Ukuvavanje
Ukuvavanje je toplotna operacija pri kojoj se povećava koncentracija rastvorka nekog rastvora, isparavanjem dela rastvarača na temperaturi ključanja rastvora.[1]
Cilj ukuvavanja je dobijanje rastvora veće koncentracije. Ukuvavanjem se rastvor koncentriše. Povećanje koncentracije prati povećanje gustine, a i temperature ključanja. Temperatura ključanja rastvora zavisi od pritiska sredine iznad površine rastvora. Ako raste pritisak, dolazi do porasta i temperature ključanja i obrnuto, smanjenjem pritiska smanjuje se i temperatura ključanja.
Industrijska primena уреди
U industriji ukuvavanje se izvodi u ukuvačima. Ukuvači su aparati koji svojom konstrukcijom omogućavaju:
- Smeštaj određene količine rastvora;
- Zagrevanje rastvora u toku operacije;
- Sakupljanje i odvođenje nastale pare rastvarača (sekundarna para).
Ukuvavanje može da se izvodi:
- A. U otvorenim i zatvorenim ukuvačima.
- B. Pod atmosferskim pritiskom, natpritisku i pod određenim vakuumom.
- C. Kontinualno i diskontinualno (sa prekidima).
- D. Direktnim zagrevanjem rastvora i indirektnim zagrevanjem (češći slučaj).
- E. U jednom aparatu ili u više aparata (bateriji ukuvača).
Zagrevanje rastvora u ukuvaču do temperature ključanja i u toku ukuvavanja može da se izvodi:
- a. Električnim grejačima (samo kod manjih ukuvača- u industrijskoj praksi se ređe koristi);
- b. Vrelim gasovima (očišćeni dimni gasovi) direktno ili indirektno;
- c. Primarnom vodenom parom (para iz parnog kotla) i
- d. Sekundarnom parom (para rastvarača).
U industrijskoj praksi se ređe koristi direktno zagrevanje rastvora, jer grejni fluid (dimni gasovi, vreo vazduh) uglavnom štetno utiče na kvalitet rastvora (posebno u prehrambenoj industriji). Te se zagrevanje vrši indirektno preko grejne površine koja razdvaja rastvor od grejnog fluida – vodene pare.
Grejni fluid treba da ima veću temperaturu od temperature ključanja rastvora. Prenošenja toplote se vrši se prema mehanizamu prelaza toplote. Protok toplote je usmeren iz grejnog fluida u rastvor.
Pri ukuvavanju treba težiti da:
- Koeficijent prelaza toplote (k) bude što veći. Što se postiže turbulentnim i protivsmernim strujanjem rastvora i grejnog fluida za vreme ukuvavanja.
- Razlika temperature (Δt) bude optimalna za date uslove.
- Toplotni otpori budu što je moguće manji.
Ukuvači уреди
Prema konstrukciji ukuvači se dele na:
- Otvorene i
- Zatvorene.
Zatvoreni ukuvači se mogu podeliti na:
- Ukuvače sa vertikalnim grejnim cevima;
- Ukuvače sa horizontalnim grejnim cevima;
- Ukuvače sa dugim grejnim cevima;
- Ukuvače sa kosim grejnim cevima.
Reference уреди
- ^ Towler Gavin, Sinnott Ray (2008). Chemical engineering design: principles, practice and economics of plant and process design. United States: Elsevier. ISBN 978-0-7506-8423-1.
Literatura уреди
- Towler Gavin, Sinnott Ray (2008). Chemical engineering design: principles, practice and economics of plant and process design. United States: Elsevier. ISBN 978-0-7506-8423-1.