Вакуум-кристаллизатор непрерывного действия

 

09) (ll) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 722947 (21) 3452930/28-13 (22) 11.06.82 (46) 07.02.84.. Бюл. (Ф 5 (72) В.A.Òî÷êîâîé, A.K.Cóùåíêñ, А.Ф.Кравчук и В.В.Голодник (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт сахарной промыаленности (53) 664.1.057.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 722947, кл.. С 13 G 1/00.

3(511 С 13 С 1 00; В 01 Э 9 02 (54)(57) ВАКУУМ-КРЙСТАЛЛИЗАТОР НЕ»

ПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ по авт.св.

Р 722947, отличающийся тем, что, с целью снижения удельной металлоемкости аппарата и ускорения процесса кристаллизации, емкость имеет в поперечном сечении каплевидную форму, образованную двумя сопряженными по горизонтали полуэллипсами, при этом отношение высоты по оси симметрии емкости от днища до горизонтальной плоскости, проведенной,через верхнюю кромку полых пластинчатых элементов поверхности нагрева, к ширине этой плоскости составляет от 1 3 до 1:4.

1071638

Изобретение относится к сахарной промыцленности, в частности к аппаратам для непрерывной кристаллизации сахара иэ растворов при испарении.

По основному авт,св. Р 722947 известен вакуум-кристаллизатор непрерывного действия, содержащий гориэонтальную емкость, разделенную вертикальными перегородками на ряд секций, установленные в последних поверхности нагрева, выполненные

B виде пакетов полых пластинчатых элементов, имеющих в поперечном сечении серповидную .форму, устройство для подвода греющего пара и отвода конденсата и устройство для отвода готового утфеля 11.

Недостатком этого аппарата является то, что преимущества поверхности нагрева с серповидными элементами можно испольэовать только в вакуум-кристаллизаторах с горизонтальным цилиндрическим корпусом малой мощности с диаметром последнего не более 2 м.

При конструировании вакуум-кристаллизаторов большой мощности, а значит и больших диаметров Йх корпусов, эти преимущества серповидной поверхности нагрева нивелируются, так как с увеличением диаметра корпуса увеличивается и высота греющей, камеры. Оптимальная высота поверхности теплообмена в зоне уваривания

0,6-1 2 м. . Для создания условий интенсивной скорости испарения в зоне уваривания кристаллизуемого раствора необходимо иметь большую площадь испарения при оптимальной высоте поверхности нагрева. При этом желательно обеспечить как можно большее отношение площади всех греющих элементов к объему кристаллиэуемого раствора, находящегося в аппарате. Соблюсти эти условия в цилиндрической форме корпуса вакуум-кристаллизатора большой мощности невозможно, так как в этом случае или не будет выдержана оптимальная высота поверхности нагрева, или при сохранении ее полезный объем аппарата составит 2030% от .общего объема„ что в обеих случаях ведет к неоправданному увеличению удельной металлоемкости конструкций, нерациональному испольэованию объемоь производственного здания и потере конструктивных преимуществ поверхности нагрева с серповидными элементами в процессе уваривания утфеля.

Целью изобретения является сниженив удельной металлоемкости вакуумкристаллизатора и ускорение процесса кристаллизации путем обеспечения максимальной естественной циркуля10

25 ции и испарения с большой площади эоны уваривания при оптимальной высоте поверхности нагрева с серповидными элементами.

Цель достигается тем, что в вакуум-кристаллиэаторе непрерывного действия емкость имеет в поперечном сечении каплевидную форму, образованную двумя сопряженными по горизонтали полуэллипсами, при этом отношение высоты по оси симметрии емкости от днища до горизонтальной плоскости, проведенной через верхнюю кромку полых пластинчатых элементов поверхности нагрева, к ширине этой плоскости составляет от 1г3 до 1:4.

На фи ..1 схематично изображен вакуум-кристаллизатор, поперечный разрез; на фиг. 2 — то же, частичный продольный разрез; на фиг. 3 форма емкости, поперечное сечение, Предлагаемнй вакуум-кристаллизатор. непрерывного действия содержит горизонтальную емкость 1, разделенную вертикальными перегородками 2 на ряд секций, установленные в последних поверхности нагрева, выполненные в- виде пакетов полых пластинчатых элементов 3, устройство для подвода пара и отвода конденсата, З0 состоящее из плоскопараллельных коллекторов 4 и конденсатоотводящих тру бок 5 и устройство для выгрузки утфеля в виде турникета 6. Полые пластинчатые элементы 3 имеют в поперечном сечении серповидную форму, при этом каждый последующий пластинчатый элемент от периферии к центру емкости имеет радиус изгиба и высоту, превышающие радиус изгиба и высоту предыдущего элемен40

Весь аппарат наклонен вдоль продольной оси под углом 8 = 3 к горизонту. В верхней части емкости расположены ловушки .7 и патрубки 8 для

45 подключения к вакуум-системе. Пластинчатые элементы 3 состоят из двух изогнутых пластин, каждая из которых является частью цилиндрической поверхности, при этом радиус изгиба

50 внутренней пластины превышает радиус изгиба внешней.

Пластинчатые элементы 3 соединены между собой при помощи радиально изогнутых труб 9, служащих для обеспечения жесткости конструкции и подвода греющего пара в полость каждого .элемента. Коллекторы 4 соединены с трубопроводами 10 при помощи патрубков 11, являющихся одновременно эле60 ментами крепления поверхности теплообмена к стенкам емкости 1. Поверхность нагрева снабжена аммиачными оттяжками 12.

Емкость 1 имеет в поперечном сечении каплевидную форму, образован 1071638 ную двумя сопряженными по горизонтали полуэллипсами, построенными по уравнению х к + - r» а в где О» величина большей полуоси эллипса

Ь вЂ” величина меньшей полуоси эллипса.

В данном случае величина большей полуоси a - -для обеих эллипсов одииакова, а величина 6 для каждого эллипса имеет свэе значение. Так как верхняя часть сечения от оси x-. х .(см. фиг. 3) должна иметь большую высоту, чем нижняя его часть, то значение 6 . верхнего полуэллипса всегда больше значения b нижнего полуэллипса. Кривая верхнего. полуэллипса строится по уравнению при значениях у > О, а нижнего при у О, Каплевидный контур поперечного сечения емкости вакуум-кристаллизатора может быть построен упрощенным: графическим путем при помощи 3 радиусов, числовые значения которых находятся в соотношении R q .. R г Ry=

1 2:3. В этом случае верхняя и нижняя кривые контура сечения будут . являться кривыми овала.

Разница-в очертаниях эллиптического контура сечения, построенного по уравнению, и овального контура, построенного при помощи радиусов, незначительная и в практических целях ею можно пренебречь. !

Отношение высоты по оси симметрии емкости.от днища до горизонтальной плоскости, приведенной через верхнюю кромку полых пластинчатых элементов поверхности нагрева к ширине этой плоскости составляет от 1:3 до 1:4.

Вакуум-кристаллиэатор работает следующим образом.

В первую секцию непрерывно подается затравочная суспензия из кристаллизатора (не показан). Количество подаваемой затравочной суспензии стабилизируется в зависимости от производительности и заданных параметров процесса кристаллизации. В эту же секцию и во все последующие непрерывно подается сироп, поступление которого по секциям регулируется так, чтобы поддерживать в секциях заданное пересыщение маточного раствора.

Переход кристаллизируемого продукта иэ секции в секцию осуществляется через нижние щели между перегородкой и днищем. Сваренный утфель из последней секции вакуумкристаллиэатора непрерывно удаля-!

О ется через турникет 6.

Подвод греющего пара осуществляется с двух сторон по трубопроводам 10 непосредственно" в коллекторы 4 каждой поверхности нагрева.

)5 Вторичный пар вывОдится из емкости через ловушки 5 в конденсатор.

Каплевидная форма емкости позволяет получить полезный объем аппарата, заполненный кристаллизующимся раствором, равный 40-55% от общего объема и большую площадь испарения эоны уваривания.

Приведенное выше отношение высоты от днища емкости до горизонтальной плоскости, проведенной через верхнюю кромку полых пластинчатых элементов поверхности нагрева к ширине обеспечивает увеличение размеров эоны уваривания в сравнении с из30 вестным аппаратом, при этом осуществ ляется более интенсивное кипение крнсталлизуемого раствора и ускоряется процесс кристаллизации.

35 Производительность вакуум-кристаллиэатора повыаается и снижаются потери сахара от разложения.

Конструкция предлагаемого вакуум-. аппарата обеспечивает снижение удель4п ной металлоемкости вакуум-кристаллизатора на 15%, увеличивает скорость циркуляции и йспарения раствора минимум на 5% и интенсификацию таким образом процесса кристаллизации, 45 экономное и эфФективное использование греющего пара (возможность применения паров с низкими потенциалами и температурой 103-105 С при большой поверхности теплообмена в единице объема).

Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого вакуумкристаллизатора составит 18,1 тыс. руб.

1071638

+mph

®v(Р

40uz. Р

Составитель Г.Лошкарева

Техред Л,Пилипенко, Корректор М.Шароши

Редактор М.Товтин

Тираж 375 Подписное

Заказ 68/21 тета СССР

ВНИШПИ Государственного комитета ССС по д делам изобретений и открытий

4 5

113035, Москва, У(-35, Раушская наб., д. /

<1>илиал П ПП "П ент" г.ужгород, ул.Проектная, ат