КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
ПО ПРОЦЕСАМ І АПАРАТАМ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ
тема: Випарний апарат з виносною гріючою камерою для томатноі пульпи продуктивністю 2000кг/год по готовому продукту.
Реферат
В курсовому проекті розроблено двохкорпусну вакуум-випарну установку, для уварювання томатної маси. Розроблена технологічна схема двохкорпусної установки. Розглянуті основні конструкції випарних апаратів, найбільш поширених у промисловості, а також особливості конструкцій випарних установок. Проведені розрахунок площі поверхні теплообміну випарних апаратів; розрахунок барометричного конденсатора, для конденсації вторинної пари з другого корпусу установки; діаметрів основних штуцерів; товщини теплової ізоляції апаратів.
Пояснювальна записка містить 37 аркушів, 3 таблиці, 11 рисунків.
Графічна частина містить 2 аркуші, формату А1.
Вступ
Випарюванням називають процес концентрування рідких розчинів практично нелетучих речовин шляхом часткового видалення розчинника випаром при кипінні рідини. У процесі випарювання розчинник віддаляється із усього об’єму розчину, у той час як при температурах нижче температур кипіння випар відбувається тільки з поверхні рідини.
Як гріючий агент при випарюванні використовують водяну пару, що називають первиною.
Первиною служить або пара, одержувана з парогенератора, або відпрацьована пара.
Пара, що утвориться при випарюванні киплячого розчину, називається вторинною.
Тепло, необхідне для випарювання розчину, звичайно підводять через стінку, що відокремлює теплоносій від розчину. У деяких виробництвах концентрування розчинів здійснюють при безпосереднім зіткненні розчину, що випарюється, з топковими газами або іншими газоподібними теплоносіями.
Випарювання під вакуумом має певні переваги перед випарюванням при атмосферному тиску, незважаючи на те, що теплота випару розчину трохи зростає зі зниженням тиску й відповідно збільшується витрата пари на випарювання 1 кг розчинника (води).
При випарюванні під вакуумом стає можливим проводити процес при більш низьких температурах, що важливо у випадку концентрування розчинів речовин, схильних до розкладання при підвищених температурах, до яких відноситься більшість харчових продуктів, у тому числі й томатна паста. Крім того, при розрідженні збільшується корисна різниця температур між агентом, що гріє, і розчином, що дозволяє зменшити поверхню нагрівання апарата (за інших рівних умов).
Застосування вакууму дає можливість використовувати як гріючий агент, крім первинної пари, вторинну пару самої випарної установки, що знижує витрату первинної гріючої пари.
При випарюванні під тиском вище атмосферного також можна використовувати вторинну пару як для випарювання, так і для інших потреб, не пов'язаних із процесом випарювання.
Вторинна пара, що відбирається на сторону, називають екстра-парою. Відбір екстра-пари при випарюванні під надлишковим тиском дозволяє краще використовувати тепло, чим при випарюванні під вакуумом. Однак випарювання під надлишковим тиском сполучено з підвищенням температури кипіння розчину. Тому даний спосіб застосовується лише для випарювання термічно стійких речовин.
При випарюванні під атмосферним тиском вторинна пара не використовується й звичайно віддаляється в атмосферу. Такий спосіб випарювання є найбільш простим, але найменш економічним.
Випарювання під атмосферним тиском, а іноді й випарювання під вакуумом проводять в одиночних випарних апаратах (однокорпусних випарних установках). Однак найпоширеніші багатокорпусні випарні установки, що складаються з декількох випарних апаратів, або корпусів, у яких вторинна пара кожного попереднього корпуса направляється в якості гріючої в наступний корпус. У багатокорпусних випарних установках досягається значна економія первинної пари в порівнянні з однокорпусними установками тої ж продуктивності.
У даному курсовому проекті розглядається вакуум-випарна установка, як найбільш ефективна й доцільна, що дозволяє максимально зберегти цінні харчові властивості готової продукції – томатної пасти.
1. Технологічна схема
Схема однокорпусної випарної установки показана на рис. 1. Вихідна томатна маса зі збірника 12 відцентровим насосом 11 подається в теплообмінник 13, де підігрівається до температури, близької до температури кипіння, а потім у випарний апарат 9, з якого упарений розчин надходить у наступний апарат 10 установки, звідки упарена томатна маса надходить у збірник 7, звідки відцентровим насосом 8 подається споживачеві. Перший корпус 9 випарної установки і теплообмінник13 обігріваються гріючою парою, що надходить із котельні. Другий корпус 10 установки, обігрівається вторинною парою, що утворюється при кипінні томатної маси у першому корпусі 9.
Вакуум у випарному апарату створюється за рахунок конденсації вторинних пар, що надходять з другого корпусу 10 випарної установки, при їхньому охолодженні водою в барометричному конденсаторі 3 і отсоса газів, що не конденсуються, насосом 5. Для виключення влучення у вакуум-насос крапель води перед ним установлюється вловлювач 2. Суміш охолодної води й конденсату виводиться з конденсатора за допомогою барометричної труби з гідрозатвором 4. Конденсат пар, що гріють, з випарного апарата й теплообмінника виводиться через конденсатовідводчики й направляється в котельню або на технологічні потреби.
Схема автоматизована. Система керування випарною установкою повинна забезпечити необхідну продуктивність установки при заданій концентрації кінцевого продукту. У зв'язку із цим основними регульованими параметрами є: 1) концентрація готового продукту; 2) температура вихідного розчину після теплообмінника 13 перед подачею його у випарний апарат; 3) рівень у випарному апарату.
Системи автоматичного регулювання працюють у такий спосіб. При збільшенні, наприклад, подачі вихідного розчину зменшиться температура розчину після теплообмінника 13, збільшиться рівень розчину у першому корпусі 9 випарної установки. Для стабілізації температури розчину регулятор температури дасть сигнал на збільшення витрати пари, що гріє, у теплообмінник 13. Для зменшення рівня розчину у випарному апарату регулятор витрати упареного розчину дасть сигнал, зміниться положення дросельної заслінки на трубопроводі таким чином, що збільшиться відбір розчину з випарного апарата. Це може привести до
 | Рис.1. Технологічна схема двохкорпусної випарної установки |
зниження концентрації упареного розчину. Для її стабілізації за допомогою регулятора концентрації збільшується подача пари, що гріє, у випарний апарат.
У зв'язку зі збільшенням подачі вихідного розчину збільшиться кількість вторинної пари, що надходить у барометричний конденсатор 3, підвищиться температура води в барометричній трубі, зменшиться вакуум у системі. Для стабілізації температури води в барометричній трубі за допомогою регулятора температури зросте подача оборотної води в барометричний конденсатор для конденсації вторинної пари, у результаті чого збільшиться вакуум у системі. Для створення більш глибокого вакууму необхідно відкрити повністю засувку перед вакуум-насосом або включити додатковий вакуум-насос.
Схемою автоматизації передбачена стабілізація рівнів рідини в збірниках.
У процесі випарювання контролюються витрати, тиски, температури технологічних потоків за допомогою контрольно-вимірювальних приладів.
1 2 3 4 5