повышенной температуре кипения хладагента в холодильной установке (от — 5 до +8 С) и меньшем расходе

Составит

Редактор М. Циткина Техред И.

Заказ.672 Тираж 507

ВНИИПИ Государственного комитета по из !! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Производственно-издательский комбинат « электроэнергии на вы.работку холода; — использовать аккумулированный холод в кристаллогидратах для охлаждения воды, используемой впоследствии для повышения холодопроизводительности установки; — использовать тепло от холодильной установки для нагрева воды, предназначенной для расплавления кристаллогидратов; — создать более компактную и- более простую в конструктивном выполнении установку, в которой аппараты для концентрирования, сепарирования, аккумулирования кристаллогидратов и сборник жидкости объединены в одном оборудовании — колонне 1; — получить продукт самого высокого качества с сохранением химической структуры, аромата и биологической ценности.

Формула изобретения

1. Установка для концентрирования жидких продуктов, содержа щая емкость для смешения продукта и газа с форсункой и патрубком для подачи или отвода газа, кристаллизатор, сепаратор, сборники концентрата и талой воды, конденсатор-испаритель для сжижения газа, насос, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения конструкции путем использования в качестве газа вещества, способного образовывать кристаллогидраты, установка снабжена холодильной машиной, газогенератором и сборником иеконцентрированного продукта, при этом емкость для смешения продукта и газа, кристаллизатор и сеператор объединены в олдну колонну с образованием в нижней части полости для сбора жидкости, причем кристаллизатор содержит пакет тарелок сегментного типа, расположенных каскадно, а сборники талой воды, концентрата и неконцентрированного проду кта подсоединены к полости для сбора жидкости.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным насосом и распылительным устройством, размещенным в колонне над сепаратором, а холодильная машина содержит теплообменники, установленные после конденсатора, и сборник талой воды сообщен трубопроводами через насос с распылительным устройством и включен в замкнутый циркуляционный контур с теплообменниками холодильной установки.

3. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что сепаратор содержит блок перфорированных элементов в виде усеченного конуса, вложенных один в другой, укрепленных большим основанием на корпусе колонны, причем нижний элемент содержит днище, к которому прикреплены направленные внутрь блока перфорированные трубы.