Многоканальный и одноканальный

Теплопередающая поверхность многоканального трубчатого теплообменника, состоит из прямых трубок различного диаметра, концентрически размещенных на общей оси и с обоих концов примыкающих к коллекторам (1).

Стыки труб с коллекторами уплотнены двойными уплотнительными кольцами (2), и весь узел фиксируется осевым стяжным болтом (3).

Система каналов, по которым параллельно движутся потоки продукта и нагревающей/охлаждающей среды. В данном варианте применяется схема 4 х 20 / 2 х 4.

1 Продуктовые трубы, окруженные охлаждающей средой

2 Сдвоенное уплотнительное кольцо

Оба взаимодействующих потока текут во встречных направлениях по кольцевым каналам между концентрическими трубками, через один. Рабочая жидкость всегда поступает в самыйкрайний канал. Коллекторы на обоих концах собирают и направляют жидкость в одни каналы и выпускают ее из других.

Гофрированная структура труб обеспечивает высокую турбулентность обеих жидкостей с целью улучшения теплопередачи.

Данный тип теплообменника можно также использовать для прямой регенерации путем воздействия одного продукта на другой.

Одноканальный теплообменник представляет собой вариант с одним продуктопроводящим каналом, заключенным между двумя концентрическими каналами с рабочей жидкостью.

Многотрубный и однотрубный

Многотрубный теплообменник работает по классической схеме трубы в кожухе, при которой продукт течет по набору параллельных труб, а рабочая жидкость – между ними и вокруг них. Спирально-гофрированная конфигурация труб и кожуха создает турбулентность, которая обеспечивает эффективную теплопередачу. Теплопередающая поверхность состоит их набора прямых гофрированных или гладких труб (1), вваренных в пластины с обоих концов. Пластины, в свою очередь, крепятся к наружному кожуху с использованием двойных уплотнительных колец (2). Такая “плавающая” конструкция позволяет при необходимости извлекать трубы продуктопровода, отвернув торцевые болты.

Таким образом, узел можно разбирать для осмотра. “Плавающая” конструкция поглощает тепловое расширение и позволяет заменять наборы труб в кожухе, устанавливая различные их сочетания в зависимости от назначения.

Однотрубный вариант представляет собой теплообменник с одной внутренней трубой, способной пропускать частицы диаметром до 50 мм. И многотрубный и однотрубный варианты эффективно используются для процессов, требующих высоких давлений и высоких температур.

Шнековый теплообменник

Шнековый теплообменник предназначен для нагрева и охлаждения вязких, клейких и комковатых продуктов и для их кристаллизации.

Рабочие давления в среде продукта очень высоки, нередко они достигают 40 бар.

Поэтому все продукты, поддающиеся перекачке, могут быть подвергнуты необходимой обработке.

Шнековый теплообменник состоит из цилиндра (1), через который перекачивается продукт в направлении, противоположном движению рабочей жидкости в окружающем цилиндр кожухе. Заменяемые роторы (2) различных диаметров, от 50,8 до 127 мм, и с изменяемыми конфигурациями пальцев и лопастей (3) позволяют адаптировать конструкцию под выполнение различных операций. Роторы меньших диаметров позволяют проходить через цилиндр более крупным (до 25 мм) частицам, в то время как у цилиндров, оснащенных роторами более крупного диаметра, выше пропускная способность и лучше тепловые характеристики.

Продукт поступает в вертикально стоящий цилиндр через отверстие в его нижнем конце и безостановочно движется вверх по цилиндру. В начале процесса весь воздух перед продуктом откачивается, и тем самым обеспечивается полное и ровное покрытие продуктом нагревающей или охлаждающей поверхности.

Вращающиеся лопасти безостановочно удаляют продукт со стенок цилиндра, обеспечивая равномерную теплопередачу на продукт. Кроме того, на стенках не остается осадка.

Продукт Нагревающая или охлаждающая среда

Продукт покидает цилиндр через отверстие в верхнем его конце.

Расход продукта и скорость вращения ротора регулируются в зависимости от характеристик продукта, проходящего через цилиндр.

По завершении процесса продукт может быть вытеснен из цилиндра водой при минимальном с ней перемешивании благодаря вертикальному положению цилиндра. Это позволяет полностью извлекать продукт после каждого производственного цикла. Последующая промывка облегчает безразборную очистку и смену продукта.

Как уже было сказано, ротор и лопасти могут заменяться. Эта операция выполняется с помощью автоматического гидроподъемника, который облегчает подъем и опускание этого узла (см. рис. 6.1.22).

Шнековые теплообменники используются в производстве джемов, конфет, шоколада, арахисового масла, соусов. Он также используется для работы с животными жирами и растительными маслами при изготовлении маргарина, кулинарного жира и др.

Выпускаются также модификации шнековых теплообменников, предназначенные для асептического процесса производства продуктов.

Два или более теплообменников вертикального типа могут быть соединены в параллельные блоки для образования больших теплопередающих поверхностей в зависимости от того, какая производительность требуется в данном конкретном случае.

Центробежные сепараторы и нормализация молока по содержанию молочного жира

Центробежные сепараторы

Историческая справка

В немецком коммерческом издании Milch-Zeitung от 18 апреля 1877 г. было дано описание только что изобретенного приспособления, предназначенного для отделения сливок от молока. Оно представляло собой “барабан, благодаря вращению которого в течение некоторого времени на поверхности молока образовывается слой сливок, который можно снимать обычным способом”. Прочитав эту статью, молодой шведский инженер Густав де Лаваль заявил: “Я докажу, что центробежная сила действует в Швеции не хуже, чем в Германии”. 15 января 1878 г. в ежедневной газете Stockolms Dagblad появилось сообщение: “Со вчерашнего дня началась демонстрация центробежной машины для снятия сливок. Этот показ будет продолжаться ежедневно с 11 до 12 ч. утра на ул. Регерингсгатан, в доме № 41 на первом этаже. Эта машина соединена с барабаном, который приводится в движение с помощью ременного блока.

Будучи легче молока, сливки вытесняются центробежной силой на его поверхность, откуда по желобку стекают в отдельный сосуд. Молоко, оказавшееся под сливками, направляется на периферию барабана, откуда по другому желобу течет в другой сосуд”.

С 1890 г. разработанные Густавом де Лавалем сепараторы стали оснащаться специально сконструированными коническими тарелками, патент на которые был выдан в 1888 г. немцу Фрехерру фон Бехтольшайму (Freiherr von Bechtolsheim) и куплен в 1889 г. шведской фирмой AB Separator, одним из акционеров которой был Густав де Лаваль.

Сегодня большинство моделей подобных машин оборудованы пакетами конических тарелок.

Осаждение под действием силы тяжести

В историческом масштабе центробежный сепаратор – изобретение недавнее. Немногим более ста лет назад единственным способом отделения одного вещества от другого было использование естественного процесса осаждения под воздействием силы тяжести. Осаждение – непрерывный процесс. Частички глины во взбаламученной луже постепенно оседают, и вода становится прозрачной. То же самое происходит с тучами песка, перемешанными с водой в волнах прибоя или поднятыми ногами купальщиков. Нефть, вытекшая в море, легче воды, и поэтому она постепенно поднимается и формирует пятна на поверхности воды.

Осаждение под воздействием силы тяжести также изначально использовалось в молочном производстве для отделения сливок от молока. Парное молоко оставлялось в сосуде. Через некоторое время жировые шарики агрегировались и всплывали на поверхности, где образовывали слой сливок. Последний затем снимался вручную.

Требования к осаждению

Жидкость должна представлять собой дисперсию, то есть смесь из двух или более фракций, одна из которых сплошная. Сплошная фаза молока может фигурировать как плазма молока или обезжиренное молоко. Жир содержится в плазме молока в форме круглых шариков различного диаметра – до 15 микрон. В молоке также содержится третья фракция, состоящая из разрозненных твердых частичек, в том числе клеток вымени, измельченной соломы, шерсти и т.д.

Фракции, которые нужно отделить, не должны растворяться друг в друге. Растворенные вещества не могут быть разделены методом осаждения.

Растворенная лактоза не может быть отделена центрифугированием. Тем не менее она может кристаллизоваться. А кристаллы лактозы можно разделить с помощью осаждения.

Фракции, которые нужно разделить, должны также иметь различную плотность.

Фракции молока удовлетворяют этому требованию: у твердых примесей плотность больше, чем у обезжиренного молока, а у жировых шариков – меньше.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: