Большую группу составляют змеевиковые аппараты. Обладая хорошими теплоэнергетическими показателями, они имеют преимущества перед другими типами аппаратов в простоте изготовления и удобстве обслуживания.
Аппарат с погруженной змеевиковой поверхностью нагрева
Примером может служить диссутор - аппарат для приготовления сахаро-паточного сиропа, применяемый в кондитерской промышленности (рис. 1). Загрузка сахара производится в отверстие, закрываемое крышкой 8, загрузка патоки и воды - через трубу 4. Греющий пар, проходя внутри змеевика 2, отдает свою теплоту и превращается в конденсат, который удаляется при помощи конденсатоотводчика 12. Для перемешивания раствора и создания его циркуляции можно устанавливать мешалки или барботеры 11. Вторичный пар, образующийся при кипении раствора, удаляется через патрубок 3.
Вследствие слабой циркуляции раствора эти аппараты имеют низкий коэффициент теплопередачи.
1 - корпус, 2 - змеевик, 3 - патрубок для отвода вторичного пара, 4 - труба для загрузки патоки, 5 - крышка, 6 - труба для подвода пара в змеевик, 7 - труба для подвода пара в барботер, 8 - откидная крышка, 9 - изоляция, 10- наклонное днище, 11 - барботер, 12 - конденсатоотводчик, 13 - патрубок для выпуска сиропа
Рис. 1. Змеевиковый теплообменный аппарат для растворения сахара - диссутор
Рис. 2. Змеевиковый вакуум-выпарной аппарат для уваривания карамельной массы:
I - греющая часть аппарата, II - вакуум-камера; 1 - цилиндрический корпус, 2 - крышка. 3 - змеевик, 4 - патрубок для подвода греющего пара, 5 - кран для продувни воздуха, 6 - патрубок для подачи сиропа в змеевик, 7 - патрубок для отвода конденсата, 8- днище корпуса, 9- соединительная труба, 10 - разгрузочный клапан, 11 - паровая рубашка, 12 - конический корпус сборника, 13 - перегрузочный клапан, 14 - смотровое стекло, 15 - корпус, 16 - змеевнк, 17 - ионический сборник, 18 - сепаратор вторичного пара, 19 - патрубок для отвода вторичного пара, 20 - сопло
Змеевиковый вакуум-выпарной аппарат. Аппарат производительностью 1000 кг/ч применяется для уваривания карамельной массы (рис. 2), имеет греющую часть I и испарительную вакуум-камеру II. Змеевиковая поверхность теплообмена греющей части аппарата общей площадью 7,5 м2 смонтирована внутри корпуса 1 с приваренным днищем 8 и крышкой 2 и выполнена в виде двух змеевиков 3, расположенных один внутри другого и соединенных последовательно при помощи трубы 9. Наружная поверхность змеевиков омывается греющим паром. Карамельный сироп движется внутри змеевиков снизу вверх и подогревается до кипения.
Далее кипящий сироп через сопло 20 подается в испарительную вакуум-камеру объемом 140 л и собирается в коническом сборнике 17. При этом вторичный пар (выпаренная из раствора влага) отделяется от сиропа и через патрубок 19 отводится к конденсатору. Чтобы капли продукта не уносились вторичным паром в вакуум-линию, устанавливают сепаратор вторичного пара 18.
Если уваривание сиропа в змеевиках ведется непрерывно, то разгрузку аппарата производят периодически: полость нижнего сборника 12 соединяют с вакуум-линией и выравнивают давление в нижнем и верхнем сборниках. Затем открывают перегрузочный клапан 13, и карамельная масса перетекает в нижний сборник. После этого клапан 13 закрывают, сообщают нижний сборник с атмосферой и открывают разгрузочный клапан 10. Днища конических сборников обогреваются змеевиком 16 и рубашкой 11.
Ввод змеевика в аппарат и соединение его с продуктоводом могут иметь различные конструктивные решения (рис. 3, а).
а-ввод змеевика в корпус аппарата, б-крепление витков змеевика к стойке;
1- труба змеевика, 2 - сварка или пайка, 3 - прокладка, 4 - стенка аппарата, 5 - ниппель, 6 - муфта с фланцем, 7 - фланец, 8 - гайка, 9 - скоба, 10 - стойка
Рис. 3. Крепление змеевика
К трубе 1 змеевика припаивают или приваривают ниппель 5,. который пропускают через отверстие в стенке аппарата 4. На наружный конец ниппеля навинчивают муфту 6 с фланцем либо привинчивают к стенке корпуса гайкой 8 и на конец ниппеля закрепляют фланец 7 для присоединения продуктопровода.
Витки змеевиков обычно крепят к стойкам 10 при помощи хомутов или скоб 9 (рис. 3,б).
Технические характеристики змеевиковых теплообменных аппаратов, применяемых в пищевой промышленности для уваривания сахарных сиропов, приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные характеристики змеевиковых аппаратов
