Устройство выпарных аппаратов

25-04-2017, 17:17

Вертикальный выпарной аппарат системы Роберта. Это одна из самых старинных и до настоящего времени распространенных систем выпарных аппаратов. Аппарат Роберта представляет собой закрытый вертикальный цилиндрический железный котел (рис. 133).
Устройство выпарных аппаратов

В нижней части аппарата устроена паровая камера, в которую направляется греющий пар. Она состоит из двух трубных решеток: одна расположена лишь немного выше дна аппарата, другая — на 1,5 м выше первой. В отверстия трубных решеток ввальцованы вертикальные обогревающие трубки, латунные или стальные, диаметром 30/33 мм (как в подогревателях). В пространство между трубными решетками подается пар, обогревающий вертикальные кипятильные трубки.
Кипящий сок находится внутри кипятильных трубок, под нижней трубной решеткой и над верхней решеткой. Пар не может проникать непосредственно в сок, а отдавая свое тепло через поверхность трубок, конденсируется в паровой камере, откуда и отводится снизу в виде конденсата.
Из верхней части паровой камеры отводятся неконденсирующиеся газы (как в подогревателях).
В середине аппарата имеется более широкая так называемая циркуляционная труба (250—500 мм), также вделанная в трубные решетки. Сок, кипящий в узких вертикальных трубках, выбрасывается из них вверх вместе с пузырьками образовавшегося пара. Здесь пузырьки лопаются, пар освобождается и удаляется из верхней части аппарата, а сок, свободный от пара, двигается вниз по циркуляционной трубе и снова попадает в нижнюю часть кипятильных трубок.
Выпарные аппараты всех систем работают непрерывным методом, т. е. в них непрерывно подается сок для выпаривания и также непрерывно отводится сгущенный сок.
Уходящий из выпарного аппарата соковый пар проходит в верхней части аппарата через ловушку, служащую для отделения капелек сока, увлекаемых паром. В ловушке пар несколько раз меняет направление своего движения; при этом развивается центробежная сила, отбрасывающая капли сока к стенкам ловушки, по которым они и стекают вниз, возвращаясь обратно в выпарной аппарат.
Для наблюдения за кипением сока в выпарном аппарате устраивают в стенках его зрительные стекла (обычно 2—3 стекла, расположенных одно над другим, несколько выше верхней трубной решетки). Аппарат снабжен термометром для определения температуры кипящего сока и манометром (или вакуумметром).
Для определения уровня кипящего сока служит сокомерное стекло. Сокомерное стекло — очень важная часть аппарата, так как производительность вертикального выпарного аппарата системы Роберта в значительной степени зависит от уровня сока. Нужно держать возможно более низкий уровень сока по сокомерному стеклу, но этот уровень все же должен быть таким, чтобы верхняя трубная решетка была всегда покрыта кипящим соком. Для этого уровень по сокомерному стеклу должен достигать приблизительно Уз высоты кипятильных трубок. При меньшем количестве сока верхняя часть поверхности нагрева не будет им покрыта, что понижает производительность аппарата и приводит, кроме того, к карамелизации сахара. Если же уровень сока слишком высок, то это уменьшает скорость циркуляции его и ухудшает теплопередачу, а также уменьшает производительность выпарного аппарата.
Циркуляционно-прямоточный выпарной аппарат ЦИНСа. В настоящее время в России в качестве стандартного выпарного аппарата применяют циркуляционно-прямоточный аппарат (рис. 134). Он похож на выпарной аппарат Роберта, но имеет более длинные трубки (не 1,5 м, а около 3 м). В верхнюю часть циркуляционной трубы вделан конический патрубок, направляющий циркулирующий сок в расположенную ниже сливную воронку, которая выводит сок из аппарата. Таким образом, аппарат делается прямоточным, т.е. большая часть сока, поступающего в нижнюю часть аппарата под трубную решетку, лишь 1 раз проходит по кипятильным трубам и немедленно удаляется.

В то же время, если часть циркулирующего сока не успевает уйти в следующим корпус, то она может направляться и по циркуляционной трубе обычным порядком, так как есть, свободный промежуток между отводящей воронкой и направляющим коническим патрубком.
Преимущество аппарата в том, что в нем циркулирует сок меньшей концентрации, так как большая часть концентрированного сока уводится прямоточно. С уменьшением же концентрации возрастает коэффициент теплопередачи.
Кроме того, этот аппарат снабжен улучшенным каплеуловителем, состоящим из нескольких рядов металлических сит или иногда из насадки колец Рашига.