Выпаривание. Способы выпаривания: под вакуумом, атмосферным давлением и повышенным давлением. Устройство выпарительных установок

Выпаривание – процесс концентрирования жидких растворов нелетучих или малолетучих веществ, растворѐнных в летучих растворителях, осуществляемый путѐм частичного испарения растворителя при кипении раствора. Выпариванию подвергают растворы солей, щелочей, высококипящих жидкостей. Его применяют для получения чистых растворителей (опреснение воды) либо растворѐнных веществ в концентрированном виде. Во втором случае после выпаривания концентрированный раствор часто подвергают кристаллизации с целью получения растворенного вещества в твердом виде. В пищевой промышленности выпариванием концентрируют суспензии (бульоны) и эмульсии (молоко). Выпаривание – теплообменный процесс. В качестве нагревающего агента при выпаривании чаще всего применяют насыщенный водяной пар (первичный пар). В некоторых случаях для проведения процесса используют нагретый газ, электроэнергию и т. д. Пар растворителя, получаемый при выпаривании раствора, называют вторичным (соковым). Выпаривание проводят при различных давлениях: под пониженным (вакуумное выпаривание), под атмосферным и под избыточным. Использование пониженного давления позволяет проводить процесс при меньших температурах (это необходимо при переработке термочувствительных растворов), увеличивать разность температур теплоносителей и, как следствие, интенсивность теплообмена. Также при вакуумном выпаривании возможно использовать греющие теплоносители с меньшим температурным потенциалом, в том числе и вторичные энергоресурсы. При выпаривании под избыточным давлением получают вторичный пар с более высокой температурой, вследствие чего его проще и удобнее использовать в качестве греющего агента. Чаще всего вторичный пар повышенного давления применяется для обогрева выпарного аппарата этой же выпарной установки, работающего под меньшим давлением.

Так называемое однократное выпаривание проводят в однокорпусных выпарных установках – установках, включающих в свой состав один выпарной аппарат. 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, атакже 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).