Енергоефективні вакуум-випарні установки для концентрування в молочній промисловості

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Ventilation, Illumination and Heat Gas Supply; Vol. 43 (2022): Ventilation, Illumination and Heat-Gas Supply; 13-26
Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання; Том 43 (2022): Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання; 13-26
ISSN: 2409-2606
2664-5769
DOI: 10.32347/2409-2606.2022.43
Popis: The application of various types of evaporation plants for concentration of solutions was analyzed. It was noted that the most promising for thickening dairy products are film-type vacuum-evaporation units with mechanical compression of secondary steam. The heating chamber of the evaporator is made in the form of a vertical shell-and-tube heat exchanger with the supply of heating steam into the intertube space and with the downward movement of product solutions in the vertical boiling tubes. Based on the analysis of known studies on hydrodynamics and heat exchange of film processes (condensation, film heating and evaporation and steam separation), a conclusion was made about the lack of data for calculating pressure losses in the steam circuit of the evaporator with sufficient accuracy. To solve this problem, improved methods of calculating the hydraulic resistance of the intertube steam path of the heating chamber and the two-phase flow of the product film and secondary steam in evaporative boiling tubes have been developed using the published results of hydrodynamic resistance research. Pressure losses for the movement of secondary steam in the lower chamber of the evaporator include losses for acceleration of the steam released from the falling film of the product. It is shown that the hydraulic depression of the movement of steam in the intertube space of the heating chamber, depending on the type of scheme, can be from 2.3% to 77% compared to the working temperature pressure of the heating surfaces. The four-way flow scheme of the heating steam used in the design of the vacuum-evaporation unit ensures a reduction of hydraulic losses by up to 15%. A technical and economic analysis of the costs of operating a vacuum-evaporation unit with a productivity of 10 t/h of vaporized steam was performed, according to which the lowest reduced costs were established at a temperature drop of 5˚C on the compressor. The results of the research were used in the development of structures and the manufacture of vacuum-evaporation units with mechanical and mixed (mechanical and thermal) compression at PrJSC "Kalyniv Machine-Building Plant" (Kalynivka, Vinnytsia Region). 10 vacuum evaporation units with a capacity of 5 to 20 t/h of evaporated moisture were manufactured and put into operation.
Проаналізовано застосування різних видів випарних установок для концентрування розчинів. Відмічено, що для згущення молочних продуктів найбільш перспективними є вакуумно–випарні установки плівкового типу з механічною компресією вторинної пари. Камера нагріву випарного апарата виконана у вигляді вертикального кожухотрубного теплообмінника з подачею гріючої пари в міжтрубний простір та зі спадним рухом продуктових розчинів у вертикальних кип'ятильних трубах. На підставі аналізу відомих досліджень з гідродинаміки і теплообміну плівкових процесів (конденсації, плівковому нагріві і випаровуванні та сепарації пари) зроблено висновок про відсутність даних для розрахунку з достатньою точністю втрат тиску в паровому контурі випарного апарату. Для вирішення цієї проблеми розроблено з використанням опублікованих результатів досліджень гідродинамічного опору удосконалені методики розрахунку гідравлічного опору міжтрубного парового тракту камери нагріву та двофазного потоку продуктової плівки і вторинної пари у випарних кип'ятильних трубах. До втрат тиску на переміщення вторинної пари в нижню камеру випарного апарата ураховано втрати на прискорення руху пари, що виділяється зі спадної плівки продукту. Показано, що гідравлічна депресія руху пари у міжтрубному просторі камери нагріву залежно від типу схеми може становити від 2,3% до 77% порівняно з робочим температурним напором поверхонь нагріву. Застосована в конструкції вакуумно-випарної установки чотириходова схема руху гріючої пари забезпечує зниження гідравлічних втрат до 15%. Виконано техніко–економічний аналіз затрат на експлуатацію вакуумно–випарної установки продуктивністю 10 т/год випареної пари, за яким установлено найменші приведені затрати при перепаді температур на компресорі 5˚С. Результати досліджень використано при розробці конструкцій і виготовленні вакуумно–випарних установок з механічною та із змішаною (механічною і термічною) компресією на ПрАТ «Калинівський машинобудівний завод» (м. Калинівка, Вінницька обл.). Виготовлено і введено в експлуатацію 10 вакуумно–випарних установок продуктивністю від 5 до 20 т/год випареної вологи
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: