VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA BEPÁRLÁS Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA varga.i@neobee.net

Az oldószer elpárologtatása az oldat teljes térfogatában megy végbe. Bepárlásnak nevezzük azt a műveletet, amely során a gyakorlatilag nem illékony anyagok oldatait úgy töményítik, hogy az oldószer egy részét forralással elpárologtatják. Az oldószer elpárologtatása az oldat teljes térfogatában megy végbe. A bepárlást szilárd anyagok oldatainak (főként sók és bázisok vizes oldatainak), valamint magas forráspontú folyadékok oldatainak besűrítésére használják.

A bepárlás elve

Bepárlás alkalmával az oldattal hőt közölnek, aminek következtében az fokozatosan felmelegszik egészen a forrásponti hőmérsékletig. A forrásponti hőmérsékleten, amely az oldat feletti nyomás nagyságától függ, az oldatból oldószergőzök távoznak. Az oldatban az oldott anyag koncentrációja növekszik. A koncentrációnövekedés sűrűségnövekedéssel jár.

Ez utóbbi a gyakorlatban elterjedtebb. A bepárlandó oldat melegítése, azaz forralása, történhet közvetlen, vagy közvetett hőközléssel. Ez utóbbi a gyakorlatban elterjedtebb. Közvetlen hőközléskor a fűtőközeget (leginkább forró levegő, vagy megtisztított füstgáz) az oldatba, vagy az oldat fölé vezetik. Közvetett hőközléskor a melegítést hőátadó felületen keresztül valósítják meg. A hőforrás leginkább vízgőz, de lehet füstgáz is, illetve valamilyen folyékony hőhordozó.

A bepárlást befolyásoló tényezők Az oldatok melegítésekor a koncentráció növekedésével a forráspont is emelkedik. Fontos kihangsúlyozni a következőket: 1. Az oldat forráspontja eltér a tiszta oldószer forráspontjától; 2. Az oldat hidrosztatikai nyomása következtében az alsó rétegek forráspontja magasabb, mint a felső rétegek forráspontja. 3. A bepárlást nagymértékben befolyásolja az oldat viszkozitása is.

Bepárló berendezések A bepárló berendezések részei: 1. Bepárlókészülékek, 2. Segédberendezések (szivattyúk, hűtők stb.).

A bepárló berendezések csoportosítása A hőátadás módja szerint megkülönböztetünk: Közvetlen és Közvetett fűtésűeket. Az üzemmenet szerint lehetnek: - Szakaszos és - Folyamatos üzeműek.

A bepárlókészülékek száma szerint: Egytestes és Többtestes bepárlók. A bepárlókészülékben uralkodó nyomás nagysága szerint: Atmoszférikus nyomáson működők (nyitott bepárlók), Túlnyomás alatt működők (zárt bepárlók) és Vákuumban működők, szintén csak zárt készülékben valósítható meg.

A bepárlás műveletének legfontosabb készüléke a bepárlókészülék, amely három fő részből áll: 1. Oldattér, vagy egyszerűen létér, ahol a bepárlandó oldat tartózkodik a bepárlás befejeztéig, és ahonnan a bepárolt oldatot el lehet vezetni; 2. Páratér, ahol a másodlagos gőz gyűlik össze a bepárlás során, és ahonnan a keletkezett gőzt el lehet vezetni; 3. Fűtőtér (zárt bepárlóknál), ahol a fűtőtest (csőköteges hőcserélő) helyezkedik el. Kisebb bepárlóknál elektromos fűtőtestet is alkalmazhatnak.

A bepárlók leggyakrabban állóhengeres, alul kúpos, vagy félgömbfenekű készülékek. A bepárlókészülék rendszerint két- vagy háromrészesek, amelyek egymástól szétszerelhetők javítás, illetve tisztítás végett.

A bepárlókészülékek különböző szempontok szerint csoportosíthatók. E szempontok a következők: A fűtőtér kiképzése szerint megkülönböztetünk: Gőzköpenyes, Csőkígyós, Csöves és Csőköteges bepárlókészülékeket.

2. A fűtés módja szerint a készülék lehet: Belső fűtőterű, Külső fűtőterű és Filmrendszerű bepárló. 3. Az oldat keringetésének, cirkulációjának módja szerint: Természetes és Mesterséges cirkulációjú bepárlók.

Nyitott bepárló (duplikátor) 1 – Üst 2 – Gőzpalást 3 – Gőzbevezetés 4 – Kondenzvíz elvezetés 5,7 – Hőmérők 6 – Manométer 8 - Biztonsági szelep 9 – Nyílás a páratér légtelenítésére 8

Zárt bepárlókészülékek Függőleges csöves bepárló (Robert rendszerű bepárló) 1 – Bepárlótest; 2 – Fűtőtér; 3 – Forralócsövek: 4 – Központi ejtőcső; 5 – Szeparátortér; 6 – Cseppleválasztó; G1 – Fűtőgőz; G2 - Másodlagos gőz; O1 – Kiindulási oldat; O2 – Bepárolt oldat; K – Kondenzvíz.

Vízszintes, csöves fűtőterű bepárló 1 – Bepárlótest; 2 – Fűtőtér; 3 – Szeparátortér; G – Fűtőgőz; K – Kondenzátum.

A bepárlókészülék teljesítőképességére jellemző az egységnyi idő alatt elpárologtatott folyadékmennyiség. A bepárló nagy teljesítményű, ha nagy a: fűtőfelület és a folyadéktér hányadosa; hőmérsékletkülönbség a fűtőanyag és a bepárlandó oldat forráspontja között; hőátbocsátási tényező; folyadékfelszín, ahol kilépnek a gőzbuborékok.

Többtestes bepárlótelepek Ha a technológiai folyamatban folyamatosan nagy mennyiségű bepárlandó oldat keletkezik, a gazdaságosság végett több bepárlókészüléket kapcsolnak össze, azaz bepárlótelepet alakítanak ki, és ebben végzik a műveletet. A bepárlótelepben 1 kg víz elpárologtatásához a telep készülékeinek számával arányosan kevesebb fűtőgőzre van szükség.

Fűtőgőz mennyisége [kg] A bepárlótestek száma Fűtőgőz mennyisége [kg] elméleti Fűtőgőz mennyisége [kg] valódi 1 1,0 1,1 2 0,5 0,57 3 0,33 0,4 4 0,25 0,3 5 0,2 0,27

- Ellenáramú bepárlótelepet. Az elsődleges gőzfogyasztás-csökkenése azzal magyarázható, hogy azt csak az első készülékbe vezetik. A többi készüléket az előzőben keletkezett másodlagos gőzzel fűtik. Az utolsó készülékből távozó gőzt a kondenzátorba vezetik, vagy a bepárlandó frissoldat előmelegítésére használják fel. Attól függően, hogy a telepen belül milyen irányú a fűtőgőz és az oldat egyik bepárlóból a másikba való áramlási viszonya, megkülönböztetünk: - Egyenáramú és - Ellenáramú bepárlótelepet.

Egyenáramú bepárlótelep

Ellenáramú bepárlótelep