15. Общие понятия о выпаривании.

Выпаривание – процесс концентрирования твёрд. в-в в жидк.р-лях путём частичного перевода последних в парообразн. состоян. при кипен. След. отлич. от испарен. (испарен. – переход в-ва из жидк. или твёрд. фазы в газообразн., происход. при тепловом движен. молек. жидк-ти, скор. кот. наход. в широк. пределах, это эндотермич. процесс, весьма длительн., явл. причиной потери легколетучих р-лей). Выпар. пр-дится за счёт подводим. из вне тепла, передаваем. ч/з поверхн. нагрева, реже – ч/з непосредсвен. контакт с теплоносителем. Выпарка бывает прост. (при атм. давлен.) и вакуумн. (давлен. ниже атм.). Прост. выпарка пр-дится в выпарных чашах (примен. для выпариван. небольш. кол-в р-ля). Р-рён. в-ва термостабильн. В галенов. пр-ве чаще всего приход. выпар. р-ры, содержащ. термолабильн. в-ва (Витам., гликозиды, алкалоиды). Так примен. вакуумн. выпар. в герметически закрыт. установках, внутри кот. вакуум – то давлен., кот. в системе недостаёт до атмосферного. Вакуумн. устан.: вакуумн. котёл, конденсатор, ресивер, приёмник, вакуум-насос. Вакуум-аппараты в завис. от объёма пр-ва: шаровые, трубчат., плёночн. Есть однокорпусн. и многокорпусн. Конденсаторы – устр-ва, охлаждающ. вторичн. пар. Конденсац. ускоряет выпаривание и сохран. ценные р-ли (спирт, эфир). Есть кондесаторы смешения (вторичн. пар смешив. с холодн. водой, охлажд. и конденсируется), конденсаторы поверхностные (пар конденсир. на поверхн., с обратн. стороны охлаждются водой). Приёмник и ресивер – резервуары. Приёмник собирает конденсат, ресивер предохран. от попадан. жидкости в вакуум-насос и для создан. вакуумного буфера. Процесс выпариван. сопровожд. явлен.: инкрустация, темпер. депрессия, гидростатич. эффект, пенообр-ние, брызгоунос – побочн. явления.

Сущность многократн. упариван.: вторичн. пар, образующ. в первом выпарном аппарате,поступает в кач-ве греющего пара во второй выпарной аппарат, а образующ. в нём пары м.б. использованы для обогреван. 3-го выпарного аппарата и т.д. Расход тепла при вакуумн. выпарке в однокорпусных вакуумн. аппарат. составляет 1,2–1,25 кг. греющ. пара на кг выпариваем. воды. Часовой расход греющ. пара D(кг/час) опред из Ур-ния теплового баланса:D=W(I-t)/(λ-θ),W– кол-во выпариваем. жидкости (кг),I– теплосодержан. вторичн. пара (Дж), λ – теплосодержан. греющ. пара (Дж), θ – теплосодержан. конденсата первичн. пара.

16. Побочн. Явлен. При выпар.

Темпер. извлечен. в испарителе не во всех точках одинакова. У горячих стенок котла – тонкий слой жидк., приним. тепло в первую очередь, имеет более высок. темпер. Благод. разнице темпер. испарен. жидк-ти происх. с разн. скор. Тонк. слой испар. быстрее, зн. и концентрируется быстрее. Р-р в тонком слое быстро станов. пересыщен. и начин. выдел. в виде осадка, кот. прикрепл. к стенке. Инкрустация– образование накипи на стенках котла. Твёрд. в-во облад. меньшей теплопроводностью и ухудш. передачу тепла. Уменьш. КПД установки. Слой инкрустации быстро перегрев., продукт начин. пригорать. Нужно препятствовать твёрдым частицам отлагаться на поверхн. котла. Жидкость желательно перемешив. (ставят мешалки, кот. в некот. случаях нельзя примен. в услов. вакуума; на практике проводят выпар. до сиропообразн. состоян., далее провод. сушку в сушильн. аппаратах).Температурн. депрессия. Р-рён. в-во образ. сольваты, поэтому давлен. пара над р-ром всегда ниже, чем над чистым р-лем, поэтомуtкипения р-ров всегда выше, чемtкип. чист. р-лей и растёт с увеличен. конц. р-ра. Разность м/уtкип. р-ра и чист. р-ля при один. внешн. давлен. –tдепрессия. Чтобы не перегрев. р-р и не подверг. опасности термолабильн. в-ва, необход. в процессе выпар. снижать давлен. в системе, т.о. компенсировать снижен. давлен. вторичного пара, что привод. к тому, что жидк-ть постоянно кипит.Гидростатич. эффект.tкип. жилк-ти наход. в зависим. от давлен., под кот. она наход. На поверхн. жидк-ть испытыв. атмосферн. давлен., на дне котла –P=атм.+гидростатич. Это увеличен.tкип. за счёт давлен. вышележащ. слоёв – гидростат. эф. Для борьбы необход. выпар. жидк-ть в тонк. слое. Поэтому выпарные вакуумные ап. с плоским дном выгоднее сферических.Пенообр-ние. Очень часто р-ры (сапонины) пенят. Пена подым. выше допустим. ур-ня и унос. вместе с парами в конденсатор, затем в приёмник. Это не допустимо. Для борьбы: заполн. испарители не выше положен. ур-ня, чтобы пр-ао над жидкостью было достаточно велико. Пена м. подняться в высоту, пузырьки при этом слипаются, и пена оседает. Примен. мешалки или использ. трубчат. испарители, в кот. пена уничтож. при ударе об отражательн. поверхн. Периодич. сниж. вакуум – пена сбивается. Упаривать тщательно профильтр. р-ры.Брызгоунос. Испаряющ. жидк-ть при упариван. наход. в сост. кипен. Образ. мелкие брызги, кот. вырыв. в атм. пара и унос. с ним. Борьба: применять котлы с высоким кожухом, улучшить сепарацию пара с пом. перегородок, ловушек; вести упариван. с умерен. скор. (скор. движен. паров невелика и они не увлек. с собой брызги).