Cilj uparavanja je povećanje masenog udela suve materije u tečnojsmeši.
Uparavanje (ugušćivanje) je tehnološka operacija kojom se grejanjemtečne faze (smeše) pri temperaturi ključanja deo rastvarača prevodi uparnu fazu.
Aparati u kojima se tečna smeša uparava zovu se uparivači (isparivači).
Tečna faza se uparava pri atmosferskom pritisku ili pri pritisku većem ilimanjem od atmosferskog.
Para koja nastaje uparavanjem tečne smeše (faze) naziva se supara.
Supara koja se odvodi (npr. za grejanje nekog drugog postrojenja)naziva se oduzeta para ili ekstra para.
Uparavanje može biti:
- jednostepeno (jednostruko)
- višestepeno (višestruko)
Primarna para
D, i’’p
Početni rastvor
G0, c0, T0
Finalni rastvor
Gf, cf, Tf
Kondenzat D, Tk
W
gde je:
ip - entalpija grejne pare (J/kg)
ck - specifična toplota kondenzata (J/kg·K)
tk - temperatura kondenzata (°C)
mp - maseni protok grejne pare (kg/s)
)( )( WmtciQ pkkp
Količina toplote koja prolazi kroz grejnu površinu isparivača:
Pri uparavanju smeše na podpritisku, smanjuje se temperaturaključanja smeše
Za prostiranje toplote u isparivaču potrebno je da postoji temperaturnigradijent, tj. razlika u temperaturi grejne pare i temperature ključanjasmeše
- Šećerane
- Mlekare
- Fabrike voćnih sokova
Višestepeno uparavanje
Pri višestepenom uparavanju suparom iz I isparivača, koji se grejesvežom parom, uparava se smeša u II isparivaču u kome usledsniženog pritiska smeša ključa na nižoj temperaturi nego u I.
Supara iz II isparivača može služiti za uparavanje smeše u IIIisparivaču i td.
Pritisak supare u prethodnom isparivaču treba biti veći od pritiskasupare u narednom isparivaču.
Uz zagrejanu površinu se formira tanak granični sloj tečnosti čijase temperatura naglo smanjuje sa povećanjem udaljenosti od tepovršine
Debljina toplotnog graničnog sloja zavisi od:
- toplotnog toka
- pritiska
- obliku zagrejane površine
- fizičkih karakteristika tečnosti
Nastali mehurić raste zbog isparavanja pregrejane tečnosti u njega
Kad mehurić dovoljno naraste, odvaja se od zagrejane površine ipodiže kroz tečnost
Na istom mestu se stvaraju novi mehurići, čija frekvencija stvaranjazavisi od toplotnog opterećenja zagrejane površine
Veličina mehurića u trenutku odvajanja od zagrejane površine zavisiod površinskog napona tečnosti
Tečnost isparava kad je pritisak pare u tečnosti veći od parcijalnogpritiska te pare u okolnom prostoru, a manji od ukupnog pritiskaokolnog prostora
Tečnost isparava ključanjem kada se pritisak pare u tečnosti izjednačisa pritiskom pare nad slobodnom površinom tečnosti
Para se najčešće pojavljuje u obliku mehurića
Kad mehurići pare dostignu određenu veličinu, odvajaju se od vrućepovršine i podižu
Pri lokalnom ključanju mehurići isčeznu pre nego što stignu doslobodne površine tečnosti. Razlog tome je što tečnosti nijedovedeno dovoljno toplote da u celoj svojoj zapremini postignetemperaturu ključanja
Kada se tečnost zagreje po čitavoj zapremini do temperatureključanja, mehurići dolaze do slobodne površine tečnosti. Tada seuspostavlja ključanje sa čistim isparavanjem
Rast mehurića u tečnosti koja se nalazi uz zagrejanu površinu otežanje zbog površinskog napona tečnosti
Režim I: Prelaz toplote od površine grejača na tečnost ostvaruje seslobodnom konvekcijom
Režim II: Mehurići nastaju na slobodnoj površini grejača i dižu sepojedinačno prema slobodnoj površini tečnosti
Na početku, čitava zapremina tečnosti nema temperaturu ključanja
Pojedini mehurići koji se odvajaju od slobodne površine grejača, naputu prema slobodnoj površini tečnosti nestaju
Režim III: Ključanje postaje burno, nastaju kolone mehurića koje sekreću prema slobodnoj površini tečnosti. Dolazi do intenzivnogmešanja i prelaz toplote se ostvaruje prisilnom konvekcijom
Para u mehurićima ima nižu toplotnu provodljivost od okolne tečnosti
Režim IV: Sloj mehurića se na mahove gubi i ponovno obnavlja, paga odlikuje visoka nestabilnost
U najvišoj tački B na krivi ključanja, gustina toplotnog toka dostižemaksimum
Ova tačka se naziva i kriznom tačkom ključanja, tačkompregrevanja ili odstupanja od mehurastog ključanja
- Šećerane - dobijanje kristala šećera
- Mlekare - ugušćeno mleko
- Fabrike voćnih sokova - ugušćeni sok
Tipovi isparivača
Prema načinu strujanja smeše isparivači mogu biti:
- Sa slobodnim optokom
- Sa prisilnim optokom
- Tankoslojni
Prema dužini cevi grejalice isparivači mogu biti:
- Kratkocevni
- Dugocevni
- Uparavanje smrzavanjem vode
Npr. na temperaturi smrzavanja od –11°C, nakon ugušćenjamatičnog jabučnog soka sa početnim sadržajem suve materije od9,1% do krajnjeg sadržaja suve materije od 50%, iz proizvoda se uobliku ledenih kristala uklanja oko 90% vode.
- Dijaliza
Polupropusna (semipermeabilna) membrana
Ugušćivanje tečnih smeša drugim postupcima
VAŽNO !!!
Cilj uparavanja je povećanje masenog udela suve materije u tečnojsmeši.
Uparavanje (ugušćivanje) je tehnološka operacija kojom se grejanjemtečne faze (smeše) pri temperaturi ključanja deo rastvarača prevodi uparnu fazu.
Para koja nastaje uparavanjem tečne smeše (faze) naziva se supara.
Supara koja se odvodi (npr. za grejanje nekog drugog postrojenja)naziva se oduzeta para ili ekstra para.
Uparavanje može biti:
- jednostepeno (jednostruko)
- višestepeno (višestruko)
- Uparavanje smrzavanjem vode
Npr. na temperaturi smrzavanja od –11°C, nakon ugušćenjamatičnog jabučnog soka sa početnim sadržajem suve materije od9,1% do krajnjeg sadržaja suve materije od 50%, iz proizvoda se uobliku ledenih kristala uklanja oko 90% vode.
- Dijaliza
Polupropusna (semipermeabilna) membrana
Ugušćivanje tečnih smeša drugim postupcima
Top Related