گروه صنعتی سیمرکو

کاربرد دستگاه کانتینیوس در تغلیظ

مقاله‌ای از گروه پژوهشی سیمرکو

دستگاه تغلیظ

آنچه در این مقاله می‌خوانید:

  • سیستم تغلیظ چیست؟
  • سه معیار اصلی برای عملکرد کانتینیوس( اواپراتور)
  • یک اواپراتور با طراحی مناسب چه ویژگی‌های دارد
  • کانتینیوس در چه صنایعی استفاده می‌شود؟
  • انواع اواپراتور

فرایند تبخیر

فن آوری تبخیر در هر فرآیندی که نیاز به تغلیظ یک جریان با حذف آب یا حلال دیگر دارد استفاده می شود. فرآیند تبخیر انرژی بر است. هر رویکرد طراحی سیستم اواپراتور نیاز به توجه زیادی به فلسفه بازیابی گرما و کاربرد کلی طراحی سیستم نهایی دارد. ویژگی های محصول نیز باید در طراحی سیستم در نظر گرفته شود. بسیاری از ویژگی های محصول را می توان در فرآیند تبخیر تغییر داد، به ویژه در برنامه غذایی و نوشیدنی.

دستگاه تغلیظ‌ کننده کانتینیوس

دستگاه تغلیظ‌کننده کانتینیوس که با عنوان اواپراتور نیز نام برده می‌شود، (اواپراتور) از یک لغت انگلیسی به معنی بخار گرفته شده است ، همان تبخیر کننده می‌باشد. نوعی مبدل حرارتی است. این دستگاه صنعتی است که برای تغلیظ مواد مایع در یک فرآیند پیوسته استفاده می‌شود که به طور مداوم و به صورت پیوسته ورودی‌های مایع را تغلیظ می‌کند و محصول تغلیظ شده را تولید می‌کند.

از آنجایی که فرآیند تغلیظ باعث افزایش محتوای جامد یک غذا می‌شود، با کاهش فعالیت آب، غذا را حفظ می‌کند. در طول فرایند تغلیظ، تخریب میکروبی اتفاق می‌افتد. که عمدتاً به دما بستگی دارد. غلظت در 100 درجه سانتیگراد یا بالاتر، اثر نگهدارنده دارد. زیرا تقریباً همه میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا کشته می‌شوند، اما نه همه آنها‌، در اواپراتورها یک مایع در گردش در معرض یک محیط اتمسفر یا فشار کاهش یافته قرار می گیرد و باعث می‌شود که در دمای پایین تری در مقایسه با جوش معمولی اتمسفر بجوشد.

درباره سیمرکو

گروه صنعتی سیمرکو در سال 1380 به منظور بومی سازی ساخت ماشین آلات صنایع غذایی تشکیل شد. اولین اقدام این شرکت در این راستا طراحی و ساخت دستگاه دربند قوطی فلزی و بهینه سازی فرآیند استریلیزاسیون بود.

سه معیار اصلی برای عملکرد اواپراتور (کانتینیوس) وجود دارد:

  1. تعداد کیلوگرم آب تبخیر شده به ازای هر کیلوگرم بخاری است که به واحد تغذیه می شود
  2. تعداد کیلوگرم آب تبخیر شده در ساعت
  3. میزان مصرف بخار (به کیلوگرم در ساعت)

چهار جزء اصلی یک مجموعه اواپراتور عبارتند از:

  1. لوله‌ها یا کانال‌هایی که مایع در گردش است
  2. باله ها یا سایر سطوح تقویت شده برای افزایش سطح انتقال حرارت
  3. منبع گرما مانند بخار یا گازهای احتراق که بر روی لوله ها هدایت می شوند.
  4. تقطیربخار در سیستم لوله‌کشی خروجی

خطوط تولید ساخته شده توسط سیمرکو

گروه صنعتی سیمرکو سازنده و طراح هشت خط تولید برای راه‌اندازی محصولات غذایی کنسروی  است. که با آخرین تکنولوژی های روز دنیا رقابت می کند و می تواند …

یک اواپراتور با طراحی مناسب حداقل باید:

  • برای انتقال موثر گرما با سرعت بالا با حداقل مساحت طراحی شده باشد تا برای نصب، عملیات و نگهداری مقرون به صرفه باشد.
  • بخار را به طور موثر از کنسانتره مایع جدا کنید.
  • شرایط مورد نیاز محصول در حال پردازش را برآورده کنید.
  • محصولی تولید کنید که کیفیت لازم را داشته باشد.
  • در مصرف انرژی کارآمد باشید، در صورت امکان استفاده موثر از بخار با تبخیر چند اثر یا فشرده سازی مجدد بخار.
  • رسوب سطوح انتقال حرارت را به حداقل برسانید.
  • از مصالحی ساخته شود که برای به حداقل رساندن خوردگی کافی باشد.

اواپراتورها در مجموعه ای از صنایع استفاده می شوند، مانند:

  • تولید مواد شیمیایی
  • خوردنی و آشامیدنی
  • تولید دارو
  • تولید مواد شیمیایی کشاورزی
  • خمیر و کاغذ
  • نفت و گاز
  • اتانول سوخت

برخی از کاربردهای تغلیظ

  • سیستم های زباله کارخانه های شیمیایی
  • حذف حلال ها از روغن ها
  • پالایش روغن کانابینوئید
  • بازیابی محصولات دارویی از جریان های زباله
  • تولید ژلاتین
  • غلظت محلول های قند
  • تولید هیدروکسید سدیم (NaOH).
  • تولید اسید سولفوریک
  • تولید اسید فسفریک
  • کریستالایزرهای تبخیری برای نمک
  • بازیابی شیمیایی در فرآیندهای آبکاری فلز
  • حذف حلال ها از روغن ها
  • پالایش روغن کانابینوئید
  • تولید ژلاتین
  • غلظت محلول های قند
  • تولید هیدروکسید سدیم (NaOH).
  • تولید اسید سولفوریک
  • تولید اسید فسفریک
  • کریستالایزرهای تبخیری برای نمک
  • بازیابی شیمیایی در فرآیندهای آبکاری فلز

راه‌اندازی کارخانه

گروه صنعتی سیمرکو تمامی جنبه‌های مورد نیاز برای راه اندازی کارخانجات صنایع غذایی را از صفر تا صد طراحی و تولید می کند.

انواع اواپراتور

هر طراحی اواپراتور دارای وسیله‌ای برای انتقال انرژی گرمایی از طریق سطح انتقال حرارت و همچنین ابزاری برای جداسازی موثر بخارات از مایع یا جامد باقی‌مانده خواهد بود. تفاوت در نحوه به دست آوردن این جداسازی ها یک نوع اواپراتور را از دیگری متمایز می کند.

انواع مختلفی از طرح‌های اواپراتور وجود دارد که معمولاً در بخش‌های مختلف صنعت استفاده می‌شود. انتخاب طرح مناسب بر اساس فاکتورهای زیادی است که کارایی سیستم و استفاده مناسب از یک نوع اواپراتور خاص را برای حفظ مشخصات نهایی محصول مورد نیاز در نظر می‌گیرد.

در چارچوب طراحی سیستم، انتخاب تجهیزات مناسب در طراحی است. قطعه اصلی تجهیزات مورد استفاده در قلب فرآیند تبخیر، مبدل حرارتی تبخیری است. طرح‌های متنوع سیستم می‌توانند از فناوری‌های مختلف در سیستم اواپراتور استفاده کنند.

اواپراتور با گردش اجباری

اواپراتور Rising Falling

اواپراتور Increasing film

اواپراتورهای گردش اجباری

اواپراتورهای با گردش اجباری از نرخ بالای گردش مجدد در مبدل حرارتی و مخزن جداسازی استفاده می کنند. این نوع اواپراتور برای کاربردهایی با محلول های ویسکوز یا محصولات با رسوب بالا (انباشته شدن رسوبات در سطح انتقال حرارت که مانع از تبادل حرارت مناسب از دستگاه به فرآیند می شود) مناسب است.

اواپراتور با گردش اجباری در مقایسه با اواپراتور Falling Film، طراحی قوی تری دارد. محدودیت ویسکوزیته برای طرح‌های تبخیر کننده Falling Film وجود دارد که به دلیل خرابی Falling Film است که باعث ایجاد لکه‌های خشک روی لوله‌های تبادل می‌شود. طراحی گردش اجباری بر محدودیت ویسکوزیته غلبه کرده و سطح بالایی از کنترل و پایداری و همچنین کاهش قابل توجه رسوب را فراهم می کند.

ویژگی اواپراتورهای گردش اجباری

سرعت گردش را می توان با پمپ تغذیه نصب شده خارجی بدست آورد سرعت گردش مایع به طور کلی از 2 تا 6 متر بر ثانیه در داخل لوله متغیر است. مایعات با ویسکوز بالا را می توان در این اواپراتور تبخیر کرد زیرا نیروی کافی توسط پمپ برای حرکت مایع چسبناک در لوله اعمال می‌شود.

  • پوسته پوسته شدن و رسوب با طراحی پیشرفته به حداقل می‌رسد
  • مناسب برای محلول‌ها و سوسپانسیون‌های نیمه چسبناک
  • ضریب انتقال حرارت بالا
  •  برای مقادیر بالاتر مواد جامد بهتر از اواپراتورهای Rising Film  است
  • تبادل حرارت با کنترل سرعت جریان در لوله ها بهینه شده است
  • عملکرد دمای پایین تحت خلاء برای به حداقل رساندن تخریب محصول
  • طیف گسترده ای از مصالح ساختمانی مقاوم در برابر خوردگی از جمله تیتانیوم
  • نسبت پایین آمدن بالا

پروژه‌های سیمرکو

گروه صنعتی سیمرکو به عنوان طراح و سازنده ماشین آلات و خطوط تولید کنسرو در ساخت بیش از 200 کارخانه مشارکت داشته است و…

Rising Film Evaporators

یک اواپراتور Falling Film زمان اقامت بسیار کوتاه و انتقال حرارت کارآمد از مزایای اصلی این طراحی است و به ماهیت درک شده “پردازش ملایم”  طراحی کمک می کند. در عملکرد یک اواپراتور Falling Film در حال سقوط، بخار تشکیل شده در داخل لوله به صورت جت با سرعت بالا پایین می آید. سیال به بالای مبدل حرارتی پمپ می‌شود و به طور مساوی در سراسر صفحه لوله و در ناحیه انتقال حرارت توزیع می شود. خیس کردن مناسب ناحیه انتقال حرارت برای حفظ پویایی فرآیند تبخیر مورد نیاز است. خیس شدن نامناسب ناشی از جریان کم یا توزیع نامناسب به لوله‌ها باعث ایجاد لکه‌های خشک و رسوب در داخل لوله‌ها می شود.

ویژگی ها:

  • برای جریان های خوراک بدون نمک و بدون رسوب
  • برای ارائه راندمان انتقال حرارت عالی
  • برای فیدهایی با ویسکوزیته بالاتر که تمایل به فول دارند
  • برای راه حل های کم هزینه سرمایه
  • برای مواد حساس به حرارت که زمان ماند کوتاه برای آنها یک مزیت است (اگرچه این به دلیل اختلاف دمای بالای محیط گرمایش به دمای تبخیر مورد نیاز محدود می شود)
  • برای محصولات کف ساز که برای آنها جداکننده بخار کارآمد مورد نیاز است
  • سهولت حذف رسوب پوسته پوسته شدن از طریق افزایش نرخ خوراک.

Falling-film evaporators

 از نظر عملیاتی، هنگامی که مایع داخل لوله ها بالا می رود، از طریق دیواره های لوله‌ها گرم می‌شود و تبخیر اجزای فرار در شرایط خلاء برای به حداقل رساندن قرار گرفتن در معرض حرارت محصول رخ می دهد. تخلیه مواد تبخیر شده در یک ظرف جداسازی مخصوص طراحی شده صورت می گیرد.

این اواپراتور نسخه اصلی اواپراتور عمودی لوله بلند است. بخار در سطوح بیرونی لوله های عمودی متراکم می‌شود. مایع داخل لوله ها به جوش می‌آید و بخار تولید شده هسته لوله را اشغال می‌کند. همانطور که سیال به سمت لوله حرکت می کند، بخار بیشتری تشکیل می‌شود و در نتیجه سرعت هسته مرکزی بالاتری ایجاد می شود که مایع باقی مانده را به دیواره لوله وادار می‌کند. این منجر به یک فیلم مایع نازک تر و با سرعت بیشتر در حال حرکت می شود. همانطور که فیلم با سرعت بیشتری حرکت می کند، ضرایب انتقال حرارت افزایش می یابد و زمان ماندن کاهش می یابد.

این اواپراتورهای با محصولات حساس به حرارت با ویسکوزیته نسبتا کم سازگار هستند. آنها زمان کوتاهی در لوله ها دارند و معمولاً در خلاء تبخیر می شوند تا نقطه جوش اجزای فرار را کاهش دهند. زمان اقامت کوتاه، قرار گرفتن در معرض گرما را به حداقل می رساند و کار در خلاء امکان تبخیر دمای پایین تر را فراهم می کند که برای مایعات حساس به گرما ایده آل است. بارهای تبخیر بالا را نیز می توان به راحتی تحمل کرد. در صورت لزوم، برای خیس کردن کامل طول لوله ها’ سطوح دیوار، بازیافت مایع را می توان اجرا کرد.

این اواپراتورهای نیز می توانند برای مایعات با ویسکوزیته نسبتا کم بدون عارضه استفاده شوند و اغلب برای غلظت یا بازیافت حلال استفاده می شوند.

error: این محتوا برای شرکت سیمرکو محفوظ است