Роторный тонкопленочный испаритель

(71) Заявитель Могилевский технологический институт(73) Патентообладатель Могилевский технологический институт(57) 1. Роторный тонкопленочный испаритель, содержащий корпус с греющей рубашкой и технологическими патрубками, размещенный в нем ротор, привод, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде, по крайней мере, одного упругодеформированного профиля, расположенного по всей длине корпуса, при этом по крайней мере одним концом вал ротора соединен с приводом. 2. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде винтовой спирали. 3. Испаритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ротор выполнен с переменным сечением с образованием конфузорно-диффузорного сечения зазора к внутренней поверхности корпуса. 4. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что на валу ротора установлен отбойник тарельчатого типа. 5. Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что корпус дугообразно изогнут. 6. Испаритель по п. 1 или 5, отличающийся тем, что корпус выполнен сужающимся по ходу движения продукта. 4370 1 Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для проведения тепло-массообменных процессов,и может быть применено для дистилляции под вакуумом веществ, чувствительных к повышенным температурам в пищевой, химической, медицинской, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известен роторный тонкопленочный испаритель, содержащий корпус с греющей рубашкой и технологическими патрубками, размещенный в нем ротор, привод. При этом ротор установлен со смещением и имеет распределяющие элементы, расположенные по всей длине ротора и выполненные с прорезями, и шнековые пластины ( 1787481 А 1, 1993). Однако известный испаритель не позволяет получать продукт высокого качества из-за неравномерности проработки упариваемого раствора, а также имеет узкий диапазон перерабатываемых веществ. Жесткость конструкции вызывает повышенный расход энергии при заклинивании частиц твердых включений между ротором и корпусом. Задачей изобретения является повышение качества готового продукта, расширение функциональных возможностей аппарата и снижение затрат энергии. Указанная задача достигается тем, что в роторном тонкопленочном испарителе, содержащем корпус с греющей рубашкой и технологическими патрубками, размещенный в нем ротор, привод, согласно изобретению, ротор выполнен в виде, по крайней мере, одного упругодеформированного профиля, расположенного по всей длине корпуса, при этом, по крайней мере, одним концом вал ротора соединен с приводом. Ротор может быть выполнен в виде винтовой спирали. Ротор может быть также выполнен с переменным сечением с образованием конфузорно-диффузорного сечения зазора к внутренней поверхности корпуса. На валу ротора может быть установлен отбойник тарельчатого типа. Корпус может быть дугообразно изогнут. Корпус может быть выполнен сужающимся по ходу движения продукта. Технический результат достигается тем, что выполнение ротора в виде, по крайней мере, одного упругодеформированного профиля (например, пружины), расположенного по всей длине корпуса и при этом, по крайней мере, одним концом соединенного с приводом, позволяет равномерно распределять раствор по всей греющей поверхности, транспортировать его с заданной скоростью, равномерно прорабатывать весь объем раствора и разрушать прочные частицы и агломераты. Таким образом, происходит выравнивание гранулометрического состава смеси и улучшается качество готового продукта. Возможность выполнения ротора из двух и более профилей, связанных с одним и более приводов, расширяет возможности аппарата по переработке широкого круга веществ, в особенности содержащих тонкодисперсные включения. Переменное сечение ротора с образованием конфузорно-диффузорного сечения зазора к внутренней поверхности корпуса создает дополнительную турбулизацию раствора, способствует более равномерному его прогреву и интенсивному испарению жидкости, а установка отбойника тарельчатого типа обеспечивает центробежную сепарацию капель жидкости и предотвращает каплеунос с парами. Выполнение корпуса дугообразно изогнутым влечет за собой выполнение ротора дугообразно изогнутым и предварительное создание клиновых межвитковых пространств, в которых более интенсивно обрабатывается подаваемый раствор, и получается продукт однородного гранулометрического состава. Выполнение корпуса сужающимся по ходу движения продукта позволяет при определенной длине корпуса резко расширить или сузить греющую поверхность, а также, при необходимости, уменьшить скорость оттока паров из пространства корпуса. Данная конструкция аппарата позволяет обрабатывать как легко подвижные, так и высоковязкие растворы и суспензии, пасты, смолистые вещества, упаривая их до нужной концентрации или до сухого остатка. Упругие элементы ротора легко очищают теплообменную поверхность, не приводя к заклиниванию и не требуя больших затрат энергии. В то же время дугообразно изогнутая спираль при ее вращении позволяет измельчать на стороне сжатых витков даже очень прочные частицы твердого включения. При этом разрушение происходит не за счет сверхкритического напряжения, а за счет многократного импульсного воздействия сил малой интенсивности, но высокой частоты. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид роторного тонкопленочного испарителя, на фиг. 2 - ротор с переменным сечением с образованием конфузорно-диффузорного сечения зазора к внутренней поверхности корпуса,на фиг. 3 - корпус, сужающийся по ходу движения продукта. Роторный тонкопленочный испаритель содержит корпус 1 с греющей рубашкой 2 и технологическими патрубками 3,4 для подачи исходного и удаления упаренного растворов и 5,6 для подачи теплоносителя и удаления конденсата, ротор 7 в виде изогнутой спирали, сепаратор 8 с патрубком 9 для подключения к конденсатору и вакуумной системе, привод 10. На валу 11 ротора 7 установлен отбойник 12 тарельчатого типа. Роторный тонкопленочный испаритель работает следующим образом. 4370 1 Исходный раствор в виде жидкости, пасты или суспензии поступает через входной штуцер 3, подхватывается ротором 7, расположенным по всей длине корпуса 1, и, по крайней мере, одним концом соединенным с приводом 10, и распределяется в виде тонкой пленки по теплообменной поверхности корпуса 1. При помощи витков спирали 7, которые при вращении упруго деформируются и образуют клиновые пространства,в которых истираются крупные частицы твердой фазы раствора и разрушаются агломераты. Тем самым повышается однородность продукта, а значит и его качество. Перемещаясь в направлении выходного патрубка 4, раствор нагревается, часть жидкости испаряется и удаляется через сепаратор 8 и патрубок 9 в систему конденсации. Готовый продукт в виде концентрата или сухого порошка удаляется через патрубок 4. При выполнении ротора 7 переменного сечения между ротором 7 и корпусом 1 образуется канал переменного сечения, расширяющийся в узкой части ротора и сужающийся в его широкой части. Движение раствора и паров при этом носит неустановившийся турбулентный характер, что обеспечивает высокую интенсивность процессов тепло- массообмена в пристенной зоне. В зависимости от вида обрабатываемой среды движение продукта может осуществляться как снизу вверх,так и сверху вниз, т.е. подача исходного раствора может осуществляться либо по патрубку 3, либо по патрубку 4. Выполнение корпуса 1 и ротора 7 сужающимся по ходу движения продукта обеспечивает изменение периметра пленки упариваемого раствора по длине аппарата, либо растягивая ее, либо сужая, тем самым изменяется толщина пленки с изменением массы упариваемого раствора. Таким образом, роторный тонкопленочный испаритель позволяет повысить качество готового продукта,расширить функциональные возможности аппарата и снизить затраты энергии. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3