Bepárlás fogalma: Az olyan oldatok esetében amelyekben az oldott anyag gőztenziója gyakorlatilag nulla, az oldatot forrásban tartva, párologtatással az oldószer eltávolítható, az oldat besűríthető. Az élelmiszeriparban leggyakoribb a vizes oldat, amelynél az oldószer a víz. Az alacsonyabb víztartalmú, töményebb oldat előállítása tartósítás (pl. lekvárok készítésénél), vagy tárolás, csomagolás, szállítás költségeinek csökkentése céljából történhet. A bepárlás előkészítő művelet is lehet, pl. porlasztva szárításhoz, kristályosításhoz. Paraméterek változása a bepárlás során: a bepárlásra kerülő anyag a vízhez hasonlóan hígan folyó, a sűrítmény gyakran méz jellegű, esetleg alaktartó lehet A legfontosabb paraméter a koncentráció, amelynek megváltozása eredményezi a többi paraméter változását: forráspont, párolgáshő, viszkozitás, ill. konzisztencia, folyadékoszlop-nyomás. 1
Koncentráció viszonyok anyagmérleg: G = G + G komponensmérleg: be ki pára Gbe cbe Gki c = 100 100 c G pára Gbe 1 c ki = ki be Koncentráció növekszik forráspontv spontváltozás p víz oldat } p tenzió csökkenés { t forráspont emelkedés t 2
Koncentráció növekszik párolgáshő-változás forráspont, C 10 30 50 75 100 párolgáshő, kj/kg 2476 2430 2383 2321 2256 Koncentráció növekszik viszkozitás-változ ltozás folyadékok: hőmérséklet emelkedés viszkozitás csökkenés koncentráció növekedés viszkozitás növekedés Nehezebb buborékképződés, keverőhatás csökkenés, hőátadás és/vagy forrás intenzitás csökkenés. Intenzív keverés! Keverők, ill. visszaáramoltatás alkalmazása. 3
Koncentráció növekszik foly.oszlop nyomás-változ ltozás folyadékok: koncentráció növekedés sűrűség növekedés folyadékoszlop nyomás növekedés Nehezebb buborékképződés, keverőhatás csökkenés, hőátadás és/vagy forrás intenzitás csökkenés. Intenzív keverés! Keverők, ill. visszaáramoltatás alkalmazása. Bepárlás energiaszükséglete Φ = G c ( t t lé p fp lé kezd 144244 3 felmelegítés 0 15% ) + G r + pára 123 elpárolgás 70 80% Φ { v hőveszteség 10-15% Bepárlás hőmérlege m sűr. h sűr. m lé + m Q be h lé pára = Q + m h ki gőz pára + Q + m v h gőz = kond. h kond. + Q v 4
Bepárlók legfontosabb jellemzői - az átbocsátott hőáram -a sűrítmény tömegárama - az elpárologtatható víz tömegárama - az 1 kg víz elpárologtatásához szükséges fűtőgőz, azaz a gőzszükséglet -a fűtőfelület és a hasznos térfogat aránya - a tartózkodási idő -fűtőköpenyes - csöves - lemezes - film - egyéb bepárlók 5
-fűtőköpenyes bepárlók Az egyik legrégebbi bepárló típus, gyakran végbesűrítőként alkalmazzák. Hasznos tömeg befogadás: 100-3000 kg között. Szakaszos berendezés, hosszú tartózkodási idő, kedvezőtlen fűtőfelület és hasznos térfogat arány kis teljesítmény. - csöves bepárlók Robert rendszerű bepárló Nagyobb átmérőjű ejtőcső, kisebb átmérőjű fűtőcsövek intenzív (turbulens) szabad konvekció. Teljesítmény növelése: Zsigmond-féle több bekezdésű, változó menetemelkedésű műanyag spirál betétek. 6
- csöves bepárlók Kestner-típusú bepárló Függőleges csövek hossza 6-7 m. Kúszófilm alakul ki, közel 20 m/s film áramlási sebességgel. Habzó anyagok bepárlására is alkalmas. - csöves bepárlók Vogelbusch ferdecsövű bepárló Csőköteg és az ejtőcső elkülönítése. 7
- Lemezes bepárlók Lemezes hőcserélőből és elpárologtatóból állnak. - Filmbepárlók Duplafalú hengerben elhelyezett keverők által a sűrítendő anyagból filmet kialakító készülékek. 8
- Egyéb bepárlók, pl. Centriterm Centrifugális erőt alkalmazó berendezés. Kettősfalú kúpos felületen a sűrítendő anyagból film alakul ki. A fűtőtéri oldalon a kondenzfilm gyorsan eltávozik. Többtestes bepárlók 9
Egyenáramú többtestes bepárlók Ellenáramú többtestes bepárlók 10