CC BY
10
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
Циркуляционный испаритель
широкого спектра действия
Ю.М. Плаксин, В.Д. Лазарев, М.В. Гусева
Московский государственный университет пищевых производств
В настоящее время широкое развитие получило производство концентрированных напитков функционального назначения. Это обусловлено значительной экономией при хранении и транспортировке, снижением затрат на погрузочно-разгрузочные операции. Кроме того, производство концентратов позволяет создавать резерв на годы с низким урожаем плодов.
Путем концентрирования содержание растворимых сухих веществ в напитках, полученных путем экстрагирования, можно повысить до 60-72 % и, соответственно, уменьшить их объем
Схема циркуляционного испарителя: 1 - калоризатор; 2 - штуцеры для подвода греющего пара и отвода конденсата; 3, 6- трубопроводы; 4 - сепаратор; 5 - смотровое стекло; 7 - термометр; 8 - манометр; 9 - конденсатор; 10 - штуцер для отвода несконденсировавшихся паров; 11 - штуцеры для подвода и отвода охлаждающей жидкости; 12 - панель температурная; 13 - сборник конденсата; 14 - пробоотборник; 15 - циркуляционная труба; 16 - панель регулировочная; 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 -вентили регулировочные
по сравнению с натуральными в 5-6 раз, а при правильном подборе параметров выпаривания сохранить большую часть биологически активных веществ, перешедших из растительного сырья в экстракт.
На кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» Московского государственного университета пищевых производств разработана установка, предназначенная для выпаривания различных видов экстрактов из растительного сырья, конструкция которой позволяет одновременно с концентрированием извлекать фракцию спирта из водно-спиртовых экстрактов, а также из отработанного в процессе экстрагирования сырья. Данный аппарат может входить в состав различных линий по производству джемов, конфитюров, варенья, детского питания, пюре фруктовых и овощных, а также для уваривания масс в различных отраслях промышленности.
Работа установки осуществляется под вакуумом, следовательно, кипение объема жидкости происходит при низких температурах, что гарантирует сохранение натуральных свойств обрабатываемых продуктов. Температура насыщенных паров при создаваемом в установке вакууме составляет приблизительно 40...42 °С, в этом случае температура кипения выпариваемого раствора будет отличаться на величину физико-химической депрессии (разница между температурами кипения раствора и насыщенного пара, находящегося над раствором), которая, в свою очередь, зависит от свойств обрабатываемого раствора.
Схема установки представлена на рисунке. Аппарат состоит из трех основных камер: греющей камеры (калоризатор) 1, сепаратора 4 и конденсатора 9. Установка имеет выносной циркуляционный контур, который составляет циркуляционная труба 15, калоризатор и сепаратор, и может работать как непрерывно, так и периодически. Процесс концентрирования происходит следующим образом: исходный раствор подается через циркуляционную трубу (пробоотборник 14) в калоризатор, который представляет собой цилиндрический сосуд с
греющей рубашкой. Обогрев осуществляется греющим паром от парогенератора.
По мере закипания вторичный пар в смеси с частью раствора переходят в сепаратор, где происходит разделение вторичного пара и раствора, после чего раствор по циркуляционной трубе снова поступает в греющую камеру, а вторичный пар под действием разности давлений отводится в конденсатор 9. Конденсатор представляет собой кожухотрубный теплообменник, при этом вторичный пар попадает в трубное пространство, а охлаждающая вода подается противотоком в межтрубное пространство через штуцеры 11. Контроль температуры вторичного пара, поступающего в конденсатор, и давления в рабочем объеме аппарата осуществляются с помощью термометра 7 и манометра 8. В конденсаторе сконденсировавшийся пар отводится в сборник конденсата 13, а несконденсировавшиеся газы отводятся через штуцер 10 к вакуум-насосу. Это весьма удобно, если выпаривается, например, водно-спиртовой экстракт. Можно подобрать такие параметры, которые позволят получать фракцию спирта с возможностью ее дальнейшего использования, например, в качестве экстрагента в процессе экстрагирования. В течение процесса выпаривания можно отбирать пробы выпариваемого раствора через вентиль 14, позволяющий проводить это, не отключая вакуум-насос и не прекращая работу всей установки. По достижении заданной концентрации раствора открывается соответствующий кран на панели 16 и производится отбор готового продукта, что также можно проводить без остановки вакуум-насоса, так как сборник готового продукта находится под разряжением. Кроме того, вентили на панели 16 позволяют регулировать подачу греющего пара (вентиль 22) и отбор конденсата греющего пара (вентиль 23), исходного раствора (вентиль 21), конденсата сокового пара (вентиль 20), охлаждающей воды в конденсаторе (вентили 18 и 19), несконденсировавшихся паров (вентиль 17), а также регулировать вакуум и разряжение в сборнике готового продукта. На панели 12 установлен датчик, показывающий потребляемую вакуум-насосом мощность, и датчик температуры, показывающий ее значение в восьми точках установки. Эти показатели подаются на интерфейс компьютера, что позволяет с максимальной точностью построить математическую модель исследуемого процесса.
Данная установка может быть использована как в промышленных, так и в лабораторных целях.
64 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 10/2007
