Процессы и аппараты пищевых производств 3 (стр. 2 из 4)
В ряде случаев выпаренный раствор подвергают последующей кристаллизации в выпарных аппаратах, специально приспособленных для этих целей. Получение высококонцентрированных растворов, практически сухих и кристаллических продуктов облегчает и удешевляет их перевозку и хранение. Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании. Однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим или первичным. Первичным служит либо пар, получаемый из парогенератора, либо отработанный пар, или пар промежуточного отбора паровых турбин. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называется вторичным.
Тепло необходимое для выпаривания раствора, обычно подводится через стенку, отделяющую теплоноситель от раствора. В некоторых производствах концентрирование растворов осуществляют при непосредственном соприкосновении выпариваемого раствора с топочными газами или другими газообразными теплоносителями.
Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях. Выбор давления, связан со свойствами выпариваемого раствора и возможностью использования тепла вторичного пара.
Выпаривание под вакуумом имеет определённые преимущества перед выпариванием при атмосферном давлении, несмотря на то, что теплота испарения раствора несколько возрастает с понижением: давления и соответственно увеличивается расход пара на выпаривание 1 кг растворителя (воды). При выпаривании под вакуумом становится возможным проводить процесс при более низких температурах, что важно в случае концентрирования растворов веществ, склонных к разложению при повышенных температурах.
Кроме того, при разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить поверхность нагрева аппарата (при прочих равных условиях). В случае одинаковой полезной разности температур при выпаривании под вакуумом можно использовать греющий агент более низких pa6очих параметров (температура и давление). Вследствие этого выпаривание под вакуумом широко применяют для концентрирования высококипящих растворов, например растворов щелочей, а также для концентрирования растворов с использованием теплоносителя (пара) невысоких параметров.
Применение вакуума дает возможность использовать в качестве греющего агента, кроме первичного пара, вторичный пар самой выпарной установки, что снижает расход первичного греющего пара. Вместе с тем при применении вакуума удорожается выпарная установка, поскольку требуются дополнительные затраты на устройства для создания вакуума (конденсаторы, ловушки, вакуум-насосы), а также увеличиваются эксплуатационные расходы.
При выпаривании под давлением выше атмосферного также можно использовать вторичный пар, как для выпаривания, так и для других нужд, не связанных с процессом выпаривания.
Вторичный пар, отбираемый на сторону, называют экстрапаром. Отбор экстрапара при выпаривании под избыточным давлением позволяет лучше использовать тепло, чем при выпаривании под вакуумом. Однако выпаривание под избыточным давлением сопряжено с повышением температуры кипения раствора. Поэтому данный способ применяется лишь для выпаривания термически стойких веществ. Кроме того, для выпаривания под давлением необходимы греющие агенты с более высокой температурой.
При выпаривании под атмосферным давлением вторичный пар не используется и обычно удаляется в атмосферу. Такой способ выпаривания является наиболее простым, но наименее экономичным.
Выпаривание под атмосферным давлением, а иногда и выпаривание, под вакуумом проводят в одиночных выпарных аппаратах (однокорпусных выпарных установках). Однако наиболее распространены многокорпусные выпарные установки, состоящие из нескольких выпарных аппаратов, или корпусов, в которых вторичный пар каждого предыдущего корпуса направляется в качестве греющего в последующий корпус. При этом давление в последовательно соединенных (по ходу выпариваемого раствора) корпусах снижается таким образом, чтобы обеспечить разность температур между вторичным паром из предыдущего корпуса и раствором, кипящим в данном корпусе, т.е. создать, необходимую движущую силу процесса выпаривания. В этих установках первичным паром обогревается только первый корпус. Следовательно, в многокорпусных выпарных установках достигается значительная экономия первичного пара по равнению с однокорпусными установками той же производительности.
Экономия первичного пара (и соответственно топлива) может быть достигнута также в однокорпусных выпарных установках с тепловым насосом. В таких установках вторичный пар на выходе из аппарата сжимается с помощью теплового насоса (например, термокомпрессора) до давления, соответствующего температуре первичного пара, после чего он вновь возвращается в аппарат для выпаривания раствора. В химической промышленности применяются в основном непрерывно действующие выпарные установки. Лишь в производствах малого масштаба, а также при выпаривании растворов до высоких конечных концентраций иногда используют выпарные аппараты периодического действия. Концентрация раствора в таком аппарате приближается к конечной лишь в конечный период процесса. Поэтому средний коэффициент теплопередачи здесь может быть несколько выше, чем в непрерывно действующем аппарате, где концентрация раствора ближе к конечной в течение всего процесса выпаривания.
Современные выпарные установки имеют очень большие поверхности нагрева (иногда превышающие 2000 м2 в каждом корпусе) и являются крупными потребителями тепла.
ОПИСАНИЕ АГРЕГАТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
Линия производства агара из дальневосточной анфельции тепловым методом устанавливается на береговых предприятиях. При тепловом методе обработки дальневосточной анфельции сухой агар получают варкой водорослей под давлением и сушкой агаровых растворов.
Поступающее на переботку сырье – сухая анфельция – тщательно освобождается от механических примесей: песка, ракушек, известковых отложений. Затем анфельцию замачивают в водной взвеси гидрата окиси кальция в бетонных чанах в течение 18-20 часов для разрушения сильноокрашенных пигментных клеток. Загрузка в чаны корзин с анфельцией, выгрузка и передача на последующую обработку (мойку) осуществляются тельфером.
Анфельция моется в моечной машине непрерывного действия при интенсивном перемешивании и обильной подаче воды для удаления посторонних примесей и разрыва комковых образований. На выходе водорослей из машины вода отжимается резиновыми валиками. Основной процесс обработки водорослей – варка – производится в батарее из трех диффузоров по противоточному методу. Каждая порция анфельции подвергается пятикратной варке. После варки в течении 3 часов навар перекачивается из первого аппарата во второй с водорослями, менее вываренными, т.е. более агарсодержащими. В процессе варки в диффузоры добавляется раствор извести. Горячая вода подается только на пятую варку, в диффузор с наиболее вываренной анфельцией, обедненной агаром в результате четырех предыдущих варок. Варка ведется в течении 24 часов при давлении 220 Па. Получаемый навар имеет темно-бурый цвет, мутный от взвеси механических примесей. Отстаивание наиболее загрязненной части навара происходит в отстойниках при температуре 85-90 0С, куда он перекачивается из диффузора. Вываренная анфельция удаляется из диффзора через нижнюю горловину.
Из отстойников навар подается на фильтрпрессы для фильтрования через рыхлый слой фильтровальной массы, которая периодически промывается. Прозрачный профильтрованный навар темно-бурого цвета подается для предварительного охлаждения до 50 0С в реактор, снабженный водяной рубашкой и мешалкой.
Охлажденный навар из реактора подается в желировочный аппарат непрерывного действия для образования студня. Из аппарата студень выходит в виде пластин толщиной 5-6 мм. Очистку и обесцвечивание студня производят в проточной воде. Соотношение массы студня и массы воды должно составлять 1:2 или 1:3. Интенсивное перемешивание пластин студня в воде достигается барботированием сжатым воздухом.
Пластины обесцвеченного агарового студня с водой поступают в специальную емкость, откуда сжатым воздухом перекачивается в баки-отцеживатели для отделения влаги через капроновое сито. Обезвоженный студень перекачивается в реакторы для плавления. Полученный из студня раствор агара направляется на упаривание в вакуум-выпарной аппарат для повышения концентрации агара до 3-4 %. Концентрированный раствор агара через щелевой фильтр нагнетается в напорный бак распылительной сушилки. В сушилке раствор распыливается диском, вращающимся с частотой 8000 об/мин, до туманообразного состояния и высушивается горячим воздухом, подаваемым в сушилку от калориферной установки. Высушенный порошкообразный агар затаривается в хлорвиниловые мешки и крафт-тару.
Схема технологической линии
замачивание