Розрахунково-пояснювальна записка

До курсового проекту на тему

«Проект двохкорпусної випарної установки для концентрування яблучного соку»

Основне завдання випарювання

Основним завданням випарювання є часткове видалення з розчину розчинника і утворення концентрованого розчину, який піддають дальшому згущуванню, щоб мати напівпродукт або готовий продукт. Так, наприклад, при виробленні каустичної соди розчин КаОН упарюють на випарній станції до концентрації 50–60%, а потім у плавильних котлах з вогневим нагріванням остаточно упарюють його до сухого стану. У цукровому виробництві соки згущують у випарній установці до концентрації 65%, а потім уварюють густий сироп у вакуум-апаратах до утворення 92–93% сухих речовин. Такий напівсухий або сухий продукт більш транспортабельний, його краще зберігати, ніж рідкий розчин. Часто під час упарювання обмежуються утворенням лише концентрованого розчину.

Процес випарювання треба проводити так, щоб при заданій продуктивності випарної установки мати згущений розчин потрібної концентрації і відповідної якості, без втрат сухої речовини під час випарювання, при якомога меншій витраті палива.

Випарюють розчин в одному апараті або у випарній установці, що складається з кількох послідовно сполучених між собою апаратів безперервної дії, так званих корпусів. Застосування такої випарної установки багаторазової дії дає змогу значно знизити витрати палива на випарювання.

Як було вже сказано, процес упарювання часто проводять у два етапи. Це зумовлено потребою очистити і профільтрувати згущений розчин до остаточного упарювання, або потребою вести остаточне упарювання на «голому» вогні чи за допомогою високотемпературного теплоносія, оскільки для цього потрібна висока температура. Часткове випарювання (перший етап) найчастіше можна здійснити за допомогою водяної пари низького тиску у випарній установці багаторазової дії.

Вимоги до продуктів, що надходять до випарної установки і виходять з неї

Розчини, які надходять у випарну установку, не повинні мати механічних домішок. Для цього їх попередньо очищають, щоб на теплообмінній поверхні випарних апаратів не було відкладень. Іноді застосовують проміжну фільтрацію між тими або іншими корпусами для видалення утворюваного осаду.

Температура розчину, який надходить у випарну установку, повинна дорівнювати температурі кипіння або бути близькою до неї в першому по порядку корпусі для того, щоб випарний апарат працював тільки як випарник, а не частково і як підігрівач, бо в цьому разі коефіцієнт теплопередачі апарата дещо знижується.

У випадку, коли розчин має нижчу температуру, ніж температура його кипіння в першому корпусі, доцільно встановити окремі підігрівачі для попереднього підігрівання розчину.

Чим вища концентрація початкового розчину і чим менша його кількість, тим вищою буде продуктивність випарної установки і тим меншою витрата тепла на упарювання розчину до потрібної концентрації.

Для зниження витрати палива на остаточне упарювання розчину (після випарної станції), яке звичайно здійснюють в апараті одноразової дії, цей розчин треба випарити у випарній установці багаторазової дії до найбільш можливої високої концентрації, наскільки це допускають особливості технологічної схеми і гідромеханічні умови транспортування згущеного розчину.

Фізичні основи процесу випарювання

Фізична суть процесу випарювання полягає в перетворенні частини рідини (розчинника) в пару при згущенні розчинів або в перетворенні всієї рідини в пару, якщо випарюють однокомпонентну рідину (наприклад, воду). ............