О компании

Руководство по ремонту и обслуживанию промышленных вакуумных насосов

Профилактическое обслуживание и ремонт

Команда ИП Шумиловский А.В. подготовила полезное руководство, которое поможет вам понять, когда придет время для профилактического обслуживания вашего вакуумного насоса. Не выбрасывайте неисправный вакуумный насос! Это руководство поможет вам определить, когда вам следует отремонтировать вакуумный насос. Когда придет время, отдайте его на обслуживание в сервисный отдел ИП Шумиловский А.В!

Профилактическое обслуживание

Профилактическое обслуживание вашего вакуумного насоса — это процесс проведения регулярных настроек и обслуживания вашего вакуумного оборудования для поддержания его оптимальной работы.

Профилактическое обслуживание вакуумных насосов может включать в себя:

• Замена масла
• Тестирование на герметичность
• Замена и очистка фильтров
• и многое другое!

Эти профилактические меры помогают поддерживать исправную работу вашего вакуумного оборудования и избавляют вас от дорогостоящего ремонта в будущем и простоев производства. Забота о вашем оборудовании способствует его долговечности, а также предотвращает его катастрофический отказ.

Меньше незапланированных простоев

Профилактическое обслуживание может выявить будущую проблему с ремонтом вашего вакуумного насоса, чтобы вы могли решить проблему до того, как неожиданный сбой приведет к незапланированному простою. Заблаговременное выявление проблем обслуживания позволяет вам планировать время, в течение которого ваше вакуумное оборудование будет находиться на обслуживании, чтобы вы могли составить график с учетом простоя.

Поддержание производительности вакуумного насоса

Защитите эффективность и надежность вашего вакуумного насоса.

С профилактическим обслуживанием и регулярными настройками ваш насос должен работать надежнее и эффективнее. Регулярное обслуживание позволяет вашим машинам работать с характеристиками, с которыми вы начинали их эксплуатацию в самом начале. Без профилактического обслуживания вашему вакуумному оборудованию потребуется больше времени, чтобы достичь тех же уровней давления, которых оно достигало раньше легко и быстро.

Менее дорогостоящий ремонт

Регулярная замена изношенных деталей снижает вероятность катастрофического отказа.

Когда ваш вакуумный насос работает уже некоторое время, детали обычно изнашиваются и требуют замены. Замена деталей до поломки предотвратит полную поломку компонентов и более сложный ремонт.

Ремонт

Как узнать, когда пора ремонтировать вакуумный насос. Ремонт отличается от профилактического обслуживания, поскольку без профилактического обслуживания оборудование нуждается в ремонте намного быстрее и чаще, так как что-то уже сломалось и выходит из строя внутри машины. Вот несколько факторов, которые могут указывать на необходимость ремонта вашего вакуумного насоса.

Отсутствие производительности

• Если ваш вакуумный насос не достигает максимальных значений давления или времени откачки, которых он достигал ранее
• Если насос вообще не откачивает объем или делает это слишком долго
• Если давление высокое по сравнению с техническими характеристиками вакуумного насоса

Если у вашего насоса есть какие-либо признаки неэффективной работы, это может означать, что его необходимо отремонтировать.

Утечки масла

Если вы заметили утечку масла из вакуумного насоса, это может указывать на износ уплотнений в вашей системе, которые необходимо заменить или отремонтировать.

Утечки вакуума в насосе

Утечка вакуума — это отверстие в системе, через которое газ может поступать или выходить из насоса. Ослабленные уплотнения и уплотнительные кольца могут стать причиной утечек в вашей системе.

Стук

Стук, щелчки, шипение, а также неопознанные и необычные шумы могут указывать на то, что вашему оборудованию необходим ремонт.

Избыточная вибрация

Если при работе вакуумного насоса ощущается сильная вибрация, это может указывать на необходимость ремонта какой-либо детали оборудования.

Насос не вращается

Если вакуумный насос не вращается, это может быть связано либо с неисправным двигателем, либо с неправильно подобранным типоразмером насоса.

Полное отсутствие обслуживания

Если с момента использования вакуумный насос ни разу не проходил профилактическое обслуживание, пришло время его ремонтировать.

Инвестируйте в свое вакуумное насосное оборудование!

Запланируйте регулярное профилактическое обслуживание до того, как вам понадобится ремонт

Крайне важно регулярно проводить техническое обслуживание, чтобы ваша проблема не превратилась в дорогостоящий и несвоевременный ремонт. ИП Шумиловский А.В. имеет многолетний опыт и обученных на заводе техников с необходимыми знаниями для ремонта вашего вакуумного оборудования.

Компания ИП Шумиловский А.В. выполняет мелкий и крупный ремонт, включая замену уплотнений/прокладок,  замену масла, замену уловителя масляного тумана, чистку, покраску, вакуумные испытания и испытания на целостность для всех марок и моделей сухих и маслоуплотняемых вакуумных насосов.

Барокамера. Роберт Гук.

Роберт Гук (1635-1703), помощник исследователя Роберта Бойля (1627-1691), изобрел первый функциональный британский воздушный насос. Применив его в научных исследованиях, Гук управлял первой в мире гипобарической камерой/ барокамерой в 1671 году, используя ее для самоэкспериментов. Он записал первые физиологические наблюдения в искусственной среде, эквивалентной высоте до 2400 м. Хотя эксперимент Гука показал некоторые методологические недостатки, его творческие экспериментальные методы были замечательны для своего времени и свидетельствовали о живой интеллектуальной атмосфере Королевского общества и значительном вкладе Гука, который был его членом. Прошло два столетия, прежде чем французский физиолог Поль Берт (1830-1886) провел свои знаменитые лабораторные исследования физиологии высокогорья. Берт сыграл решающую роль в открытии причин декомпрессионной болезни; вклад, который Гук не мог сделать из-за технических недостатков 17-го века.

История постижения вакуума и «страха пустого пространства»

Ничто не является столь невообразимым, как небытие. Даже древнегреческие философы позволяли своим мыслям блуждать в пространстве между материей. Левкипп и его ученик Демокрит (оба жили на рубеже V и IV веков до н. э.) верят, что мир состоит из атомов, которые движутся в пустом пространстве. Они не могли доказать свою теорию, и она отверглась Аристотелем менее чем через 100 лет. Аристотель убежден, что природа ненавидит абсолютную пустоту и что вселенная заполнена вечной субстанцией, называемой эфиром. Его постулат позже становится известен под латинским термином «horror vacui» — страх перед пустым пространством — и остается распространенным до XVII века. В Средние века и эпоху Возрождения Аристотель считается неприкосновенным авторитетом. 

Первый искусственный вакуум. Пустота в пустоте. Первый вакуумный насос.

«Ужас вакуума» начинает опровергаться только тогда, когда его опровергают видимые доказательства. В 1643 году Эванджелиста Торричелли, ученик Галилео Галилея, создает первый искусственный вакуум, который он использует в своем изобретении ртутного барометра. Он заполняет стеклянную трубку (с одним запаянным концом) ртутью, а затем погружает ее в емкость с жидким металлом. На верхнем конце трубки образуется пустое пространство, размер которого меняется в зависимости от давления воздуха, что заставляет Торричелли предположить, что это должна быть пустота. Блез Паскаль пытается доказать эту гипотезу своим экспериментом «пустота в пустоте», в ходе которого он помещает барометр на вершину горы, на дно долины и на собор. Но самый впечатляющий вакуумный эксперимент проводит Отто фон Герике, изобретатель воздушного насоса или вакуумного насоса. В 1654 году он откачивает воздух из пары соединенных металлических полусфер и прикрепляет к каждому концу группу лошадей. Внешнее давление воздуха, действующее на полушария, настолько велико, что даже 30 животных не смогут их разъединить.

Поиск абсолютного ничто продолжается.

Философская и физическая загадка о том, что представляет собой «ничто», остается без ответа и сегодня. Даже космическое пространство не пусто и фактически заполнено разреженным водородным газом. Поиск абсолютного ничто продолжается. Вакуум используется в технических приложениях с начала 20-го века. По определению, вакуум создается в герметичном обьеме, когда давление внутри этого обьема ниже давления снаружи или составляет менее 300 мбар — самого низкого атмосферного давления на поверхности Земли. Использование вакуума в технике проложило путь для таких изобретений, как лампочка.

Одним из методов создания вакуума является использование компрессионного насоса для удаления молекул из герметичного обьема и, таким образом, снижения давления внутри. Прошло совсем немного времени, прежде чем химическая, медицинская, фармацевтическая и пищевая промышленность начали больше работать с вакуумом. Более строгие требования предъявляются к технологии всякий раз, когда вакуумные насосы должны контактировать с чувствительными образцами или агрессивными газами. В начале 1960-х годов инженер из Фрайбурга придумал идею использования мембранных вакуумных насосов, которые были бы полностью непроницаемыми и безмасляными. Но это уже другая история...

Вакуум в полупроводниковой промышленности

Полупроводниковая промышленность — это бьющееся сердце современной технологической революции.

От микрочипов в наших смартфонах до процессоров в суперкомпьютерах, полупроводники лежат в основе практически всего электронного оборудования.

В последние годы инновации в области вакуумной технологии позволили отрасли достичь новых высот в плане миниатюризации и энергоэффективности.

Возможно, не все знают, что производство полупроводников требует чрезвычайно чистых и контролируемых сред, где даже одна частица пыли может вызвать значительные дефекты. Таким образом, здесь вакуумная технология создает идеальные условия для обработки и травления материалов.

Такие процессы, как химическое осаждение из паровой фазы и физическое осаждение из паровой фазы, например, используют вакуум для нанесения очень тонких слоев материалов на кремниевые пластины.

Экстремальная ультрафиолетовая литография также использует вакуум и очень коротковолновый свет для травления подробных рисунков на кремниевых пластинах во время производства чипов с нанометрическими характеристиками. В этом случае вакуум служит, среди прочего, для уменьшения поглощения света.

Благодаря вакууму производители полупроводников могут создавать чипы с транзисторами все меньшего размера, увеличивая вычислительную мощность и снижая потребление энергии.

Кроме того, вакуумные присоски являются идеальным решением для обработки чипов и других компьютерных компонентов, поскольку они не повреждают поверхности и не оставляют нежелательных пятен.

Возможность экономии энергии за счет оптимизации вакуумной системы.

Вакуумные системы обладают огромным потенциалом для экономии энергии — более 50% всех  машин для изготовления бумаги страдают от низкой эффективности работы своих вакуумных систем. Требуемые модификации часто относительно невелики по сравнению с полученной экономией, а срок окупаемости короткий. Большинство вакуумных систем не рассчитаны на работу в текущих условиях эксплуатации — они сильно завышены по размерам и потребляют слишком много энергии. Повышенный спрос на переработанное волокно оказывает сильное влияние на качество волокна и, следовательно, представляет собой проблему для требований к производительности вакуумных систем. Во многих вакуумных системах также используются неэффективные вакуумные насосы. Наша услуга по оптимизации вакуумных систем выявляет эти неэффективности и представляет план по повышению эффективности вакуума или замене существующего оборудования.

Более высокая эффективность, меньшее потребление энергии.

Оптимизация вакуумной системы — это комплексное решение для выявления и реализации значительной экономии энергии в вакуумных системах. Основной причиной потерь эффективности в вакуумной системе  машины для производства бумаги является контроль уровня вакуума, поскольку потери эффективности могут быть высокими, когда производительность вакуумного насоса не соответствует требованиям машины для производства бумаги. В этих случаях необходимо обновить логику управления вакуумом. В обычной системе жидкостно-кольцевого вакуумного насоса вакуум контролируется с помощью отводимого воздуха, но аналогичные потери могут также возникать в системах воздуходувок, когда поток воздуха от машины для производства бумаги сильно варьируется.

Индивидуальное исследование на месте и предварительное проектирование

Исследование энергоэффективности вакуумной системы начинается либо с скрининга, либо с более тщательного исследования на месте. Исследование на месте используется для создания двунаправленного плана действий, причем оба направления используют функциональный подход к оптимизации потребления энергии.

Быстрые результаты могут быть получены с относительно небольшими изменениями, такими как оптимизация соединений трубопроводов и рабочих параметров, а также установка новых перфорированных крышек. Также представлен более обширный подход, который взвешивает затраты и выгоды долгосрочных инвестиций. Как только определяется необходимость дальнейших действий, инициируются необходимые инженерные шаги.

Оптимизация вакуумной системы для экономии энергии

Модернизация вакуумной системы обычно выполняется в два этапа. Первый этап включает в себя модификацию вакуумных регуляторов и соединений вакуумного насоса. Второй этап, включающий новые приводы с переменной скоростью, происходит позже, поскольку работа вакуумной системы должна наблюдаться в течение как минимум многих производственных циклов, чтобы оценить, какой дополнительный потенциал экономии энергии существует. В качестве альтернативы, второй этап может использовать технологию воздуходувки для замены водокольцевых насосов.

Вакуумная концентрация вкуса в пищевом производстве: в кондитерской, кулинарной промышленности, да и просто, у вас на кухне.

Чем ниже, тем лучше.

Концентрация вкуса — одна из самых основных и важных задач в кулинарии, кондитерском производстве. С технической точки зрения концентрация обычно означает испарение растворителя с оставлением как можно большего количества ароматных молекул. На кухне растворителем обычно является вода, но иногда — спирт. Редко бывает что-то еще; хотя жиры и масла являются съедобными растворителями, вы создадите впечатляющий пожар, если попытаетесь их испарить.

Чтобы выполнить работу за разумное время, необходимо поднять температуру растворителя почти до точки кипения. Недостатком этого является то, что вода закипает при температуре около 100 °C / 212 °F (точная температура меняется в зависимости от высоты и погодных условий), что часто достаточно горячо, чтобы кардинально изменить многие вкусы, которые вы пытаетесь сконцентрировать. Иногда эти изменения — именно то, что вам нужно: например, томление мясного бульона в течение нескольких часов играет решающую роль в создании насыщенного вкуса традиционного. Но во многих случаях новые вкусы не такие уж и вкусные. Как правило, продукты, которые люди обычно едят сырыми, скорее всего, пострадают от высоких температур, которые требуются для редукции. Например, когда вы концентрируете апельсиновый сок, вы теряете его яркость, и в итоге он становится похожим на  ... ну.

Оказывается, есть альтернативный способ сконцентрировать эти тонкие виды вкусов, не испортив их. Повышение давления повышает точку кипения воды (как это происходит в скороварке), и наоборот, понижение давления понижает точку кипения воды. Таким образом, чем ниже давление (чем сильнее вакуум), тем ниже точка кипения. Фактически, вполне возможно снизить давление настолько, что ледяная вода закипит. 

Говоря о вакууме, удобно и наглядно количественно измерять давление в единицах миллибар (мбар). На уровне моря стандартное атмосферное давление составляет 1013,25 мбар, а точка кипения воды — 100 °C / 212 °F. Совершите поездку в Денвер, город на высоте 1600 м, и давление упадет до 805 мбар, а вода закипит при 93,7 °C / 200,7 °F. Это не слишком большая разница, но установка вакуумной концентрации может снизить давление вокруг вашей кастрюли с жидкостью до 55 мбар, что достаточно для того, чтобы она закипела при идеально приятной комнатной температуре 20 °C / 68 °F. Эта умеренная температура не разрушит никакие нежные и свежепахнущие ароматические соединения.

И больше этих соединений останется в пище, а не будет выброшено в воздух, как это происходит при традиционном упаривании на плите. Теперь верно, что понижение точки кипения воды также снижает точку кипения других летучих молекул, поэтому даже вакуумное упаривание действительно выбрасывает некоторые из этих ароматов (которые делают кухню такой приятной). Но больше из них останется там, где вы хотите, чтобы они были, — придавая вкус еде, — чем если бы вы просто увеличили огонь, чтобы испарить жидкость.

Легко представить себе всевозможные блюда, которые выигрывают от концентрированных при низких температурах вкусов. Мы вакуумируем яблочный сок, чтобы сохранить его свежий, терпкий вкус, а также его яркий зеленый вид. Вакуумированные соусы на основе вина также интересны, потому что вы можете выпарить и этанол, и воду при очень умеренных температурах. Лично мне нравится использовать простую установку, которая есть у меня дома, для приготовления коктейлей с вакуумно-концентрированными настоями и настойками.

Результаты всегда сильно отличаются от всего, что вы пробовали раньше. На самом деле, немного сложно описать эти вкусы, потому что мало кто пробовал что-то подобное раньше. До сих пор никто не придумал простой способ вакуумной концентрации на кухне.

Ротоционный вакуумный испаритель.

Выше мы разобрали, как вакуумная концентрация может конденсировать аромат значительно ниже точки кипения воды, тем самым оставляя ароматические соединения нетронутыми. Некоторые шеф-повара-модернисты делают это с помощью роторного испарителя, или сокращенно ротавапа. Единственная проблема в том, что полноразмерная версия — это исследовательское оборудование стоимостью около 4 млн руб. Даже маленький стоит более 500 тыс руб. Они хрупкие, а сменные детали недешевы; они могут протекать как минимум в дюжине разных мест, требуя времени на то, чтобы повозиться и найти утечку. Они предназначены для лабораторий, а не для кухонь.

Это не значит, что ротационные вакуумные испарители бесполезны для поваров. Это один из немногих способов извлечения дистиллята при температурах ниже точки кипения воды. Но если вам нужен только концентрат, а не дистиллят, есть гораздо более простой способ собрать вакуумную концентрирующую систему. Мы размеремся, как это сделать.

Для создания вакуумно-концентрирующей системы вам понадобится несколько вещей:

1. Во-первых, вам нужен вакуумный насос, который может перекачивать много газов, паров. Многие дешевые вакуумные насосы используют масло, но если вы пропустите водяной пар через это масло, он эмульгируется, повредит насос. Обязательно приобретите рециркуляционный насос для аспирации воды емкостью около 10 литров. Он выглядит как охладитель пива, но внутри находится насос, который циркулирует воду. Когда вода течет через маленькое отверстие в сопле, она создает эффект Вентури, создавая вакуум. Поскольку они продаются лабораториям (которые менее чувствительны к цене), новые могут стоить более 100 тыс руб. Если вы склонны к механике, вы можете отправиться в любой крупный хозяйственный магазин и купить все необходимое для сборки своего собственного. Однако, если вы поищете на АлиЭкспресс рециркуляционные насосы для аспирации, вы найдете много таких по гораздо более низкой цене, чем тот, на который ссылались выше.

Ваш насос должен быть способен вытягивать 5-40 мбар  в зависимости от температуры воды. Чем холоднее вода, тем сильнее будет вакуум. Чтобы поддерживать низкую температуру, держите лед плавающим в водяной бане, пока она циркулирует.

Аспирационная насадка, которая имеет небольшой боковой отвод, который вы можете прикрутить к крану, является еще более дешевой альтернативой. Сила вакуума будет зависеть от того, насколько быстро течет водопроводная вода, а также от температуры воды. Недостатком этих устройств является то, что вы выбрасываете десятки литров воды. Если вы много вакууммируете-концентрируете, рециркуляционный насос, вероятно, имеет смысл с финансовой точки зрения, но если вы просто хотите попробовать, вам следует выбрать аспиратор для крана, потому что вы сэкономите несколько тысяч кублей.

2. Следующее, что вам нужно, это термос , иногда называемый колбой Эрленмейера с боковым рукавом. Они бывают самых разных размеров, от нескольких сотен миллилитров (примерно одна чашка) до десятков литров и более. Для домашнего использования оптимальным является объем 2-5 литров .

3. Вам также понадобится резиновая вакуумная трубка. Для большинства колб требуется шланг с внутренним диаметром 8 мм. Вы можете найти его в продаже на метры в магазине автозапчастей или в Интернете.

4. Для вашей емкости понадобится пробка соответствующего размера, которая продается отдельно. Например, для 2-литровой емкости подойдет пробка номер 9 .

5. Вам понадобится магнитная мешалка с тефлоновым покрытием. Она будет работать вместе с магнитным винтом-лопастью и должна быть длиной около 50 мм.

6. Для магнитной мешалки вам понадобится магнитная перемешивающая плита с подогревом, около 150 кв. мм. Опять же, поскольку это лабораторное оборудование, оно дороже, чем вы могли бы предположить. К счастью,  Али просто переполнен ими. Цифровые стоят дороже, но аналоговые тоже неплохи.

Этот удобный гаджет не только нагревает пластину, но и создает переменное магнитное поле, которое заставляет вращаться мешалку внутри стеклянной колбы. Когда она достаточно быстро вращается, мешалка создает вихрь, который расширяет площадь поверхности жидкости и, таким образом, увеличивает скорость испарения. Вихрь также способствует образованию пузырьков. Когда жидкость находится в гладкой стеклянной колбе, она имеет тенденцию к довольно бурному кипению, потому что на ней мало мест, на которых могут образовываться пузырьки. В таких ситуациях температура жидкости может фактически стать перегретой, поднявшись на пару градусов выше точки кипения. Вы могли видеть это явление, если когда-либо нагревали кружку с водой в микроволновке и замечали, что она почти не пузырилась, пока вы не бросили в нее ложку, и в этот момент жидкость внезапно закипела вся сразу. Когда перегрев происходит внутри закупоренной колбы, огромный пузырь может вырваться на поверхность так бурно, что это может фактически заставить колбу спрыгнуть с пластины и разбиться. Перемешивание жидкости приводит к образованию маленьких пузырьков, которые служат центрами образования пузырьков, благодаря чему жидкость кипит равномерно и более безопасно.

Основная идея здесь заключается в том, что жидкость в колбе никогда не может быть горячее, чем ее точка кипения, которая определяется силой вакуума. Это как кипение воды на газовой горелке, потому что в то время как горящий газ под ней имеет температуру в тысячи градусов, вода в кастрюле не выше 100 °C . Увеличение нагрева заставит ее кипеть быстрее, но это не сделает ее кипение более горячим, поэтому ваши вкусовые соединения останутся нетронутыми. Вам нужно, чтобы было достаточно горячо, чтобы вода закипела быстрее, чтобы процесс был выполнен. Если вы будете слишком быстро испарять воду, насос не сможет справиться, и давление начнет расти, поэтому температура немного поднимется. Мы, как правило, устанавливаем горячую плиту примерно на 205 °C. Если вода в насосе достаточно холодная, она закипит при 26 °C, это недостаточно тепло, чтобы изменить слегка ароматизированные жидкости, такие как цитрусовый сок.

Испарение в вакууме. Вакуумное выпаривание.

Концепция вакуумного испарения, вакуумного выпаривания.

Вакуумное испарение или вакуумное выпаривание — это метод, который характеризуется преобразованием жидких отходов в два потока: один из высококачественной воды и другой, содержащий концентрированные отходы. Полученная вода достаточно высокого качества для повторного использования, тогда как отходы могут быть сконцентрированы, даже достигая почти полной сухости. Расходы на утилизацию отходов значительно снижаются при концентрации отходов до такой степени.

Эта технология представляет собой крупный прорыв в очистке жидких сточных вод, поскольку она позволяет очищать сточные воды, которые невозможно эффективно очистить с помощью физико-химических или биологических методов, чистым, эффективным, безопасным и компактным способом. Вакуумное испарение приводит к резкому сокращению объема жидких отходов (что приводит к экономии на утилизации отходов), концентрации едких или образующих накипь отходов, повторному использованию восстановленной воды и внедрению системы нулевого сброса жидкости, среди многих других преимуществ.

Выпаривание — это единичная операция, которая заключается в концентрировании раствора путем удаления растворителя методом кипячения. В этом случае она выполняется при давлении ниже атмосферного. Таким образом, температура кипения намного ниже, чем при атмосферном давлении, что приводит к значительной экономии энергии.

Необходимое оборудование компактно, практично и оснащено инструментами, что означает простоту оперативного мониторинга и позволяет обрабатывать потоки сточных вод до 20 м3/ч в одном испарителе. Следует также отметить, что поскольку сточные воды не нужно нагревать до высоких температур, поскольку вода кипит при 35-40°C (в зависимости от рабочего давления) при работе в условиях вакуума, энергетические потребности испарителя не обязательно должны быть высококачественными источниками, а избыточная энергия от других процессов будет использоваться в большинстве случаев.

После процесса испарения достигается очень высокий процент дистиллированной воды (не менее 95%) и очень низкий уровень отбраковки (не более 5%), требующей утилизации. Этот уровень отбраковки настолько низок из-за высокой концентрации остатков, достигаемой в процессе, и в зависимости от состава сточных вод промышленные вакуумные испарители могут быть подходящими для извлечения сырья, разбавленного в воде, которое может быть продано или использовано повторно.

Подводя итог, можно сказать, что выпаривание — это новая, эффективная и конкурентоспособная технология, которая обеспечивает очень хорошие результаты в отношении очистки тех стоков, которые сложно очистить с помощью других методов. Эта технология часто позволяет реализовать политику нулевых отходов со всеми ее изначально положительными экологическими последствиями. Кроме того, в результате меньшего количества образующихся отходов и производства высококачественного потока воды первоначальные инвестиции окупаются относительно быстро. Более того, это происходит еще быстрее, если можно использовать избыточную энергию из другого процесса.

Температура кипения уменьшается с понижением атмосферного давления.
Это принцип работы вакуумных испарителей.

Факторы, влияющие на процесс испарения,вакуумного выпаривания.

Испарение — это процесс, контролируемый скоростью теплопередачи, а скорость испарения зависит от следующих факторов:

1. Разница температур между теплоносителем и испаряемой жидкостью.

Температура кипения испаряемой жидкости увеличивается по мере ее концентрации. Однако, поскольку процесс проводится в вакууме, разница температур между нагревающим агентом и испаряемой жидкостью больше, чем температура кипения, если смесь намного ниже, чем при атмосферном давлении. Более высокая разница температур приводит к более высокой скорости испарения.

2. Зона обмена

Эффективная площадь обмена зависит от геометрии оборудования и явлений, присущих концентрации раствора, таких как осаждение твердых веществ или образование корки на поверхности обмена. Большие площади приводят к более высокой теплообменной способности и более высокой скорости испарения.

3. Общий коэффициент теплопередачи (U)

Этот коэффициент зависит от физических свойств рассматриваемых жидкостей (теплоносителя и испаряемой жидкости), материалов стенок, на которых происходит теплообмен, конструкции и геометрии оборудования, а также параметров потока (скорости циркуляции жидкости и т. д.). Более высокие значения этого коэффициента означают большую легкость теплообмена в оборудовании.

4. Свойства испаряемой жидкости

Вязкость, возможность образования пены, способность подвергаться коррозии и т. д. оказывают практическое влияние на скорость теплопередачи.

Ключевым параметром при проектировании испарителя является площадь обмена, необходимая для испарения. При расчете этой площади необходимо учитывать как массовый, так и энергетический баланс. Таким образом, для испарителя, в который подается поток F и отводятся два потока (концентрат S и дистиллят E),  

Необходимо учитывать следующие балансы масс:

Общий баланс масс :
F = E + S
V = C
Баланс масс для растворенного вещества :
F xF = S xS
И следующие энергетические балансы :
V HV + F hF = C hC + E HE + S hS
Q = V HV – C hC = V (HV – hC) = UA >T

где Q — тепловой поток, передаваемый через поверхность нагрева испарителя, U — общий коэффициент теплопередачи, A — площадь, необходимая для испарения, а >T — разность температур между теплоносителем и испаряемой жидкостью.

Основные области применения вакуумных испарителей.

Еще одним фактором, который следует упомянуть в отношении вакуумных испарителей, является их универсальность и большое количество ситуаций, в которых их можно применять (при условии, что результаты оправдывают необходимые инвестиции в их установку, поскольку это не самая дешевая технология).

Благодаря этому отрасли, которым приходится обрабатывать средние или большие потоки, могут получить значительную экономию, поскольку объем остатков, которые им приходится отправлять на обработку, значительно сокращается. Эта технология также очень подходит для производства высококачественной воды, которая требуется многочисленным отраслям для включения в их производственные процессы.

Вакуумные испарители являются конкурентоспособным и эффективным решением для очистки сточных вод, для которых приемлемые результаты не могут быть достигнуты с использованием более традиционных методов (физико-химической и биологической очистки). Это обычно происходит, когда сточные воды содержат:

• очень высокая концентрация солей, 
• небиоразлагаемые соединения,
• вещества, токсичные для микроорганизмов
• металлы
• и т. д.

Такие сточные воды производятся промышленными предприятиями общего назначения:

• продувка котла,
• стоки регенерации ионообменной смолы,
• процессы отбраковки обратного осмоса,
• шламы очистки технологических вод,
• продувки градирен и т.д.,

а также специфические стоки от:

• пищевая промышленность (обработка рассола),
• гальваническая промышленность (отработанные ванны, промывочные и поверхностно-обрабатывающие воды),
• химическая, фармацевтическая и косметическая промышленность (воды для промывки резервуаров и реакторов и т. д.),
• лакокрасочная промышленность (мойка реакторов),
• автомобильная и металлургическая промышленность (масляные эмульсии, обезжириватели, смазочно-охлаждающие жидкости, проникающие жидкости),
• полиграфическая промышленность (обработка и концентрирование чернил, промывка валиков),
• компании по управлению отходами (фильтраты свалок, воды с высокой проводимостью и т. д.),
• больничные отходы и т.д.
• Помимо использования при очистке сточных вод, выпаривание также широко применяется в пищевой промышленности для концентрирования многих видов термочувствительных веществ (для концентрирования фруктовых соков, производства сгущенного молока, удаления спирта для получения безалкогольного пива и т. д.).

Типы вакуумных испарителей. Вакуум выпарные установки, конструкции.

Одним из факторов, который приводит к важным эксплуатационным различиям между различными вакуумными испарителями, является тип технологии, используемой для нагревания выпариваемого сточного потока, аспект, который также влияет на эксплуатационные расходы. Таким образом, мы можем найти:

А. Тепловые насосы как основа вакуумного испарителя

Работа этой системы основана на холодильном цикле газа, содержащегося в замкнутом контуре. Холодильный газ сжимается компрессором, в результате чего его температура и давление повышаются. Затем он циркулирует через теплообменник самого испарителя, нагревая сырье. Поскольку система работает под вакуумом, температура кипения составляет около 40 ºC. Холодильная жидкость покидает теплообменник испарителя, декомпрессируется и охлаждается с помощью расширительного клапана. Проход через второй теплообменник (конденсатор) заставляет пар, образующийся в испарителе, конденсироваться, а его температура непосредственно перед повторным прохождением через компрессор снижена, таким образом, повторяя цикл. Та же самая холодильная жидкость позволяет испарять сырье и конденсировать образующийся пар, поэтому система не требует никакого другого источника нагрева или охлаждения. Это означает, что процесс является весьма выгодным с экономической и управленческой точки зрения.
Это идеальная технология для обработки не очень больших потоков едких, образующих накипь или вязких жидкостей. Ее работа обычно требует потребления энергии в размере 130-170 кВт·ч на кубический метр дистиллята.

Б. Вакуумные испарители с механической рекомпрессией пара

Эта технология основана на рекуперации тепла конденсации дистиллята в качестве источника тепла для испарения сырья. Для этого температура пара, образующегося при испарении, повышается путем механического сжатия. Проходя через теплообменник самого испарителя, этот сжатый, а значит, перегретый пар оказывает два эффекта: (1) нагревает испаряемую жидкость и (2) конденсируется, тем самым снижая потребность в охлаждающей жидкости.

Это очень эффективная и конкурентоспособная система испарения с энергопотреблением около 50-60 кВтч на кубический метр получаемого дистиллята.

C. Многокорпусные вакуумные испарители (МВИ)

Эта технология включает в себя ряд взаимно соединенных испарителей, в которых вакуум постепенно увеличивается от первого к последнему. Это означает, что, в принципе, температура кипения уменьшается, что позволяет использовать пар, образующийся в испарителе (или процессе), в качестве нагревательной жидкости в следующем процессе.

Его главное преимущество по сравнению с одним испарителем — экономия как нагревающей, так и охлаждающей жидкости. Это один из наиболее экономически конкурентоспособных вариантов для обработки больших потоков. В этих баках вода распределяется тонкими слоями, чтобы облегчить испарение для снижения давления.

Явление постепенного снижения давления позволяет питательной воде непрерывно подвергаться процессам сжижения и испарения без необходимости использования системы подогрева.

Эти процессы происходят при температуре около 70°.

D. Многоступенчатая флэш-дистилляция (MSF)

Многоступенчатое мгновенное испарение широко используется в промышленном секторе и включает в себя нагрев исходной жидкости в сосуде и немедленное перемещение воды через систему нагревательных труб, в которых часть воды испаряется. Затем она переходит в другой сосуд, в котором температура и давление таковы, что часть горячей воды внезапно испаряется, оставляя концентрированный остаток в жидкой форме, который передается в качестве сырья для следующего этапа.

Затем пар охлаждается до тех пор, пока он не станет жидким, а затем собирается, очищенным от примесей. Затем этот процесс повторяется на другом этапе. После определенной серии этапов мы получаем воду, которая была многократно перегнана очень быстро, поэтому содержит малое количество растворенных примесей.

Этот тип испарения работает при температурах от 90° до 120°.

Подводя итог, можно сказать, что вакуумное испарение позволяет обрабатывать потоки, которые из-за своего состава, характеристик или сложности утилизации не могут быть обработаны с использованием обычных физико-химических методов. Кроме того, при сниженном потреблении энергии этот метод позволяет значительно сократить объем образующихся отходов, извлечь значительный поток воды для повторного использования и реализовать систему с нулевыми отходами с относительно низкими экономическими затратами.

Хотя эти системы просты в эксплуатации, крайне важно, чтобы выбор и проектирование наиболее подходящего оборудования для конкретных нужд выполнялись командой экспертов в этой технологии.

Дополнительные технологии для вакуумного испарения, вакуумного выпаривания.

Обычно процесс вакуумного испарения для очистки сточных вод дополняется другими технологиями, тогда вакуумные испарители могут работать как уникальное решение или быть интегрированы в более крупную установку очистки сточных вод. Эти дополнительные технологии очистки сточных вод могут быть применены:

1) Технологии предварительной обработки, такие как пластинчатые сепараторы, блоки DAF, дозирование химикатов или даже мембранные технологии.
2) Технологии последующей обработки: когда нам необходимо получить высокую концентрацию отходов или
требуется нулевой сброс жидкости, наиболее подходящей технологией являются кристаллизаторы, которые можно использовать двумя способами:

• работать с испарителем-кристаллизатором
• добавить стадию кристаллизации после вакуумного испарителя

Состав сточных вод и скорость потока являются ключом к решению, какой вариант является наилучшим. Сочетание двух технологий особенно подходит для сильно загрязненных вод, рассолов и эмульсий. Это то, что происходит с нефтью из маслянистой воды, которую можно продать как вторичный продукт с содержанием воды менее 5%, или с рекуперацией гидроксида алюминия, который впоследствии может быть использован как химический продукт, и это лишь несколько примеров.
После кристаллизации мы можем получить около 99% сверхчистой воды и высококонцентрированный отброс солей, масел и т. д.

Промышленные испарители и кристаллизаторы считаются более дорогими, чем другие технологии из-за их высокого потребления энергии, но разрыв сокращается благодаря улучшениям, сделанным в последние годы. С другой стороны, когда возможна когенерация (а это часто так), стоимость питания испарителя снижается значительно.

Более того, следует учитывать большую экономию, которую компании получают при утилизации отходов в течение срока службы испарителя. Количество концентрированных отходов, которые компании получают после процесса испарения, настолько мало, что расходы на утилизацию отходов стремятся к нулю. И
последнее, но не менее важное: важно отметить, что они могут работать автоматически, а обслуживание очень простое.

Очевидно, что вакуумное испарение и кристаллизация не являются лучшим вариантом для каждого случая, но их всегда стоит рассматривать в отраслях, которым необходимо очищать сточные воды.

Некоторые преимущества

• Вода высокого качества.
• Эффективность очистки до 99% (с использованием вакуумного испарения + кристаллизации).
• Позволяет повторно использовать очищенную воду.
• Может очищать более сложные стоки
• Низкое энергопотребление
• Нулевой сброс жидкости.
• Гибкая и компактная конструкция, простота обслуживания.
• Никаких внешних источников тепла.
• Низкий уровень утилизации отходов.

Метод вакуумной сублимации.

Метод вакуумной сублимации — это специализированная технология, используемая для очистки или разделения веществ путем их прямого перевода из твердого состояния в газовую фазу при пониженном давлении, минуя жидкую фазу. Этот метод особенно полезен для термочувствительных материалов или веществ, которые разлагаются при высоких температурах. Процесс включает создание вакуумной среды для снижения температуры кипения вещества, что позволяет ему сублимироваться при более низкой температуре. Затем сублимированный газ собирается и конденсируется обратно в твердую форму, в результате чего получается очищенный продукт. Этот метод широко используется в таких отраслях, как фармацевтика, пищевая промышленность и материаловедение, благодаря своей способности сохранять целостность чувствительных соединений.

Объяснение ключевых моментов.

1. Определение вакуумной сублимации:

   • Вакуумная сублимация — это метод очистки, при котором твердое вещество переходит непосредственно в газовую фазу при пониженном давлении, минуя жидкую фазу. Этот процесс особенно полезен для термочувствительных материалов, которые могут деградировать или разлагаться при более высоких температурах.

2. Механизм вакуумной сублимации:

   • Процесс начинается с помещения твердого материала в вакуумную камеру. Давление внутри камеры снижается, что снижает температуру кипения вещества. Это снижение давления позволяет твердому веществу сублимироваться при гораздо более низкой температуре, чем это было бы при нормальных атмосферных условиях.
   • После сублимации газ направляется на более холодную поверхность внутри камеры, где он конденсируется обратно в твердую форму. Это конденсированное твердое вещество и есть очищенный продукт.

3. Применение вакуумной сублимации:

   • Фармацевтика: используется для очистки термочувствительных лекарственных препаратов и активных фармацевтических ингредиентов (АФИ), не подвергая их воздействию высоких температур, которые могут вызвать деградацию.
   • Обработка пищевых продуктов: используется для удаления влаги из пищевых продуктов с сохранением их пищевой ценности и вкуса.
   • Материаловедение: используется при производстве высокочистых материалов, таких как металлы и полупроводники, где необходимо свести к минимуму загрязнение.

4. Преимущества вакуумной сублимации:

   • Сохранение термочувствительных материалов: благодаря работе при более низких температурах вакуумная сублимация предотвращает деградацию чувствительных соединений.
   • Высокая чистота: процесс эффективно отделяет примеси, что приводит к получению высокоочищенного конечного продукта.
   • Энергоэффективность: более низкие рабочие температуры могут привести к снижению потребления энергии по сравнению с традиционными методами испарения.

5. Сравнение с другими методами:

   • Вакуумное испарение: В отличие от вакуумной сублимации, вакуумное испарение подразумевает переход жидкости в газовую фазу. Обычно оно используется для жидкостей, которые подвергаются воздействию высоких температур, но не обходит жидкую фазу, как сублимация.
   • Вакуумная формовка: этот процесс не имеет отношения к сублимации. Он включает деформацию материала под давлением и его последующее охлаждение для достижения желаемой формы, обычно используется в производстве пластика.

6. Оборудование, используемое при вакуумной сублимации:

   • Вакуумная камера: герметичная среда, в которой давление снижено для облегчения сублимации.
   • Конденсатор: система охлаждения, которая собирает и конденсирует сублимированный газ обратно в твёрдое вещество.
   • Вакуумный насос: создает и поддерживает среду низкого давления, необходимую для сублимации.

Подводя итог, можно сказать, что вакуумная сублимация является высокоэффективным методом очистки и разделения веществ, особенно тех, которые чувствительны к теплу. Его способность работать при более низких температурах и при этом достигать высокой чистоты делает его бесценным в различных отраслях промышленности.

Вакуумные насосы, используемые для обработки растений ботанике.

Независимо от того, требуют ли ваши процессы обработки растений низкого давления (вакуума) или просто усиливаются им, ваша установка не будет полной без вакуумного насоса для создания вышеупомянутой среды низкого давления. Существует много различных типов вакуумных насосов, и все они имеют различные возможности, однако, в случае вакуумных насосов они, как правило, подразделяются на две функции:

1. Скорость откачки (также называемая производительностью вакуумного насоса)
2. Глубина вакуума

Существуют и другие факторы, связанные с вакуумными насосами, наиболее значимым из которых является то, какими возможностями обладает вакуумный насос для наилучшей обработки процесса с точки зрения устойчивой производительности и устойчивости к отказам в области технологии, в которой он применяется. Это касается каждой отрасли, в которой используются вакуумные насосы, и особенно это касается отрасли переработки растительного сырья, поскольку насосы используются для извлечения летучих органических соединений с целью получения очищенного конечного продукта.

Основная проблема использования вакуумных насосов при обработке растений заключается в том, что этанол, каннабиноиды, терпены и другие летучие органические соединения могут конденсироваться внутри вакуумных насосов в виде липкого побочного продукта и приводить к снижению производительности, повреждению и, в конечном итоге, к отказу вакуумного насоса.

Простейшее понимание того, как низкое давление усиливает процесс, можно получить из химического эксперимента начальной школы, в котором в стакане с водой было создано низкое давление, и вода закипала при более низкой температуре. Это простая демонстрация кривой паровой фазы, в которой каждое вещество будет переходить из твердого состояния в жидкое, а затем в газообразное при определенной температуре и давлении. Температура, при которой происходит фазовый переход, (обычно) понижается при снижении давления. На уровне моря вода находится в твердом состоянии ниже 0℃, в жидком состоянии между 1-99℃ и в газообразном состоянии при 100℃ (212℉), однако снижение давления перемещает точку кипения в более низкую точку на кривой.

Причина, по которой более низкое давление желательно в ботанической обработке, заключается в том, что ключевым компонентом процесса является удаление летучих органических соединений с помощью тепла, однако слишком большое количество тепла может повредить каннабиноиды и терпены. Это приводит к темным концентратам по сравнению с желаемым чистым продуктом медового цвета. Именно здесь использование низкого давления позволяет эффективно удалять растворители, сохраняя при этом необходимое тепло на минимуме.

На многих различных этапах процесса используются вакуумные насосы; как и в случае с температурой, то же самое происходит и с давлением — слишком низкое давление приводит к удалению некоторых веществ, которые желательно сохранить в конечном продукте. Поэтому на различных этапах производственного процесса требуются разные уровни низкого давления (вакуума) для получения желаемого конечного продукта. Ключевым моментом здесь является то, что конечный продукт будет отличаться в зависимости от того, к чему вы стремитесь. В конце концов, сочетание тепла и низкого давления удаляет (извлекает) определенные летучие органические соединения на этапах процесса для получения определенного желаемого конечного продукта — однако правильное сочетание обоих приводит к наиболее эффективному процессу, который производит наилучший конечный продукт.

Ниже приведен список некоторых процессов и оборудования, в которых вакуумные насосы используются либо для улучшения процесса, либо в случаях, когда требуется низкое давление для получения чистого продукта:

• Восстановление растворителя
  • Ротационные испарители
  • Испарители с падающей пленкой
  • Декарбоксилирование 
• Испарение протертой среды
• Вакуумные печи
• Системы сушки биомассы
• Сублимационные сушилки

Также, для понимания давления, и в случае отрицательного давления, которое является предметом настоящего обсуждения, существует множество различных шкал измерения давления – в этом случае все измерения приведены в торрах, что является единицей измерения давления, разработанной Эванджелистой Торричелли, итальянским физиком, математиком и учеником Галилея; он наиболее известен как изобретатель барометра.  Шкала торра довольно проста, ниже показана часть шкалы, в которой находится диапазон, в котором работают вакуумные насосы.

• +2 (10 +2 )
• +1 (10 +1 )
•  0 (10 +0 )
•  -1 (10 -1 )
•  -2 (10 -2 )
•  -3 (10 -3 )
•  -4 (10 -4 )
•  И т. д…

На уровне моря атмосферное давление составляет 760 торр. По мере увеличения высоты давление уменьшается или понижается. Когда вы едете в горы, скажем, на 3 000 метров, атмосферное давление составляет 502,9 торр. Когда вы находитесь в самолете, летящем на высоте 9 000 метров, атмосферное давление снаружи самолета составляет 197,1 торр.

В точке, где вы уменьшаете ниже 1 торр, измерение меняется на миллиторр. Точка минус 1 торр составляет 999,99 миллиторр или 9,99X10 -1 . Шкала -1 опускается до 100 миллиторр, (1×10 -2 ). Точка минус 100 миллиторр давление составляет 99,9 торр или 9,99×10 -2 . Шкала -2 опускается до 10 миллиторр (1×10 -2 ). Точка минус 10 миллиторр составляет 9,99 торр или 9,99X10 -3 . Ниже 1 миллиторр вы попадаете на шкалу -4 . Эта шкала продолжает уменьшаться по мере уменьшения давления. Подумайте ( шкала -17 ) Давление на Луне составляет 2×10 -12 . Несмотря на то, что это низкое давление, это все еще не идеальный вакуум. Давление в глубоком космосе считается находящимся в диапазоне -17 . На протяжении многих лет нас спрашивали о насосе, который может создавать идеальный вакуум, однако это просто невозможно.

Типы вакуумных насосов для обработки растений и их достижимые диапазоны давления:

• 7,6×10 +2 до 4,0×10 +2 (760 торр до 400 торр)
  • Диафрагменный
  • Жидкостно-кольцевой насос
• От 2,0×10 +1 до 3,5×10 -2 (от 20 торр до 35 миллиторр)
  • Одноступенчатый роторно-лопастной
• От 1,5×10-2 до 2,0×10-3 ( от 15 миллиторр до 2 миллиторр)
  • Сухой спиральный насос
  • Многоступенчатый сухой насос с воздушным охлаждением
  • Сухой винтовой насос
• 8×10 -4
  • Двухступенчатый роторно-пластинчатый
• 5×10 -6
  • Молекулярный
• 1×10-9 до 1× 10-11
  • Диффузия
  • Турбомолекулярный

Различные вакуумные насосы могут использоваться в процессах обработки растений для создания различных уровней давления и требуемой скорости откачки. Список ниже, как правило, организован по достижимому давлению от самого высокого к самому низкому. 

Мембранные насосы для  обработки растений

Эти насосы стали широко использоваться, поскольку они могут успешно работать в течение длительного времени, когда используются насосы химической версии. Насосы химической версии используют тефлоновые диафрагмы, поскольку тефлон непроницаем для растворителей. Недостатком диафрагменных насосов является то, что они ограничены по отрицательному давлению (глубине вакуума) и скорости откачки (вытеснению). Для достижения минимально возможного давления эти насосы ступенчато включают до восьми ступеней, а для увеличения вытеснения они объединяются (последовательно), и перед ступенями диафрагмы добавляются усилители типа Рутса. Даже при этом из-за степени сжатия и рабочего давления, требуемых для усилителей Рутса, вытеснение ограничено примерно 6 куб. футами в минуту (кубическими футами в минуту)

Как и все вакуумные насосы, обсуждаемые в этой статье, мембранные насосы в конечном итоге выйдут из строя, когда материалы конденсируются в «головном пространстве», которое является пространством, которое всасывает и затем выбрасывает перекачиваемые газы. Поскольку мембранные насосы работают со стержнями (как поршень), когда насосная камера заполняется твердым веществом, обычно есть два возможных результата отказа:

1. Тефлоновая диафрагма изнашивается, иногда до такой степени, что в ней образуется отверстие.
2. Шток и/или подшипники штока изнашиваются, когда диаграмма сталкивается с твердым предметом, и ход штока уменьшается, что приводит к нагрузке на шток и/или подшипники штока. 

Принцип работы мембранного насоса во многом похож на принцип работы любого возвратно-поступательного поршневого аппарата, в котором шток производит «ход», а ход перемещает диафрагму внутрь и наружу. Если пространство, отведенное для передачи газов, занято твердой массой, шток и диафрагма давят на твердую массу, тем самым вызывая изгибающее движение штока. Это в конечном итоге приводит к износу штока и подшипников.

Жидкостно-кольцевые насосы для обработки растений

Эти насосы привлекательны для использования, поскольку они, как правило, меньше подвержены влиянию проглатывания и последующей конденсации летучих газов, однако они зависят от среды (жидкости), которая обычно является водой, поддерживаемой при определенной температуре. Если она становится слишком высокой, «кольцо» кавитирует (или разрушается). Типичный метод контроля температуры — с помощью подпиточной воды, что становится дорогостоящим и добавляет проблем с утилизацией, когда жидкость загрязняется растворителями и другими продуктами, полученными в процессе. Другой метод контроля температуры — с помощью охладителя или градирни, оба из которых имеют неблагоприятные желания, основанные на затратах на электроэнергию и использовании воды из-за испарения. Кроме того, если перекачиваемые соединения становятся слишком концентрированными внутри насоса (смешиваясь с водой или другой средой, которая используется для создания «кольца»), внутренние компоненты вакуумного насоса могут быть затронуты — чаще всего из-за коррозии. Эти насосы доступны в чугуне, латуни, нержавеющей стали или комбинации этих материалов.

Помимо кавитации из-за высокой температуры, кавитация в кольце может также возникнуть, если давление слишком низкое, в результате чего насос ограничен в предельном давлении, которого он может достичь, поскольку ему всегда требуется утечка газа во впускное отверстие.

Жидкостно-кольцевые насосы доступны в одно- и двухступенчатом исполнении.  Одноступенчатые версии способны развивать давление 100 торр.  Двухступенчатые версии способны развивать давление 25 торр.

Эти насосы также можно комбинировать с насосом Рутса для увеличения скорости откачки и снижения давления на входе. Их также можно эффективно комбинировать с несколькими насосами Рутса с уменьшенным рабочим объемом последовательно для создания давления в диапазоне 10-3 торр . Однако эти комбинированные системы могут стать очень большими и дорогими. 

 Одноступенчатые пластинчато-роторные насосы для ботанической обработки

Одноступенчатые роторно-пластинчатые насосы обычно применяются на первом этапе процесса испарения, поскольку этот процесс требует не слишком низкого давления. Ссылаясь на схему распространенных типов насосов + их диапазоны давления выше, вы заметите, что эти насосы имеют широкий диапазон давления – это связано с тем, что на самом деле существует два типа этих насосов, причем первый тип обычно используется в ботанической обработке:

1. Средний вакуум (от 20 торр до 250 миллиторр)
2. Высокий вакуум (35 миллиторр)

Один тип — это скорее высоковакуумный насос, способный создавать давление 35 миллиторр, и они напоминают двухступенчатые роторно-лопастные, обсуждаемые ниже, однако у них есть только один ротор/ступень. Другой тип одноступенчатого роторно-лопастного насоса, такой как тот, который используется в этом процессе, способен создавать давление только 250 миллиторр. 

В роторно-пластинчатых насосах имеется большой масляный резервуар, который подает значительное количество смазки на ротор и лопасти, в сочетании с внутренней системой сепарации масла для удаления паров масла из выхлопного потока. Высокое содержание и поток смазочной жидкости означают более длительный срок службы насоса, поскольку загрязнение масла занимает больше времени, а более высокий поток через насос не дает маслу затвердевать внутри ротора и цилиндра. Опять же, как и во всех насосах, используемых в ботанической обработке, в конечном итоге технологические соединения конденсируются внутри насоса (цикл сжатия), что в данном случае вызывает загрязнение масла, что приводит к необходимости частой замены масла. Без частой замены масла и другого надлежащего обслуживания в конечном итоге насос выйдет из строя из-за накопления загрязненного масла. Если это произойдет, очистка компонентов насоса по мере необходимости для выполнения эффективного и качественного восстановления может оказаться очень «грязной» и сложной работой. 

Сухие спиральные насосы для обработки растений

Насосы Dry Scroll стали очень популярными в ботанической перерабатывающей промышленности, поскольку им не требуется смазочное масло. Хотя они и стали популярными, на самом деле они не являются хорошим решением для применений в этой отрасли. Насосы Dry Scroll лучше всего подходят для очень чистых применений, в которых нет твердых частиц, конденсируемых паров или чего-либо еще в газовом потоке, который мог бы быть захвачен насосом. Это связано с конструкционной функцией насосов Dry Scroll, заключающейся в том, что они имеют пересекающиеся «спиральные» камеры, которые герметизированы в точке пересечения тефлоновым уплотнением (концевым уплотнением). Это тефлоновое уплотнение должно находиться в постоянном контакте с противоположной спиральной камерой. Именно эта точка (где происходит контакт) является точкой отказа для спиральных насосов. Типичное разочарование пользователей заключается в том, что они покупают насос, и он работает очень хорошо в течение определенного периода времени (в зависимости от применения), прежде чем в конечном итоге выходит из строя. Однако после того, как сухой спиральный насос выходит из строя, насос перестраивается, и затем либо не вытягивает эффективный вакуум, либо эффективный срок службы насоса короче, чем когда насос был новым. Проще говоря, при использовании для обработки растений производительность сухих спиральных насосов ухудшается быстрее, что приводит к более частой необходимости в перестройках.

Многоступенчатые сухие насосы с воздушным охлаждением для обработки растений

Другой тип сухого вакуумного насоса, который начал использоваться, — это многоступенчатый сухой насос с воздушным охлаждением. Как и сухие спиральные насосы, рассмотренные выше, эти насосы также считаются сухими из-за того, что им не требуется вода или другие средства, кроме переменного тока для работы. Цель обозначения этих насосов как насосов с воздушным охлаждением заключается в том, что существуют также версии этих насосов с водяным охлаждением. Многоступенчатые сухие насосы с воздушным охлаждением не являются полностью безмасляными, как спиральные насосы, рассмотренные выше, поскольку в их камерах передач и/или в камерах подшипников находится смазочная жидкость. В большинстве случаев в камерах передач есть масло, а в противоположной камере подшипника — смазанные подшипники. В любом случае смазочное масло не находится в потоке газа, поэтому летучие вещества, прокачиваемые через вакуумный насос, не вступают в прямой контакт со смазкой и, следовательно, не влияют на смазочную жидкость/не загрязняют ее. Следовательно, значительно снижается вероятность загрязнения продукта маслом вакуумного насоса.

Эти насосы дали некоторые эффективные результаты в некоторых приложениях, которые в некоторых случаях могут быть более привлекательными, чем роторные пластинчатые насосы. Однако они также в конечном итоге выйдут из строя, и когда это произойдет, процесс восстановления будет более специализированным, чем у пластинчатых насосов и спиральных насосов, и поэтому может быть значительно дороже. 

Наше первоначальное применение одного из этих насосов было в качестве замены роторно-пластинчатого насоса в вакуумных печах, которые использовались для переработки растительных компонентов в концентраты. В этом случае конечный пользователь не использовал холодные ловушки на роторно-пластинчатых насосах, и они, вероятно, не меняли масло так часто, как следовало бы. Результатом стали отказы насосов через 2-3 месяца. Они установили многоступенчатый воздушный охлаждаемый сухой насос, который мы предоставили, и первоначальный насос проработал более 8 месяцев без какого-либо обслуживания. 

Однако, как и все насосы, которые поглощают летучие соединения, эти соединения конденсируются на последних стадиях сжатия, что приводит к блокировке насоса. Внутренние зазоры многоступенчатых сухих насосов чрезвычайно узкие, и по мере накопления загрязнений внутри этих насосов насосы блокируются, не имея возможности вращаться. Это приводит к необходимости полной разборки и очистки насоса. 

Хорошей новостью является то, что внутренние компоненты, как правило, не повреждаются/не изнашиваются, и насосы возвращаются к исходным рабочим характеристикам без ухудшения производительности или срока службы. Последующие установки этих насосов в этом приложении были оснащены функцией газового балласта, а срок службы насосов обычно превышал 14 месяцев работы без технического обслуживания.

Мы видели, как многоступенчатые сухие насосы использовались в других областях применения (например, для испарения с помощью протирки стенок) с менее благоприятными результатами, при этом некоторые отказы происходили уже через 2 месяца и по схожим причинам, таким как накопление отложений на последних ступенях насоса, что приводило к блокировке насосов.

Двухступенчатые пластинчато-роторные насосы для обработки растений

Двухступенчатые пластинчато-роторные насосы являются одними из самых распространенных насосов, используемых в ботанической перерабатывающей промышленности. Они относительно недороги, надежны, способны достигать низкого давления и могут быть соединены с усилителями корней для увеличения скорости перекачки. Эти насосы доступны в очень широком диапазоне качества и ценовых категорий. Очень низкая цена часто указывает на качество, но с другой стороны, очень высокая цена не обязательно может коррелировать с лучшим/более качественным насосом. В конечном счете, вы должны быть уверены, что покупаете пластинчато-роторные насосы из надежного и знающего источника (такого как Highvac.)

Самый большой недостаток использования пластинчато-роторных насосов (сокращенно РНП) в этой отрасли заключается в том, что производительность насоса резко снижается при перекачке летучих веществ. Причина этого в том, что вакуумные насосы по сути являются компрессором, работающим в обратном направлении. Если вы когда-либо работали с простым воздушным компрессором, вы знаете, что в резервуаре компрессора (балластном резервуаре сжатого воздуха) скапливается вода, которую необходимо слить — когда компрессор работает, он конденсирует водяной пар в жидкость и откладывает ее в резервуаре компрессора. Вакуумный насос делает то же самое, однако в этом случае жидкостью является не вода — в большинстве случаев это этанол или терпены плюс некоторые следы масла из продукта. В случае вакуумного насоса эти жидкости направляются в масляный резервуар насоса, смешиваясь с маслом. Это превращает превосходное высококачественное / низкопарное вакуумное масло, которое вы покупаете, в отвратительную смесь жидкости с высоким паровым давлением (плохо смазывающую). Конечным результатом является насос, который не сможет достичь базового давления, которого вы пытаетесь добиться, а вакуумный насос вскоре выйдет из строя.

Однако, если вы начнете с качественного роторного лопастного насоса, добавите высококачественную холодную ловушку перед насосом в сочетании с использованием эффективного газобалластного клапана и частой заменой масла, эти насосы, как известно, работают в течение 1 года или более в вакуумных печах и испарительных системах. С другой стороны, как указано выше, ненадлежащий уход и защита этих насосов равнозначны быстрому выходу из строя. Поскольку это слишком распространенный опыт с конечными пользователями этих насосов, вы обнаружите, что большинство реселлеров/дистрибьюторов этих насосов обычно предлагают комплекты для восстановления в своих интернет-магазинах.

Конечные пользователи могут попытаться восстановить свои насосы на месте, и их относительно легко восстановить, если есть хотя бы некоторые базовые механические способности. При этом RVP могут быть немного сложными из-за мелких деталей внутри насосов, а неправильная сборка (отсутствующие или неправильно установленные детали) может привести к разочарованию, когда насос перезапускается, и производительность не соответствует ожидаемой/требуемой. Кроме того, неправильная установка уплотнения вала может привести к раздражающим утечкам масла после восстановления. Мы видели сообщения в социальных сетях о курсах обучения восстановлению, предлагаемых некоторыми OEM-производителями, и мы видели «промывку» насосов этанолом, когда насосы сливают загрязненную смазочную жидкость, заполняют этанолом, работают в течение короткого периода времени, затем этанол сливают, и процесс повторяется несколько раз. Новое масло заливается обратно в насос, насос работает в течение короткого периода времени, и масло снова сливается. Этот процесс повторяется несколько раз, пока насос не сможет достичь требуемого давления. Хотя этот процесс может работать, он не рекомендуется и занимает много времени. 

Сухие винтовые вакуумные насосы для обработки растений

Если вы действительно обращаете внимание на последовательность различных вакуумных насосов, обсуждаемых выше, вы можете заметить, что этот тип насоса не соответствует последовательности. Наша последовательность началась с насосов, которые создают наименьший вакуум (более высокое давление), и перешла к насосам, которые создают более глубокий вакуум (более низкое давление). Есть несколько причин для заказа вакуумных насосов Dry Screw после двухступенчатых пластинчато-роторных насосов — если вы обратитесь к данным выше, вы увидите, что пластинчато-роторные насосы в идеальных условиях будут создавать более низкое давление, чем насосы Dry Screw. Однако, как мы уже упоминали выше, в ботанической перерабатывающей промышленности условия для пластинчато-роторных насосов далеки от идеальных (подумайте: летучие вещества.)

Сухие винтовые насосы являются новинкой в ​​этой отрасли, только недавно появившись в качестве жизнеспособной альтернативы многим из насосов, описанных выше. Причина этого в том, что до недавнего времени сухие винтовые насосы были доступны только в версиях с водяным охлаждением и со скоростями перекачки, превышающими те, которые обычно используются в этой отрасли. Это привело к тому, что насосы были очень дорогими по сравнению с насосами, описанными выше, и, следовательно, не очень доступными в «розничной» продаже. Поскольку испарительное/экстракционное оборудование стало больше, начали использоваться некоторые очень большие (250 м3/ч) сухие винтовые насосы. Однако эти насосы очень дороги и слишком велики для типичной системы с протертыми стенками или вакуумной печи.

Основываясь на нашем обширном опыте работы с вакуумными насосами и на том, что делает их надежными (или не очень), мы с гордостью начали поставлять наши воздушные винтовые насосы с сухим охлаждением, специально разработанные для этой отрасли. Наш самый маленький воздушный винтовой насос с сухим охлаждением имеет производительность 25 м3/ч, а наша самая большая версия — 100 м3/ч. Мы также начали поставлять наши версии с водяным охлаждением, которые начинаются с 80 м3/ч и доходят до 800 м3/ч.

Вы можете задаться вопросом: «Что такого замечательного в сухих винтовых насосах по сравнению с сухими спиральными насосами или другими насосами, определенными и описанными выше?» Однако справедливый вопрос: пожалуйста, не путайте технологию вакуумных насосов Dry Screw с вакуумными насосами Dry Scroll — они находятся на расстоянии световых лет друг от друга, когда дело касается технологии. Насосы Dry Scroll по своей конструкции имеют внутренние компоненты, которые находятся в постоянном контакте с другими компонентами, и, следовательно, постоянно изнашиваемые компоненты. В отличие от этого, насосы Dry Screw не имеют внутренних компонентов, которые контактируют, кроме подшипников и уплотнений. Из всех насосов, описанных выше, насосы Dry Screw являются самыми простыми. 

Сухие винтовые насосы состоят из двух переплетающихся винтов, окруженных одним корпусом, причем винты подвешены на противоположных опорных «головных» пластинах. Шестерни сохраняют синхронизацию между винтами, когда они вращаются на высоких скоростях. Примечание: есть также некоторые винтовые насосы, которые отличаются от насосов, упомянутых выше, — в них есть «консольные» насосы, у которых винты нависают над одной из двух головных пластин. Производители этих насосов будут исключать определенные преимущества отсутствия подшипников на обоих концах винтовых роторов, однако вышеупомянутый принцип больше не является фактором в этих конструкциях насосов. Тем не менее, сухие винтовые насосы любого типа обладают уникальной способностью применять методологию очистки «на месте» внутренних компонентов. Регулярная очистка любого из насосов, упомянутых выше, продлит их срок службы, однако с любым другим насосом, упомянутым выше, это было бы либо невозможно, либо в лучшем случае затруднительно, как упоминалось в случае с двухступенчатыми роторно-пластинчатыми насосами. Мы любим говорить: «Чистый насос — это (счастливо) работающий насос».


Как уже упоминалось выше, все эти насосы в конечном итоге загрязняются изнутри и выходят из строя. Это связано с тем, что они по своей конструкции всасывают газы, а в случае с промышленностью по переработке ботанического сырья — летучие и конденсируемые газы. 

Сухие винтовые насосы ничем не отличаются, однако процесс очистки на месте прост и занимает мало времени и усилий или не занимает вообще. Процесс очистки так же прост, как всасывание некоторого количества растворителя (например, этанола) через входное отверстие насоса в конце каждого дня, эффективно очищая отложения, которые накопились на винтах и ​​корпусе в течение дневной обработки. Растворитель выходит через выпускное отверстие насоса, и из-за повышенной рабочей температуры насоса любой остаточный растворитель быстро испаряется, и насос возвращается к нормальной работе менее чем за 30 минут. 

Мы продемонстрировали этот процесс эффективно, установив начальный пробный насос на большой (150 литров) смесительный сосуд для декарбонизации. Насос работал без очистки и вышел из строя примерно через 1 неделю. На фотографиях винтовых роторов ниже показано накопление технологических смол на винтовых роторах. Когда насос был выключен после недели работы на сосуде для декарбонизации, он не запустился на следующее утро. 

 Насос был разобран, очищен и возвращен в эксплуатацию на декарбонизированном судне. Он проработал более 10 недель без каких-либо признаков неминуемой поломки, без замены масла и с постоянным и надежным вакуумным давлением. Он очищался ежедневно при выключении каждый вечер и перезапускался без проблем каждое утро в течение этого времени. Исходя из принципа, что «чистый насос — это (счастливо) работающий насос» с ежедневной очисткой, нет причин, по которым этот насос подвержен поломке в краткосрочной перспективе.

При всем при этом, эта конструкция насоса, как и многоступенчатые сухие насосы, упомянутые выше, имеет подшипники в головных пластинах на обоих концах роторов насоса, и масло должно проверяться и обслуживаться на регулярной основе. Типичными являются ежеквартальные замены масла.

Наша технология вакуумных винтовых насосов с воздушным охлаждением (сокращенно ACS) является жизнеспособной заменой для работы в различных областях, где в настоящее время используются альтернативные технологии насосов, описанные в этой статье. Еще одним уникальным преимуществом нашей технологии вакуумных насосов ACS является то, что уровень вакуума/давления можно эффективно контролировать с помощью скорости вращения с помощью частотно-регулируемого привода.  

Что такое вакуумная электронная лампа? Преимущества и применение.

Вакуумные электронные лампы в настоящее время являются ярким объектом интереса для многих. Помимо того, что они являются типичным источником света, они прокладывают путь к энергоэффективности и универсальному применению в различных областях. Давайте углубимся в вакуумные электронные лампы в следующей статье!

Что такое вакуумные электронные лампы?

Вакуумная электронная лампа — это тип лампы, которая использует люминесцентную технологию, но разработана так, чтобы быть более компактной и энергоэффективной по сравнению с обычными люминесцентными лампами. Эта лампа работает по принципу люминесцентной трубки, где газ внутри производит свет, когда через него проходит электричество.

Что делает вакуумную электронную лампу особенной, так это ее более низкое потребление энергии по сравнению с традиционными лампочками и более длительный срок службы. Хотя первоначальная стоимость может быть выше, их долгосрочные эксплуатационные расходы часто намного ниже, особенно с точки зрения потребления энергии.

Вакуумные электронные лампы широко используются в бытовом и промышленном освещении благодаря своим энергосберегающим возможностям и хорошей светоотдаче. Однако с развитием светодиодных технологий светодиодные лампы постепенно заменяют вакуумные электронные лампы в некоторых случаях благодаря более высокой эффективности яркости и даже более длительному сроку службы.

Преимущества вакуумных электронных ламп

Высокая эффективность 

Экономия энергии: вакуумные электронные лампы потребляют меньше электроэнергии по сравнению с обычными люминесцентными лампами, экономя от 25 до 35% энергии. 

Освещение без мерцания: отсутствует мерцание или вибрация света, что снижает нагрузку на глаза и усталость.

Долговечность и высокая прочность

Длительный срок службы: вакуумные электронные лампы имеют более длительный срок службы по сравнению с традиционными лампами, увеличивая его в 3–5 раз.

Превосходная ударопрочность: высокая устойчивость к ударам и вибрации, минимизация поломок при транспортировке и использовании.

Без ртути

Экологически безопасно: отсутствие ртути снижает негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

Высококачественное освещение

Обеспечивает естественный свет, точно воспроизводящий цвета, что полезно в медицинских и творческих, промышленных применениях.

Регулируемая яркость

Некоторые вакуумные электронные лампы обеспечивают гибкую регулировку яркости — от низкой до высокой интенсивности, что позволяет удовлетворить различные потребности использования.

Отсутствие УФ-излучения

Отсутствие вредного ультрафиолетового излучения, что обеспечивает безопасность здоровья пользователей и окружающих материалов.

Сочетание высокой эффективности, длительного срока службы и безопасности сделало вакуумные электронные лампы привлекательным выбором в различных отраслях промышленности и разнообразных условиях использования.

Применение вакуумных электронных ламп

Вакуумные электронные лампы (ФЛ) находят широкое применение в различных областях благодаря своей гибкости и высокой эффективности.

Промышленное и коммерческое освещение

Офисное освещение используется в рабочих помещениях и школах для обеспечения немерцающего света и экономии энергии.

Освещение складов и производственных помещений: высококачественное освещение и энергоэффективность делают вакуумные электронные лампы популярным выбором в промышленных условиях.

Освещение в медицине и науке

Освещение операционных и медицинских помещений: флуоресцентные трубки обеспечивают естественный свет без излучения ультрафиолетовых лучей, облегчая проведение операций и уход за пациентами.

Используется в лабораториях и исследованиях: высококачественный свет, не мешающий научным экспериментам.

Используется в электронной промышленности

Рабочее освещение в электронном производстве: используется при проверке и сборке электронных компонентов с точными цветами.

Используются в устройствах отображения информации: Вакуумные электронные лампы применяются при производстве ЖК-экранов и других электронных устройств.

Общественное и бытовое освещение

Освещение в общественных местах: применяется в зданиях, супермаркетах, аэропортах и ​​общественных местах для обеспечения энергоэффективности и качественного освещения.

Использование в домах и квартирах: Вакуумные электронные лампы используются для бытового освещения, чтобы экономить электроэнергию и обеспечивать естественные цвета.

Специальные применения в окружающей среде

Применение в сельском хозяйстве и аквакультуре: используется для создания подходящих условий освещения для выращивания растений и разведения рыбы.

Освещение в помещениях, требующих высококачественного света, таких как выставочные центры, музеи и т. д.

Выше приведены некоторые полезные сведения о вакуумных электронных лампах. Гибкость и эффективность вакуумных электронных ламп делают их популярными в различных отраслях промышленности и разнообразных условиях использования.