Вакуум-выпарной аппарат может входить в состав различных линий по производству фармацевтической продукции, а также для уваривания масс в различных отраслях промышленности. Выпарные аппараты предназначены для повышения концентрации вещества, находящегося в растворе, или частичного выделения его в твердом виде из пересыщенного раствора выпариванием растворителя.
Выпаривание-концентрирование растворов при кипении происходит за счет превращения в пар части растворителя. Образующийся при этом вторичный пар может быть использован как горячий теплоноситель в других аппаратах.
Наибольшее распространение получили выпарные аппараты с паровым обогревом, имеющие поверхность теплообмена, выполненную из труб. Выпарные аппараты такого типа состоят из двух основных частей: кипятильник (греющая камера), в котором расположена поверхность теплообмена и происходит выпаривание раствора и сепаратор – пространство, в котором вторичный пар отделяется от раствора. На рис. 1 представлено устройсто выпарного аппарата.
Рис. 1. Схема работы выпарного аппарата
Производительность выпарных аппаратов зависит от трех факторов:
1) величины поверхности нагрева;
2) разности температур между греющим паром и кипящей жидкостью;
3) общего коэффициента теплопередачи.
В ходе эксперимента были получены данные, отражающие зависимость между количеством раствора в %, уносимого из выпарного аппарата (признак X), и его производительностью в кг/час на 1 м3 парового пространства испарителя (признак Y):
|
X |
250 |
500 |
900 |
1200 |
1600 |
2000 |
|
Y |
0,052 |
0,232 |
0,754 |
1,332 |
2,512 |
4,052 |
Анализ диаграммы рассеяния позволяет предположить, что величины X и Y связаны квадратичной зависимостью:
.
Проводя все необходимые вычисления, приходим к уравнению параболической регрессии: y=0,00000144x2 – 0,000298x+0,0742. Построение на одном чертеже диаграммы опытных данных и полученной линии квадратичной зависимости дает представление о том, что найденная функция достаточно хорошо воспроизводит результаты эксперимента.
Рис. 2. Диаграмма рассеяния и выравнивающая данные линия регрессии