Производство томатного сока. Подогрев дробленой массы (часть 2)

Конденсат из межтрубного пространства через имеющиеся 2 патрубка каждой секции собирается в конденсатосборной трубе, откуда удаляется при томищи конденсационного горшка в вакуумсборник. Для каждой секции установлен самостоятельный конденсационный горшок, из вакуумсборника конденсат отсасывается водяным эжектором в водяной банок. Для удаления воздуха из поверхности нагрева на конденсатосборных трубах установлены атмосферные компенсаторы.
Атмосферные компенсаторы удаляют воздух из поверхности нагрева непосредственно в вакуумсборник (минуя конденсационный горшок).
Атмосферный компенсатор
Рис. 6. Атмосферный компенсатор

Атмосферный компенсатор (рис. 6) представляет собой корпус, от центра которого отходит штуцер, соединяемый трубкой непосредственно с вакуумсборником. На боковой части корпуса имеется штуцер, присоединяемый к конденсатосборной трубе. В переднюю часть корпуса ввинчивается крышка, имеющая снаружи шестигранную гайку. К крышке крепится мембрана, имеющая в центре клапан, закрывающий отверстие, соединенное с вакуумсборником. Металл, из которото изготовлена мембрана, весьма чувствителен к температурным изменениям, и на. этом свойстве основан принцип действия атмосферного компенсатора.
Так как верхняя часть конденсатосборной трубы заполнена воздухом и паром, то при наличии большого количества воздуха температура среды, окружающей мембрану, понижается, и последняя сжимается. При сжатии мембраны клапан отходит, и внутренний объем компенсатора сообщается с вакуумсборником. Вследствие того что в вакууумсборнике абсолютное давление несколько ниже давления в конденсатосборной трубе, воздух из нее отсасывается. При повышении температуры в корпусе компенсатора благодаря удалению воздуха мембрана расширяется и клапан прикрывает отверстие, предотвращая утечку пара.
Через атмосферный компенсатор также возможно удаление конденсата по отводной трубе в случае, когда конденсационный горшок выходит из строя. Удаление конденсата происходит таким язе образом, как и удаление воздуха.
Конденсационные горшки, установленные на вакуумподогревателе, принадлежат к группе водоотводчиков с закрытыми поплавками и имеют приспособления для отвода воздуха.
Конденсационный горшок (рис. 7) состоит из корпуса, крышки, мембраны, поплавка и клапана.
Корпус конденсационного горшка имеет форму, указанную на чертеже 13. В боковой части корпуса имеется штуцер, через который подводится конденсат. Отвод конденсата из горшка можно производить как из нижнего, так и из бокового штуцера (обычно конденсат отводится из нижнего штуцера). Внутри корпуса имеется плоская перегородка, отделяющая объем горшка от выпускных штуцеров. В указанной перегородке имеется отверстие с внутренней нарезкой, в которое ввинчивается сменяемое седло клапана. В боковой стенке корпуса имеется канал, с одной стороны сообщающийся с воздушным каналом крышки горшка, а с другой стороны с пространством, из которою конденсат попадает в отводный штуцер.
Крышка конденсационного горшка имеет также плоскую перегородку, внутри которой размещен канал для отвода воздуха. Указанная перегородка не является сплошной и поэтому объем корпуса сообщается c объемом крышки. Воздушные каналы корпуса и крышки также сообщаются. В верхней части плоской перегородки крышки также установлено сменное седло, на которое садится клапан, связанный с там же мембраной, как и в атмосферном конденсаторе. Крепление мембраны к крышке ясно из прилагаемого чертежа (рис. 7).
В крышке горшка имеется отверстие, заглушенное пробкой и предназначенное для чистки воздушного канала. Внутри корпуса горшка имеется шаровой поплавок, отлитый совместно с рычагом, шарнирно крепленным к неподвижной стойке. Между поплавком и неподвижной опорой к рычагу шарнирно крепится шток клапана.
При повышении уровни конденсата к корпусе горшка поплавок всплывает и этим самым несколько приподнимает клапан, в связи с чем конденсат начинает удаляться через отводной штуцер.
1-корпус горшка, 2-крышка, 3-шаровой поплавок, 4-рычаг, связанный с поплавком, 5-шток клапана, 6-сменное седло клапана, 7-клапан, 8-канал для выхода воздуха, 9- клапан для выпуска воздуха, 10-головка мембраны, 11-корпус головки мембраны, 12-мембрана, 13-штуцер для подвода конденсата, 14-штуцер для отвода конденсата, 15-отверстие для спуска конденсата.

Скорость прохождения конденсата через клапанное отверстие довольно значительна благодаря наличию разности давлений. Воздух и неконденсирующиеся газы, попадающие совместно с конденсатом, собираются в верхней части горшка. Так как температура воздуха и газов меньше температуры пара, мембрана сжимается и этим самым открывает отверстие для прохода воздуха в каналы крышки и корпуса. Выходя из клапанного отверстия,  конденсат с большой скоростью эжектирует воздух и газы из каналов. После удаления воздуха и газов температура вокруг мембраны увеличивается и последняя, расширяясь, прижимает клапан к седлу.
Вакуумсборник представляет дабой горизонтальный цилиндрический сосуд, помещаемый под второй секцией на общей станине. Передняя крышка вакуумсборника вогнута, задняя - выпуклая.
В выпуклом днище имеется штуцер, соединяемый с трубой, отводящей конденсат с неконденсирующимися газами из обоих конденсационных горшков. Над указанным штуцером имеется другой, соединенный с атмосферными компенсаторами. Для отвода конденсата, газов и воздуха в нижней части корпуса тоже имеется штуцер, соединяющийся с водяным эжектором. Над корпусом расположена трубка с отверстиями, обращенными книзу, через которые подается вода для охлаждения вакуум-сборника. Охлаждение вакуум сборника необходимо для конденсации паров, образовавшихся в результате самоиспарения, а также для охлаждения воздуха.
Крепление сборника к станине вакуумподогевателя и ко второй секции производится при помощи оттяжек из полосового железа. В центре вогнутого днища имеется штуцер для установки мановакуумметра.
Для вакуумподогревателя, равно как и для других непрерывно действующих аппаратов, особенно важно создать такие условия, при которых количество остановок для чистки сводится к минимуму.
Исходя из этого, в первую опереть следует установить такой режим работы, при котором не образовывался бы нагар на поверхности нагрева. Основными факторами, оказывающими влияние на образование нагара внутри трубок, являются: скорость движения массы и температурный перепад (разность между температурой пара и температурой массы). В процессе работы вакуммподогревателя с полной нагрузкой пригорание массы почти исключается, так как скорость движения потока довольно значительная (2,8-3,5 м/сек). Опасными моментами являются остановки насоса, установленного после сборного бака дробилки, ибо в этих случаях оставшаяся в секциях масса почти неподвижна. Поэтому температурный режим выбирается таким образом, чтобы даже в случае прекращения движения массы не было условий для образования нагара. Для этой цели в межтрубном пространстве поддерживается вакуум.
Вакуум по всей системе создается при помощи водяного эжектора, установленного на нагнетательной магистрали пропеллерного насоса. В процессе работы образованию вакуума также содействует быстрая конденсация острого пара.
Водяной эжектор (рис. 8) состоит из 3 основных частей: сопла для изменения скорости воды, подаваемой насосом, камеры смешения и сопла для повышения давления смеси воды, конденсата, и воздуха. Сопло, предназначенное для превращения энергии давления воды в энергию скорости, имеет сужающуюся форму и установлено в патрубке, сообщенном с нагнетательным штуцером пропеллерного насоса.
1-штуцер для подвода воды, 2-штуцер для подвода конденсата и воздуха, 3-сопло перехода давления в скорость, 4- камера смешения, 5-сопло перехода скорости в давление, 6-штуцер для отвода смеси

Другой конец указанного патрубка ввинчен в обычный тройник, внутренняя полость которого и является камерой смешения. Противоположный конец тройника соединен с патрубком, в котором расположено сопло для превращения энергии скорости смеси воды, конденсата и воздуха в энергию давления. Третий штуцер тройника соединен с трубой, отводящей смесь конденсата и воздуха из вакуумсборника. Сопло сжатия имеет узкое сечение, так как в сжимаемой смеси имеется воздух.
Вода из водяного бачка пропеллерным насосом под значительным напором (создаваемым насосом) направляется в сопло эжектора, где за счет падения давления происходит увеличение скорости. Струя воды, выходящая из указанного сопла с большой скоростью, в силу поверхностного трения и инерции захватывает смесь конденсата и воздуха., поступающую из вакуумсборника. Образовавшаяся смесь воды, конденсата и воздуха направляется в сопло сжатия, где за счет падения скорости увеличивается напор, благодаря которому смесь удаляется в тот же водяной бачок.
Водяной бачок состоит из цилиндрического корпуса, имеющего глухое дно, и крышки из металлического обруча, внутри которого установлена мешкая сетка, предназначенная для задержания примесей, поступающих с конденсатом. В верхней частя корпуса имеется сшивная труба, через которую избыток конденсата, удаляется в канализацию. В нижней части корпуса имеется штуцер, к которому присоединяется всасывающий патрубок пропеллерного насоса. По конструкции пропеллерный насос отличается от описанного выше только тем, что он изготовлен из обычных металлов. Устанавливаются водяной бачок и пропеллерный насос под вакуумподогревателем.
При работе вакуум подогревателя дробленая масса пропеллерным насосом, установленным после сборника дробилки, подается в приемный штуцер крышки первой секции. Благодаря конструкции крышек масса последовательно направляется из одной трубки в другую и таким образом проходит 12 раз вдоль секции. За это время масса прогревается от начальной температуры (18-20°С) до 60° С. Выходя из первой секции, дробленая масса попадает в камеру для измерительных приборов, где производится контроль температуры, а затем поступает на экстракцию. Отжатый сок из сборного бачка, установленного после экстрактора, таким же образом подается во вторую секцию, где производится прогрев от 50 до 85°C. Работа во второй секции протекает таким же образом, как и в первой. Абсолютное давление пара в межтрубных пространствах одинаковое, однако одна секция может работать независимо от другой. Вакуум в паровом пространстве поддерживается в пределах 76-125 мм рт. ст., что соответствует температуре 91-97°С.

Пуск вакуумподогревателя в работу.

Перед пуском вакуумподогревателя необходимо убедиться в полной его исправности и хорошем санитарном состоянии, для чего следует:
1.    при открытых задних крышках осмотреть внутреннюю поверхность трубок и убедиться в отсутствии посторонних предметов;
2.    плотно прикрыть крышки и равномерно прижать их барашками, предварительно проверив состояние резиновых прокладок (резиновая прокладка должна равномерно входить в паз, имеющийся в крышке; в случае, если она растянулась, так что в некоторых местах морщинится, следует ее заменить);
3.    убедиться, что водяной насос плотно закрыт и в бачке имеется достаточное количество воды;
4.    убедиться, что все штауферы набиты солидолом и что подшипник насоса залит маслом;
5.    проверить, находятся ли на соответствующих метках грузы вакуумредукционного клапана и регулирующая гайка терморегулятора.
6.    проверить, находятся ли стрелки термометров и мановакуумметров в исходных положениях.
7.    проверить, очищена ли сетка на водяном бачке;
8.    проверить, открыты ли краны на соковой магистрали, подающей массу в экстракторы;
9.    проверить лёгким движением руки, не зажимается ли сальником вакуум-редукционного клапана шток парового клапана;
10. проверить, открыты ли краны на нагнетательных магистралях пропеллерных насосов и подготовлено ли к пуску остальное оборудование.
После осуществления указанной подготовки можно приступить к пуску аппарата, для чего следует:
а)       пустить водяной насос; по истечении 10 минут в вакуум- конденсационном сборнике должен образоваться вакуум в 125 - 250 мм рт. ст.; в случае, если по истечении указанного времени вакуум не достигнет требуемой величины, необходимо проверить герметичность соединений вакуум-конденсационной магистрали;
б)       проверить работу вакуум-конденсационных клапанов; при достижении вакуума в 75 мм рт. столба, вакуум-редукционные клапаны должны начать открываться (рычаги с грузами должны двигаться свободно, без всякого заедания);
в)       открыть вентиль, подающий воду на вакуум-конденсационный сборник;
г) продуть фильтры и спустить конденсат, скопившийся в магистрали, путем медленного открывания продувных вентилей;
д) прогреть аппарат, медленно открывая паровой вентиль; когда обе секции и конденсационные горшки хорошо прогреются, можно приступить к подаче массы.

Обслуживание вакуумподогревателя во время работы.

Во время работы вакуумподогревателя необходимо:
1.    следить за показаниями термометров, установленных на камерах для измерительных приборов; в случае, если температура ниже допускаемой технологическим режимом, следует полностью открыть пароспускной вентиль и довести давление острого пара до 6-7 атм.; если при этом температура массы не поднимется, нужно регулирующую гайку терморегулятора поворачивать слева направо до тех пор, пока не будет достигнута требуемая температура;
2.    непрерывно следить за работой насоса;
3.    следить за показаниями мановакуумметров, вакуум в паровом пространстве должен поддерживаться в пределах 75-125 мм: рт. ст.;
4.    следить, чтобы давление острого пара не превышало 7 атм; при повышении давления следует прикрыть пароспускные вентили и соответствующим образом отрегулировать шаровой редуктор на общей магистрали;
5.    систематически проверять, не пропускают ли сальники внутри вакуумподогревателя массы из сокового пространства в паровое; наличие такого явления характеризуется красноватым оттенком конденсата после водяного эжектора;
6.    следить, чтобы подшипники мотора и насоса не грелись;
7.    следить, чтобы обе секции вакуумподогревателя работали более или менее равномерно (для этого следует так отрегулировать работу соковых насосов, чтобы приход массы равнялся расходу).

Остановка вакуум подогревателя.

Перед остановкой вакуумподогревателя на длительный срок следует:
а)       после прекращения подачи дробленой массы закрыть паровпускной вентиль на первой секции;
б)       закрыть паровпускной вентиль на второй секции после  автоматической остановки насоса, подающего отжатый сок;
в)       остановить водяной насос и прекратить подачу воды на вакуумсборник;
г)        перекрыть трехходовый кран, установленный на сокопроводе после второй секции, на линию томат-пюре и пасты.
После остановки следует приступить к мойке подогревателя для чего следует:
а)       наполнить сборник дробленой массы водой и пустить насос при открытых паровпускных вентилях, поддерживая избыточное давление в межтрубном пространстве в пределах от 125 дат 250 мм рт. ст.;
б)       после того как в сборник отжатого сока начинает поступать совершенно чистая вода, можно прекратить подачу ее в сборник дробленой массы, остановив после опорожнения его насосы;

в)       открыть крышки насоса и задние крышки секций для выпуска воды;