ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені 050730 «Құрылыс материалдары бұйымдары және құрылымдарының өндірісі» мамандығы үшін процестер мен аппараттар-2

Дәріс жоспары.

1. Процестің технологиялық мақсаттары және физикалық негіздері.

2. Бір корпусты буландыру қондырғылары.

3. Материалдық және жылу балансы. Тищенко тендеуі.
Ұшпайтын заттар ертінділерін қайнатып, еріткіштін кейбір бөлігін буға айналдыру арқылы ертінділерді қоюландыру (концентрациясын жоғарлату) процесі буландыру деп аталады.

Тамақ өндірісінде буландыру процесі қоюланған сүт, томат шырынының, концентрациялған сорпа, қант, желім және т.б. өнімдерді өндіріп алу үшін кеңінен қолданылады.

Буландыру процестін мақсаты:

• 
  жоғары концентрациядағы ертіндіні алу;
  
• 
  ертінділердің тасымалдауын женілдету және арзандату;
  
• 
  ертінділердің сақтау мерзімдерін ұлғайту.
  

Буландыру процесін буландыру аппараттарында жүргізеді. Буландырғыш аппараттарында ысытатын жылу тасымалдағыш ретінде көбінесе су буы қолданылады. Мұндай буды ысытатын немесе біріншілік бу деп атайды. Ысытатын немесе біріншілік бу ретінде бу генераторларынан, бу турбиналарының аралығынан алынған немесе пайдаланылған буларды қолданады. Ерітінді қайнағанында пайда болатын буды екіншілік бу деп атайды.

Буландыру тәсілдері. Буландыру процесі вакуумда, атмосфералық немесе атмосфералық қысымнан жоғары (артықша) қысымда өткізіледі.

Вакуумда өткізілетін буландыру процесінің атмосфералық қысымдағыда қарағанда бірнеше артықшылықтары бар:

- процесті көп төмен температурада өткізуге, яғни аппаратты ысыту үшін төмен қысымды буды пайдалануға болады;

- жоғары температурада ыдырап кетуі мүмкін болатын заттардын ертінділерін қоюландыруға болады;

- ысытатын бу мен ертіндінің қайнау температураларының айырмасы (пайдалы температуралардың айырмасы) үлкен болады, яғни аппараттың өлшемі мен жылу алмасу (F = Q/K·t_пай) беті азаяды;

- буландыру аппаратынан шыққан екіншілік буды ысытатын бу ретінде пайдалану мүмкіндігі туады.

Вакуумдағы буландыру процестерінің кемшіліктері: қосымша құрылғылар - конденсаторлар, тамшыұстағыштар және вакуум-насостар керек, яғни қондырғы қымбаттайды сонымен бірге шығын көбейеді.

Атмосфералық қысымдағы буландыруда екіншілік бу пайдаланбай атмосфераға шығарылады. Буландырудың бұл тәсілі өте қарапайым бірақ экономикалық тиімсіз болып саналады.

Атмосфералық кысымнаң жоғары қысымда буландыру ерітіндінің қайнау температурасың көбейтеді және пайда болған екіншілік буды қайтадан буландыру процесінде немесе басқа жылутехникалық мақсаттар үшін пайдалануға болады. Басқа мақсаттар үшін ажыратылатын екіншілік будын бөлігің экстра бу деп атайды. Жоғары қысымда буландыру үшін жоғары температуралы ысытатын бу керек, сондықтан, бұл тәсілмен жоғары температураға шыдамды заттардың ерітінділерін қоюландырады.

Атмосфералық қысымдағы, ал кейбір кезде вакуумдағы буландыру процесі бір буландыру аппаратында /бір корпусты буландыру қондырғылары/ өткізіледі. Бұл жағдайда ысытатын /біріншілік/ будын жылуы бір рет қана пайдаланып, ал екіншілік будын жылуы пайдаланбайды.

Тамақ өнеркәсібінде бірнеше аппараттан, немесе корпустан құрылған көпкорпусты буландыру қондырғылары жиі кездеседі. Бұл қондырғыларда ысытатын бумен тек бірінші корпус қана ысытылады, ал кейінгі корпустарды ысыту үшін алдындағы аппараттардан /сонғысынан басқа/ шыққан екіншілік бу жылуы қолданылады. Демек, көпкорпусты буландыру қондырғыларындағы ысытатын будың мөлшері дәл сондай өнімді біркорпусты қондырғыға қарағанда едәуір аз болады.

Ысытатың буды жылу насосы бар біркорпусты буландыру қондырғыларында да үнемдеуге болады. Мұндай қондырғыларда аппараттан шыққан екіншілік бу, жылу насостың /мысалы, жылукомпрессордың / жәрдемімем ысытатың буды температурасына сәйкес қысымға дейін сығылып, сосын аппаратқа қайтадан ысытатьн бу орнына беріледі.

Тамақ өнеркәсібінде негізінен үздіксіз әрекетті буландыру қондырғылары қолданылады. Мерзімді әрекетті аппараттар аз өнімді өндірісте және ертінділерді жоғары концентрацияға дейін буландыруда қолданылады.

Қазіргі заманғы буландыру аппаратарының жылу алмасу беттері үлкен /кейбір кезде әр корпустың беті 2000 м² дейін/, сондықтан, көп жылу мөлшерін талап етеді.

Камера әдетте қаныққан су буымен ысытылады. Бу құбырлар сыртыдағы кеністікпен өтіп, конденсацияланады және камераның төменгі жағынан шығады.

9.1- сурет. Орталық циркуляциялық құбыры бар буландыру аппараты: 1-ысыту камерасы; 2- сепаратор; 3- қайнату құбырлары; 4 - циркуляциялық құбыр