Меню

Оборудование для выпаривания влаги



Вакуум-выпарная установка — для чего и как выбрать?

«БЕСТЕК-Инжиниринг» — производитель и поставщик оборудования производства консервов

Выпаривание — это концентрирование раствора при кипении за счёт превращения в пар части растворителя.

Для получения повышенной концентрации вещества, находящегося в растворе, используют вакуумно-выпарные аппараты.

Вакуумно-выпарные аппараты входят в состав многих технологических линий различных отраслей промышленности. Чаще всего это фармацевтическое производство и пищевая промышленность. В пищевой промышленности используется при производстве варенья, джемов, конфитюров, детского питания, фруктовых и овощных пюре, томатной и других видов паст. Подобные установки применяются и в молочной промышленности при получением сгущенного молока с сахаром и без него.

Как работает вакуумно-выпарная установка

Каким основным критериям она должна отвечать для успешной работы и получения необходимого результата?

Вакуумно-выпарной аппарат представляет собой герметичную цилиндрическую емкость, выполненную из нержавеющей стали. Внутри емкости находится перемешивающее устройство с приводом, а также теплоноситель для нагрева рубашки. Разряжение происходит при помощи вакуумного насоса.

Удобство использования и безопасность достигаются за счет комплектации оборудования автоматическими устройствами контроля: датчики уровня, рефрактометр, датчики контроля вакуума и т.д.

Сырье нагревается при помощи паровой рубашки, которая снабжена манометром и предохранительным клапаном. Режим и параметры работы котла задаются на панели управления. Ингредиенты подаются в котел насосом через отвод из емкости или же напрямую через основной люк.

Определенное рассчитанное количество сырья подается в котел заранее, если установка не оборудована расходомером. Если задача стоит приготовить большое количество многокомпонентного продукта, то рекомендуется проводить смешивание в отдельных емкостях с мешалками. Отделение жидкости от пара происходит в сепараторе. Конденсат отводится через патрубок, который находится в нижней части емкости. В зависимости от технологии температура кипения в установке может меняться.

Выпаривание под вакуумом имеет ряд преимуществ в отличие от выпаривания при атмосферном давлении:

  • — возможность проводить процесс при более низких температурах;
  • — увеличение полезной разности температур между греющим агентом и раствором;
  • — снижение удельного расхода пара и воды;
  • — улучшение качества продукта.

Вакуум-выпарная установка может быть изготовлена с конической, со сферической или плоской поверхностью — все зависит от пожеланий заказчика.

При подборе данного оборудования в первую очередь нужно обратить внимание на технические параметры:

  • — рабочую вместимость,
  • — основной материал, из которого оно изготовлено,
  • — скорость вращения мешалки,
  • — установленная мощность,
  • — теплоноситель,
  • — визуальный контроль качества продукции без остановки аппарата.

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ!

Бесплатный звонок по РФ +7 (800) 500-20-99
Многоканальный +7 (863) 333-20-99

Источник

Выпарные установки

Выпаривание

Процесс выпаривания решает целый ряд промышленных проблем, связанных с увеличением концентрации, сокращением объема и обработкой сточных вод.

Команда FranceEvaporation свыше 20 лет развивала и адаптировала эту технологию для ее применения в таких отраслях промышленности, как химическая и нефтехимическая, фармацевтическая, горнодобывающая, пищевая, текстильная, для переработки отходов, водоочистки и т.д.

Мощность в соответствии с потребностями клиента

Производительность выпарных аппаратов определяется согласно потребностям производства — от 10 кг/ч до 100 т/ч.

Рабочее давление — в диапазоне от нескольких миллибар до нескольких бар.

Рабочее давление определяется несколькими критериями:

  • природой и физико-химическими свойствами целевого продукта;
  • растворами и суспензиями, содержащими нечувствительные к температуре соединения; в основном концентрируют при атмосферном давлении (для снижения капитальных вложений), в случае чувствительных к температуре растворенных или взвешенных веществ упаривание проводят при пониженном давлении;
  • процессом;
  • возможностью рекуперации энергии.

Используемые в оборудовании материалы отобраны в соответствии с каждым целевым продуктом. Наиболее часто используемый материал — нержавеющая сталь или биметаллическая нержавеющая сталь. В случае, если продукт производства коррозионно активен, используются более инертные материалы.

В процессах, где использование пара сопряжено со значительными энергетическими затратами, более предпочтительными являются методы компрессии и рекомпрессии пара, повышающие энергетическую эффективность процессов выпаривания.

Типы выпарных установок и технологий

Испарение стекающей пленки

Данная технология имеет несколько экономических и промышленных преимуществ. Производительность может колебаться от 10 кг/ч до более, чем 100 т/ч.

Особенности:

  • небольшая занимаемая аппаратом площадь;
  • уменьшенное время операции за счет возможности изменения толщины пленки стекающей жидкости;
  • уменьшенные эксплуатационные расходы;
  • сокращенные капиталовложения;
  • низкий уровень вспенивания;
  • большая чувствительность к засорению (не рекомендуется для засоряющих продуктов).

Принудительное циркуляционное выпаривание

Установка включает в себя теплообменник, сепаратор и циркуляционный насос. Продукт подается в теплообменник, где происходит его нагрев, после чего поступает в сепаратор. По окончании упаривания жидкость перекачивается в теплообменник и происходит рецикл.

Особенности:

  • нечувствительность к засорению (нет риска создания сверхконцентрации);
  • подходит для растворов, содержащих суспендированные вещества;
  • капиталовложения выше, чем при использовании других технологий.

Мгновенное охлаждение

Эта технология лучше всего подходит для вязких и чувствительных жидкостей, имеющих значительную долю сухого вещества. Жидкость подают в сепаратор под пониженным давлением, чем добиваются понижения температуры кипения продукта. При таком процессе происходит быстрое уменьшение температуры продукта и испарение воды.

Особенности:

  • нет никаких проблем с засорением;
  • использование данного метода как дополнения к другим технологиям.

Многократное выпаривание

Технология многократного выпаривания может оптимизировать энергоэффективность посредством рециркуляции пара. Первичный пар, образующийся во время первого процесса, используется для образования вторичного пара при более низком давлении. Эти пары используются во втором процессе в качестве теплоносителей.

Читайте также:  Индикация газовое оборудование ловато

Особенности:

  • варьируемое число процессов парообразования (до восьми процессов);
  • после последнего процесса пары на выходе конденсируются;
  • сочетается с любым другим типом выпаривания.

Механическая компрессия пара (MVC/MVR).

Механическая компрессия пара (MVC) или механическая рекомпрессия пара (MVR) значительно уменьшают расход пара, используемого для нагревания выпарного аппарата вместо электроэнергии, что приводит к очень низким эксплуатационным расходам.

Пар, полученный в испарителе, подают в установку MVC для сжатия и нагрева.

Особенности:

  • низкие эксплуатационные расходы;
  • низкое потребление воды для охлаждения;
  • простота, оперативность и гибкость операции;
  • адаптация к производственным ограничениям;
  • затраты на обслуживание чрезвычайно низкие.

Температурное сжатие

Особенности:

  • низкие инвестиции;
  • простота операции;
  • уменьшенные затраты на обслуживание;
  • простота в инсталляции аппарата;
  • главным образом используется при малых мощностях производства;
  • требует использования пара высокого давления: 4 — 20 бар.

Источник

Выпарные аппараты

Способы и методы выпаривания

Процесс выпаривания может осуществляться под вакуумом, при атмосферном и избыточном давлениях.

При выпаривании под вакуумом снижается температура кипения раствора, что позволяет использовать для обогрева аппарата греющий пар низкого давления. Способ применим при выпаривании растворов, чувствительных к высокой температуре. Кроме того, увеличение разности температур греющего пара и кипящего раствора позволяет уменьшить поверхность теплообмена и габаритные размеры аппарата.

Выпаривание при атмосферном давлении является наиболее простым, но наименее экономичным способом, поскольку вторичный пар обычно не используется и выбрасывается в атмосферу.

Выпаривание под избыточным давлением вызывает повышение температуры кипения раствора, что позволяет использовать вторичный пар (экстрапар) для других теплотехнических целей. Однако данный способ применим только для выпаривания термически стойких веществ и осуществим при использовании высокотемпературного греющего пара.

Различают также простое выпаривание, проводимое в однокорпусных выпарных установках, в которых греющий пар используется однократно.

Для экономии греющего пара применяют многократное выпаривание, осуществляемое в многокорпусных установках, в которых вторичный пар каждого предыдущего корпуса используется в качестве греющего для последующего корпуса. Первичный пар обогревает в этом случае только первый корпус. Давление в корпусах по ходу движения пара при осуществлении такого способа постоянно снижается.

Экономия первичного пара может быть достигнута в однокорпусной выпарной установке благодаря применению теплового насоса путем повышения теплосодержания вторичного пара в результате его сжатия в турбокомпрессоре или инжекторе с последующим использованием в том же выпарном аппарате.

По принципу работы выпарные аппараты разделяются на периодически действующие и непрерывнодействующие.

Периодическое выпаривание применяется для получения растворов высоких концентраций при небольших производительностях.

Непрерывнодействующие выпарные установки имеют значительные производительности, более экономичны в тепловом отношении, легко автоматизируются и регулируются.

Выпарной аппарат должен отвечать ряду требований: быть простым, компактным, надежным в эксплуатации; иметь высокую производительность; допускать возможно большие напряжения поверхности нагрева и высокие коэффициенты теплопередачи при минимальном весе и стоимости.

Разнообразие конструкций выпарных аппаратов усложняет их классификацию. Так, выпарные аппараты могут подразделяться в зависимости:

· от расположения и вида поверхности нагрева;

· конфигурации поверхности’ нагрева;

· компоновки поверхности нагрева;

· взаимного расположения рабочих сред;

· кратности и режима циркуляции.

По методу выпаривания выпарные установки бывают:

· поверхностного типа, в которых раствор контактирует с поверхностью теплообмена;

· контактного типа, в которых нагревание осуществляется без разделяющей поверхности теплообмена;

Рассмотрим наиболее распространенные в промышленно­сти конструкции вы парных аппаратов.

Выпарной аппарат с центральной циркуляционной трубой (рис. 7.1) имеет нагревательную камеру, состоящую из корпуса 1 с кипятильными трубками 2 и центральной циркуляционной трубой 3 большого диаметра, закрепленными в трубных решетках. Греющий пар подается в межтру6ное пространство, конденсируется и отводится из аппарата в виде конденсата. Исходный упариваемый раствор непрерывно подается сверху, а упаренный раствор также непрерывно удаляется через штуцер, находящийся в днище аппарата, или через фонарь 7, который предназначен для поддержания постоянного уровня раствора в аппарате. В нем с помощью трубы 6 поддерживается то же давление, что и в сепараторе 5. Парообразование внутри центральной трубы значительно меньше, чем в кипятильных трубах, так как на единицу объема жидкости в ней приходится меньшая теплопередающая поверхность. Вследствие этого плотность парожидкостной эмульсии (практически жидкости) в центральной трубе больше, чем в кипятильных трубах. Это вызывает естественную циркуляцию раствора: гидростатическим давлением столба жидкости в циркуляционной трубе раствор передавливается в кипятильные трубки, поднимается по ним вверх, частично выпаривается и, освобожденный вверху от пара, возвращается вниз по центральной трубе. Образующийся пар удаляется в верхней части аппарата, пройдя предварительно через каплеуловитель 4.

Недостатком данного аппарата является жесткая конструкция греющей камеры, не имеющая температурной компенсации. Аппараты могут быть использованы только для упаривания некристаллизующихся растворов, так как в противном случаев трубах могут образовываться кристаллические пробки.

Выпарной аппарат с подвесной греющей камерой (рис. 7.2) состоит из греющей камеры 4, которая свободно подвешивается внутри корпуса 5, опираясь на лапы 6. Греющий пар подается в межтрубное пространство нагревательной камеры по трубе 3, конденсат удаляется по трубе 7. Образующийся вторичный пар проходит сепарационное пространство над греющими трубками и далее инерционный каплеуловитель 1, из которого уловленная жидкость стекает вниз по трубе 2.

Читайте также:  Функции сетевого оборудования локальной сети

Принцип циркуляции здесь тот же: малоэмульгированный раствор из-за большой плотности опускается вниз по кольцевому пространству между корпусом аппарата и нагревательной камерой, передавливая вверх постоянно образующуюся в трубках более легкую парожидкостную эмульсию.

Благодаря большему сечению кольцевого канала гидравлическое сопротивление циркуляционного контура здесь меньше, следствием чего является увеличение скорости циркуляции раствора. Погружение нагревательной камеры в выпариваемую среду препятствует возникновению температурных напряжений, так как в этом случае корпус камеры и трубки находятся в одинаковых температурных условиях.

Однако аппараты данного типа обладают несколько большей материалоемкостью, чем с центральной циркуляционной трубой. В них также нельзя обрабатывать высоковязкие и кристаллизующиеся растворы.

Выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой (рис. 7.3) состоит из нагревательной камеры (кипятильника) 2 и сепаратора 6, соединенных между собой патру6ком 3 и циркуляционной трубой 8. Через эту трубу большая часть концентрированного раствора возвращается обратно в нижнюю часть кипятильника, смешиваясь с исходным раствором, который подается через патру6ок 1.

Часть концентрированного раствора отводится из сепаратора в виде готового продукта через патру6ок 7. Вторичный пар, пройдя 6рызгоуловитель 5, удаляется из сепаратора через верхний патру6ок 4. Высота трубок в таких аппаратах составляет 5. 7 м. Сечение циркуляционной трубы равно или больше площади поперечного сечения всех кипятильных трубок. Следствием большой движущей силы циркуляции (разности давлений столба сплошной, некипящей жидкости в циркуляционной трубе 8 и парожидкостной эмульсии внутри кипятильных трубок) при небольшом гидравлическом сопротивлении циркуляционного контура является значительная скорость циркуляции раствора (до 1,5 м/с). В результате повы шается коэффициент теплоотдачи и уменьшается опасность отложения пристенных осадков.

Чистка и замена трубок выпарных аппаратов с выносной нагревательной камерой достаточно удобны.

Выпарной аппарат с вынесенной зоной кипения (рис. 7.4) применяют для разделения раствора на растворитель и растворенное вещество. В этих условиях вещество часто выпадает из раствора в виде кристаллов. В таких случаях обычно применяются аппараты с выносной нагревательной камерой и вынесенной зоной кипения. Нагревательная камера 1 соединена с сепаратором 2 трубой 3. Уровень жидкости в сепараторе поддерживается на линии верхнего обреза трубы 3, что достигается отбором суспензии через фонарь 4. В нагревательных трубках раствор испытывает дополнительное давление столба жидкости, находящейся в трубе 3. Высота подъемной трубы, т. е. гидростатическое давление столба жидкости, подбирается таким, чтобы в нагревательных трубках происходил только нагрев раствора. Интенсивное парообразование начинается лишь при переходе раствора в подъемную трубу и сепаратор. Разность давлений столба жидкости в сепараторе и парожидкостной эмульсии в подъемной трубе обеспечивает естественную циркуляцию раствора. Чтобы уменьшить сопротивление циркуляционного контура, отношение сечения подъемной трубы к сечению греющих трубок принимают (с учетом увеличения о6ъема образующейся парожидкостной эмульсии) равным 1,5 . 2,0. В зависимости от длины трубок,

разности температур пара и жидкости, а также давления в сепараторе скорость циркуляции раствора в трубках колеблется в пределах 1,2 . 2,0 м/с. Большая скорость циркуляции, вынос зоны кипения из греющих трубок и поддержание постоянного количества кристаллов в циркулирующей суспензии (не менее 5. 10%) во многих случаях предотвращают образование накипи и кристаллов на греющих трубках.

Скорость циркуляции в этих аппаратах ограничена. Для поддержания больших скоростей циркуляции необходима значительная разность температур греющего пара и раствора (до 20. 25°С). Поэтому в них не всегда можно предотвратить образование накипи и кристаллов.

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией раствора (рис. 7.5) применяют для создания больших скоростей движения упариваемого раствора относительно теплопередающей поверхности. Наиболее часто в этом случае используются аппараты с выносной греющей камерой. Раствор прокачивается через нагревательную камеру 1, сепаратор 2 и обратную трубу 4 насосом 5 (центробежным или осевым). Осевой насос более эффективен, так как перекачивает большие массы жидкости при малом противодавлении. Питающий раствор подается в обратную трубу и смешивается с большим количеством циркулирующего раствора. Суспензию отводят через фонарь 3.

Сооружение и эксплуатация таких выпарных аппаратов дороже из-за высокой стоимости насоса и большого расхода энергии на перекачку. Оптимальная скорость циркуляции раствора по трубкам — 2. 3 м/с.

При меньших скоростях возможно отложение соли на теплопередающей поверхности. Увеличение скорости циркуляции неэкономично из-за резкого возрастания гидравлического сопро

тивления контура, а следовательно, и большого расхода энергии га привод насоса. Кроме того, при скорости движения раствора выше 3,0. 3,5 м/с становится заметным механическое истирание кристаллов (при упаривании растворов до появления твердой фазы).

Большие скорости циркуляции в этих аппаратах могут быть обеспечены при любой малой разности температур между конденсирующимся паром и циркулирующим раствором. Поэтому в них создаются наиболее благоприятные условия для предупреждения образования пристенных осадков.

Выпарной аппарат с поднимающейся пленкой (рис. 7.6) состоит из кипятильных труб большой высоты (6. 9 м), что позволяет выпаривать раствор от начальной до конечной концентрации за время одноразового прохода его через кипятильные трубы (без циркуляции).

Свежий раствор, подогретый до температуры кипения, подается в трубки снизу через патрубок 1 в днище аппарата. Закипая в нижней части трубок, раствор в виде парожидкостной эмульсии поднимается вверх, создавая кольцевой режим кипения почти по всей длине трубок.

Читайте также:  Не является неисправностью оборудования

Этот кольцевой режим обеспечивает большие значения коэффициента теплоотдачи.

При большой длине трубок достаточно одноразового прохода раствора через аппарат для упаривания его до требуемой концентрации. Концентрированный раствор выбрасывается из трубок в верхней части аппарата в сепаратор 2 и в виде готового продукта отводится через патру6ок 3.

Аппарат может работать при меньшей разности температур между греющим паром и раствором, чем выпарные аппараты с естественной циркуляцией раствора. Отсутствие циркуляции и большая скорость движения выпариваемого раствора по трубкам обусловливают небольшое время пребывания его в аппарате. Кипение в пленке, а не в объеме поднимающегося раствора, предупреждает об‑

разование пены. Поэтому применение данных аппаратов особенно целесообразно при выпаривании пенящихся растворов, а также растворов, не терпящих перегрева и чувствительных к длительному нагреванию. Недостатком этих аппаратов является то, что в них нужно поддерживать постоянный термо- и гидродинамический режимы, так как при недостаточной подаче раствора здесь возможно обсыхание стенок, что совершенно недопустимо из-за обрастания их слоем кристаллов, а при избыточной подаче – уменьшение концентрации упаренного раствора. Эти аппараты непригодны для упаривания кристаллизующихся растворов.

Выпарной аппарат с нисходящей (падающей) пленкой (рис. 7.7) используют обычно для растворов, чувствительных к длительному воздействию высоких температур. В этом аппарате раствор подается на верхнюю трубную решетку 1, откуда стекает в виде тонкой пленки по стенкам кипятильных трубок 2. Для создания тонкой устойчивой пленки в верхней части трубок установлены специальные распределяющие устройства. Упаренный раствор отделяется от вторичного пара в сепараторе 3. В этом аппарате кольцевой режим высоким значением коэффициента теплоотдачи существует по всей высоте греющих трубок, а время пребывания раствора в трубка еще меньше, так как пар увлекает за собой раствор, способствуя увеличению скорости стекания пленки.

Этот аппарат может работать при еще меньшей разности температур между конденсирующимся паром и раствором, чем выпарной аппарат с поднимающейся пленкой. В аппарате можно создать такой режим работы, при котором пар будет образовываться не на стенке, а на поверхности пленки со стороны парового пространства. В результате уменьшается опасность образования накипи и кристаллов, предупреждается пенообразование, облегчается сепарация вторичного пара.

Роторный прямоточный аппарат (рис. 7.8) применяют для выпаривания нестойких к повышенным температурам вязких и пастообразных растворов. Внутри цилиндрического корпуса 1 аппарата, снабженного паровыми рубашками 4, вращается ротор, состоящий из вертикального вала 2 (расположенного по оси аппарата) и шарнирно закрепленных на нем скребков 3.

Выпариваемый раствор поступает в аппарат сверху, захватывается вращающимися скребками, под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам аппарата и перемещается по их внутренней поверхности в виде пленки. Постепенно происходит полное выпаривание пленки, и на стенках аппарата образуется тонкий слой порошка или пасты, который снимается вращающимися скребками (зазор между наружной кромкой скребков и стенкой аппарата составляет менее 1 мм). Твердый или пастообразный продукт удаляется через специальный секторный затвор из днища аппарата.

В роторных прямоточных аппаратах достигается интенсивный теплообмен (до 15 000 Вт/(м 2 *К)) при небольшом уносе жидкости вторичным паром. В то же время роторные аппараты сложны в изготовлении и отличаются относительно высокой стоимостью

эксплуатации из-за наличия вращающихся частей, непригодны для использования в крупнотоннажных производствах.

Источник

Вакуумные выпарные установки

Очистка СОЖ

Выпарной аппарат с тепловым насосом

Вакуумный испаритель с участием пара или воды

сточные воды гальванического производства

Выпарная установка

Вакуумное выпарное оборудование vypar

Вакуум-выпарной аппарат с низкой температурой кипения

очистка промышленных сточных вод

Очистка сточных вод

Группа “Чистые технологии” занимается проектированием и изготовлением вакуумных выпарных установок различного назначения.
С помощью вакуум выпарных установок можно эффективно решать вопросы очистки различных растворов за счет выпаривания или для частичного выделения из них растворенных твердых веществ.

В каталоге нашей продукции представлены:

  • Выпарной аппарат
  • Вакуум-выпарной аппараты с низкой температурой кипения;
  • Вакуумное выпарное оборудование для агрессивных сред
  • Вакуумные выпарные установки
  • Вакуумные испарители с участием пара или воды
  • Другое выпарное оборудование

Выбор конкретного вакуумно выпарного аппарата определяется составом раствора подвергающегося выпариванию (термическая стойкость, химическая агрессивность, температурная депрессия, вязкость и др.).

Высокие показатели теплопередачи и производительности достигаются с помощью увеличения скорости циркуляции раствора. Но вместе с тем возрастает потребление энергии вакуум выпарным аппаратом и снижается полезная разность температур, в связи с тем что при постоянной температуре греющего пара с возрастанием гидравлического сопротивления увеличивается температура кипения раствора. Необходимо учитывать эти факторы при сравнении аппаратов и выборе эффективной для вас конфигурации.

Использование вакуум выпарной установки

Используется для выпаривания самых разных растворов, например:

  • Растворы солей: нитрат аммония, сульфаты аммония и натрия;
  • Сточные воды: Эмульсии масла, отработанная техническая вода, промывная вода, навозная жижа
  • Амины: мочевина, диэтиламин;
  • Фармацевтические растворы: Антибиотики, лекарственные экстракты, ферменты, заменители сахара, глюконаты, сорбитол, сорбоза
  • Спирты: метанол, этанол, глицерин, гликоль, изопропанол;
  • Органические соединения: ароматические вещества, ацетон, раствор капролактама, синтетический клей;
  • Органические кислоты: аскорбиновая, лимонная;
  • Неорганические кислоты: фосфорная и азотная кислоты;
  • Пищевая промышленность: гидролизаты, пиво, экстракты, сахар, молочные продукты, крахмалопродукты, овощные и фруктовые соки, растворы белков;

Источник