186631. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok filmszerű kezelésére
1 186.631 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés folyadékok filmszerű kezelésére. Közelebbről a találmány tárgya eljárás folyadékok filmszerű kezelésére, a folyadék hengeres munkatér fűtött és/vagy hűtött felületén történő szétterítése útján, továbbá berendezés folyadékok filmszerű kezelésére, függőleges vagy vízszintes, zárt, hengeres, fűthető és/vagy hűthető belső falú munkatérrel, annak egyik végén folyadékadagoló csonkkal és páraelvezető csonkkal, másik végén anyagelvezető csonkkal, a munkatérben elhelyezkedő, keverőtestekkel szerelt rotortengellyel, s ez utóbbit forgató szerkezettel. A folyadékok filmszerű állapotban történő kezelése elsősorban hőre érzékeny vagy' koncentrált állapotban igen sűrűvé váló anyagok esetén előnyös, s ezért különösen az élelmiszer-, gyógyszer- és vegyiparban alkalmazzák kiterjedten a filmbepárlókat és filmreaktorokat. A filmszerű kezelés során a filmrétegnek a munkatérben való tartózkodási ideje viszonylag rövid, így a hőérzékeny anyagok bomlása csökkenteti mértékű. Az első filmbepárlók hengeres készülékek voltak, a melyekben nagy kerületi sebességű, merev lapátos keveréket alkalmaztak. Ezek elkészítése munkaigényes, ugyanakkor a filmképzés feltételei nem kielégítőek, mivel viszonylag nagy a hézag a keverő széle és a fűtött falfelület között. Javultak ugyan a filmképzés feltételei a lengő lapátos keverők kifejlesztésével, azonban különösen függőleges tengelyű filmbepárlók esetén okozott szembeötlő nehézségek :t a megfelelő filmképzés. A fűtött belső felületen lecsuigó folyadék mennyisége az elpárologtatás következtében állandóan csökken, s nagy bepárlási arány esetén a fűtőfelület alsó részén már nincs is folyadék film. Ennek következtében nincs jelen elegendő anyag a nedvesítésre, a turbulencia kialakítására, miközben a kezelt anyag fizikai tulajdonságai is megváltoznak, például a forráspontja emelkedik. A forráspont emelkedése miatt a filmbepárló alján gőz alig keletkezik, miközben a felső része túlfűlött. Ennek folytán egyrészt nincs megfelelően kihasználva a fűtőfelület, másrészt a berendezés felső részében túlzott mértékű páraképződés, cseppáthordás jelentkezik, harmadrészt pedig a készülék alján a kiváló szilárd anyag rásülhet a fűtött felületre. Az egyenletes filmvastagság biztosítására fejlesztették ki a lefelé csökkenő felületű, kúpos filmbepárlókat. Ezek egyik ismert változata a 149 517 lsz. magyar szabadalmi leírás szerinti megoldás, amely egy felső hengeres és egy alsó kúpos bepárlótest kombinációja. Az ilyen típusú készülékek elkészítése azonban körülményes, s eltérő viselkedésű bepárlandó anyag esetén nem módosítható. A nagy bepárlási arányok esetén fellépő nehézségek kiküszöbölésére egyes cégek a filmbepárló test aljára cserélhető torlasztó gyűrűt helyeztek el, amely csupán az alsó részben fejt ki torlasztó hatást. Ezáltal a tartózkodási idő bizonyos határok között meghoszszabbítható. A 4 093 479 sz. amerikai szabadaJmi leírás szerinti berendezésben egyetlen lapból csavarvonalszcrűen meghajlított lapátokat alkalmaznak, és ilynródon próbálják szabályozni az anyag tartózkodási idejét. A változó emelkedés szögű, egyetlen lapból kialakított merev lapát elkészítése azonban problematikus, növeli a merev, egyenes lapátos berendezésekkel kapcsolatos gyártás nehézségeket. A találmány célja olyan gazdaságos eljárás és berendezés biztosítása folyadékok filmszerű kezelésére, amelynél a készülék teljes hosszában, a kezelendő anyag belépésétől annak kilépéséig változtatható a folyadékra gyakorolt axiális erőhatás, ami a folyadék axiális sebességének megváltoztatásával befolyásolja a folyadékfilm rétegvastagságát, tartózkodási idejét és a készülék különböző részeiben képződő pára menynyiségét. Azt találtuk, hogy a fenti célt elérjük, ha a kezelendő folyadékot szakaszonként változó axiális erővel terítjük szét a munkatér felületén, s célszerűen az elvezetés irányában növekvő axiális erőt alkalmazunk. A találmány szerinti berendezésnél a cserélhető keverőtestek oldható módon kapcsolódnak a rotortengelyhez szerelt agy(ak)hoz rögzített, tartósínnel/sínekkel ellátott tartókarokhoz, a keverőtestek síkja 0-130°-os szöget zár be a hengeres munkatér tengelyével, s célszerűen az így bezárt szög szakaszonként változó, továbbá a keverőtestek terelőbordái 0-90°os szöget zárnak be a keverőtestek szélével, s előnyösen íz így bezárt szög szintén szakaszonként változó. A találmány szerinti berendezésnél a keyerőtesteknek a munkatér geometriai tengelyével bezárt szöge változtatható, s előnyösen úgy állítjuk be, hogy szakaszonként változó legyen. Ez. a szög célszerűen az anyagelvezető csonk közelében maximális értékű. A keverőtestek egyszerű cseréjével a terelőbordák és a keverőtestek széle közötti szögeUis változtatni tudjuk. A fenti beállításokkal befolyásoljuk a találmány szerinti berendezésben a folyadékra gyakorolt axiális irányú erőhatást. Az axiális irányú erő és a gravitáció együttes hatásának kitett folyadék filmszerű állapotban halad át a munkatéren. A munkatér tengelye mentén változó nagy ságú axiális erőhatással módosíthatjuk a folyadék tartózkodási idejét, a folyadékfilm vastagságát, a filmrétegben a hőáramot és a végbemenő átalakulást (filmreaktor esetén). A találmány szerinti berendezést az ábrák segítségével mutatjuk be közelebbről. Az 1. ábra cserélhető és állítható keverőtestekkel ellátott rotort magábafoglaló, függőleges elrendezésű fill ibepárló metszete. A 2. ábrán a cserélhető és állítható keverőtestekkel ellátott rotortengely látható. A 3. ábra a cserélhető és állítható keverőtestekkel ellátott rotort magábafoglaló, függőleges elrendezésű filmbepárló egy előnyös kiviteli alakjának metszetét mutatja be. A 4. ábra cserélhető keverőelemsorokat szemléltet. Az 1. ábrán feltüntetett függőleges elrendezésű filmbepárló 1 munkatere hengeres, amelyet kívülről a 6 köpeny veszi körül. A 6 köpenyben hűtőközeget vagy fűtőközeget áramoltathatunk, amelyet a 7 hűtővagy fűtőközeg-bevezető csonkon keresztül engedünk be, és a 8 hűtő- vagy ffítőközeg-elvezető csonkon keresztül vezetünk ki. A hűtő- vagy fűtőközeg hőmérsékletének alkalmas megválasztásával beállíthatjuk az 1 munkatér kívánt hőmérsékletét. A bepárolní kívánt folyadék bevezetésére a 3 folyadékadagoló csonk, az elpárologtatott folyadéknak a 2 páratérből való elvezetésére az 5 páraelvezető csonk, s a bepárolt anyag eltávolítására a 4 anyagelvezető csonk szolgál. Az 1 munkatérben elhelyezkedő 13 rotortengely 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
