شربتی که پس از فرایند تصفیه بدست می آید ، اصطلاحا شربت رقیق
( thin juice)گفته می شود. این شربت برای مثال درصد ماده خشک محلول حدود 16 – 12 درصد وجه خلوص حدود 93-90 درصد را دارد. البته خصوصیات شربت مذکور در کارخانه های مختلف تفاوت داشته و از جمله در کشورهای پیشرفته صنعتی به علت اعمال روشهای تکمیلی در مرحله تصفیه ، شربت با درجه خلوص بالاتری حاصل می شود. به هر حال با توجه به غلظت کم شربت رقیق ، قبل از انتقال آن به مرحله طباخی باید که آنرا غلیظ کرده و به شربت غلیظ ( think juice ) با غلظتی حدود 70-50 ( غالبا حدود 65-60 ) تبدیل کرد. عمل تغلیظ شربت در دستگاههای تبخیر کننده یا تغلیظ کننده یا اواپراتور ( evaporators) صورت می گیرد و معمولا عمل مذکور به صورت مداوم و تحت خلأ و با استفاده از بخار می باشد. امروزه دستگاههای تبخیر گننده یک مرحله ای کاربردی چندانی در تلغیظ شربت رقیق نداشته و از تبخیر دستگاههای تبخیر کننده های چند مرحله ای ( multiple effect evaporators) استفاده می شود .
در این بخش ابتدا به صورت اجمالی نگاهی به انواع دستگاههای تبخیر کننده می شود.
بازده اقتصادی بخار در اواپراتورهای چند مر حله ای:
بازده اقتصادی بخار در واقع کارایی عملیاتی سیستم اواپراتور را نشان
می دهد و عبات است از مقدار آب تبخیر شده از مایعی که وارد اواپراتور می شود نسبت به مقدار بخاری که برای انجام عمل تبخیر وارد اواپراتور می گردد.
می دهد و عبات است از مقدار آب تبخیر شده از مایعی که وارد اواپراتور می شود نسبت به مقدار بخاری که برای انجام عمل تبخیر وارد اواپراتور می گردد.
مقدار بازده اقتصادی بخار وقتی که اوپراتور یک بدنه ای استفاده شود، حداکثر به نظر می رسد، اما با استفاده از اپراتورهای چند بدنه ای مقدار آن بیشتر از یک خواهد بود. نکته نشان دهنده کارایی مناسب بخار مصرفی در اواپراتورهای چند بدنه ای مقدار آن بیشتر از یک خواهد بود. این نکته نشان دهنده کارایی مناسب بخار مصرفی در اواپراتورهای چند بدنه ای و صرفه جویی بخار در سیستمهای مذکور است.
صرفه جویی در بخار مصرفی در دستگاههای تبخیر کننده:
از جمله راههایی که موجب صرفه جویی در مصرف بخارمی شود، موارد زیر هستند:
1- استفاده از تبخیر کننده های چند مرحله ای
این روش از عمده ترین راههای صرفه جویی است، اما باید توجه داشت که افزایش بدنه های اواپراتور ها محدود می باشد،زیرا اولاً از هر مرحله به مرحله بعدی کاهش فشار و اتلاف و کاهش انرژی بخار .جود دارد، اتلاف انرژی بخار از طریق دادن گرما به محیط و لوله های انتقال بخار و تشعشع است. برخی آزمایشها نشان می دهد که حداقل در مرحله اول حدود 5/1 درصد و در مرحله دوم 1 درصد و در مرحله سوم 75/0 و در مرحله چهارم 5/0 درصد انرژی بخار رار از طریق مذکور تلف می شود.
ثانیاً در صورتی که بخواهیم تعداد مراحل یا بدنه ها را خیلی زیاد کنیم، مجبوریم که بخاری را که پس از برگشت از توربین برق به مبدل حرارتی بدنه اول اواپراتور وارد می شود، از نظر فشار و درجه حرارت و انرژی در حد بالایی در نظر بگیریم. مطمئناً در چنین شرایطی دمای بسیار بالا در بدنه اول موجب تجزیه مقدار زیادی قند ساکاروز موجود در شربت خواهد شد.
ثالثاً در کارخانه های تولید شکر معمولاً کل بخار حاصل از تبخیر شربت در هر بدنه اواپراتور به بدنه بعدی نمی رود بلکه مقداری از این بخار صرف تامین انرژی حرارتی لازم برای قسمتهای دیگر کارخانه می شود
برای مثال استفاده در دستگاههای گرم کننده و استفاده در دیگهای پخت مرحله طباخی .
به عنوان نمونه در جدول 7-1 برخی از قسمتهای کارخانه که بخار مصرفی را از بدنها های اواپراتور 5 مرحله ای می گیرند مشخص شده است.
جدول 7-1 نمونه ای از برخی قسمتهای کارخانه که بخار مصرفی خود را از بخار حاصل از بدنها های اواپراتور 5 بدنه ای تامین می کنند.
رابعاً اگر اختلاف دمای بخار در کل بدنه های اواپراتور را با (rT) نشان می دهیم، خواهیم داشت.
nrT=T-Tn
nT= دمای بخار ورودی به اولین بدنه
nTn = دمای بخار خروجی از آخرین بدنه
nn= تعداد بدنه های اواپراتور
حال چنانچه متوسط اختلاف دما بین بخار ورودی و بخار خروجی از هر بدنه اواپراتور را با (rT) نمایش دهیم، رابطه زیر را می توان نوشت:
برای اینکه در هر بدنه اواپراتور، عمل تبخیر بخوبی انجام شود و انتقال حرارت در حد مناسب باشد، باید که مقدار (rt) دو راه وجود دارد.
راه اول آنست که مقدار (rt) زیاد باشد و راه دوم آنست که مقدار (n) کم باشد. برای زیاد بودن مقدار (rt) نیز دو راه وجود دارد، یا باید درجه حرارت بخار ورودی به بدنه اول (T) خیلی بالا باشد که در چنین حالتی تغییر رنگ شربت و ضایعات قندی زیاد در بدنه اول خواهیم داشت و یا در درجه حرارت بخار خروجی از آخرین بدنه (T) خیلی کم باشد که وجود چنین امری باعث میشود که در بدنه آخر تغییر در حد لازم انجام نشود. به همین دلایل برای زیاد بودن (rt) تنها یک راه باقی می ماند و آن محدود کردن تعداد بدنه های اواپراتور(n) است. لذا در کارخانه های تولید شکر بیشتر از اواپراتورهای 4 تا 6 بدنه استفاده می شود.
2-استفاده از توربوکمپرسور(Turbo compressor):
اصول کار این دستگاه بر آنست که اگر مقداری گاز را در محفظه ای داشته باشیم و فشار وارد بر گاز را افزایش دهیم، درجه حرارت آن افزایش می یابد. از این خاصیت می توان در کاهش بخار مصرفی در اواپراتورها استفاده کرد. یعنی بخاری را که در بدنه های اواپراتور از تبخیر شربت حاصل شده و دمایش در حدی نیست که در بدنه بعدی به شکل موثری استفاده شود، به دستگاه توربو کمپروسورمنتقل کرده و با فشرده سازی بخار مذکور و افزایش فشار آن، درجه حرارتش را نیز بالا برده به طوری که از کارایی لازم برای استفاده در بدنه بعدی و تبخیر شربت برخوردار شود. این دستگاه که شامل یک کمپرسور سانتریفوژی است معمولاً گران و پر هزینه بوده لذا کمتر در صنایع قند استفاده می شود.
استفاده از ترموکمپرسور(Termo compressor):
این دستگاه سیستم ساده دارد و می تواند شامل یک سه راهی باشد(نمودار 7-6) که از یک طرف آن بخار دارای فشار و دمای بالا وارد شده و از طرف دیگر بخار دارای فشار و دمای کم که کارایی کمی برخوردار است وارد می شود. مثلاً بخار حاصل از تبخیر شربت در بدنه های اواپراتور. از مخلوط دو بخارمذکور در ترمو کمپوسور ، بخاری بدست می آید که از دما و فشار مناسبی برخوردار است. این سیستم گر چه راندمان بالایی ندارد اما ارزان می باشد.
کنترل عملیات تغلیظ شربت:
برای داشتن یک عملکرد مناسب در مرحله تغلیظ شربت عوامل مختلفی را باید تحت کنترل و نظارت مداوم و دقیق داشت، از جمله موارد زیر:
1- کنترل بریکس شربت ورودی و خروجی
با کنترل بریکس شربت ورودی و خروجی از هر بدنه بخصوص شربت ورودی به بدنه اول و خروجی از بدنه آخر، می توان مقدار آبی که تبخیر شده مشخص کرد. وجود یک روند مناسب در افزایش غلظت شربت در بدنه های اواپراتور می تواند معیار خوبی برای ارزیابی عملکرد مرحله تغلیظ باشددر برخی از اواپراتورها، رفراکتومترهای خودکار در مسیر شربت از بدنه ای به بدنه دیگر نصب شده و بریکس را کنترل می کنند.
شامل 37 اسلاید POWERPOINT
دانلود پاورپوینت تغلیظ شربت
