Характеристика однокорпусных и многокорпусных выпарных аппаратов. Побочные явления при выпаривании и пути их устранения

Так называемое однократное выпаривание проводят в однокорпусных выпарных установках. Установки, состоящие из одиночного аппарата, вторичный пар из которого не используется (при выпаривании под атмосферным давлением или при разрежении) или используется вне аппарата, называются однокорпусными выпарными установками. Многократное выпаривание осуществляют в многокорпусных выпарных установках, состоящих из нескольких выпарных аппаратов, соединенных по ходу движения раствора последовательно. Принцип действия выпарных аппаратов и установок их может быть непрерывный и периодический. Периодическое выпаривание в основном осуществляют в малотоннажных производствах, а также в лабораториях. Процесс выпаривания с достижением раствором заданной конечной концентрации растворенных (сухих) веществ может осуществляться за один его проход через зону нагрева в аппарате (прямоточное выпаривании, прямоточные выпарные аппараты) и за счет многократного прохода раствора через зону нагрева в аппарате (при наличии циркуляции в аппарате, аппараты с циркуляцией раствора).

Многократное использование тепла возможно также в однокорпусных выпарных установках, если сжать вторичный пар при помощи компрессора или пароструйного инжектора до давления, позволяющего применять пар для обогрева того же аппарата, в котором этот пар образовался. Выпарные установки с сжатием вторичного пара, называемые аппаратами с тепловым насосом (или с термокомпрессией).

Побочные явления, наблюдаемые при выпарке

Инкрустация — образование накипи. Накипь при выпаривании извлечений образуется в результате коагуляции некоторых веществ (белков) или при разложении гидрокарбонатов кальция и магния, а также при разложении кальциевых, магниевых солей органических кислот (лимонной, тиглиновой и др.). Накипь отлагается на поверхности нагрева и снижает коэффициент теплопередачи. Для предотвращения её образования производят перемешивание жидкости, используя лопастные мешалки якорного типа, мешалки комбинированного действия, удаляющие со стенок накипь. 1.Температурная депрессия — разность между температурой кипения раствора и температурой кипения чистого растворителя при одинаковом давлении. Значение температурной депрессии зависит от природы растворённого вещества и растворителя, затвора, раствора и давления. Во избежание перегрева и разложения термолабильных веществ в конце процесса необходимо создание более глубокого вакуума.

2.Гидростатическая депрессия, или гидростатический эффект, Давление в верхнем и нижнем слоях жидкости в выпарном аппарате будет неодинаково, поэтому и температура кипения раствора по всей высоте аппарата различна. В наиболее глубоких слоях температура кипения раствора больше, так как пузырьки пара должны проникать через слой, преодолевая давление столба жидкости. Для сведения t минимуму гидростатического эффекта в современных аппаратах выпарку проводят в тонком слое жидкости.

3.Пенообразование. Многие растительные извлечения (особенно вытяжки, содержащие сапонины) при упаривании сильно пенятся. Для уменьшения потерь при выпарке сильно пенящихся жидкостей используют аппараты с большим паровым пространством (коэффициент заполнения приблизительно равен 0,5), перед выпариванием жидкость профильтровывают, выпаривание производят при перемешивании, во время выпарки периодически открывают воздушки, чтобы сбить пену, но это замедляет процесс выпарки. Лучшие результаты получены при использовании силиконов (кремнийорга- нических веществ).

5. Брызгоунос — потеря извлечения в виде тумана, мелких капелек, образующихся из-за вспенивания жидкости или большой скорости вторичного пара, механически увлекающего за собой частицы жидкости. Для уменьшения потерь за счёт брызгоуноса и ценообразования на пути движения паров ставят ловушки.