Кристаллизатор для лактозы

 

Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изогидрических условиях,и может быть использовано в химической и сахарной промышленности. Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества продукта путем уменьшения осаждения кристаллов на днище корпуса аппарата . Кристаллизатор для лактозы имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 и кожух 2, образующий с корпусом теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллизата в виде задвижки и установленное в корпусе перемешивающее устройство , состоящее из вертикального вала 5 и жестко укрепленных на нем по высоте дисков 6, имеющих сопла 7, направленные суживающейся частью вверх. Форма нижнего диска 8 соответствует форме сферического днища 9, при этом нижний диск расположен у днища с зазором и имеет по периметру направляющий усеченный конус 10, обращенный меньшим основанием вверх. Теплообменная рубашка 3 снабжена патрубком 11 для подвода и патрубком 12 для отвода хладагента. Вертикальный вал 5 виброперемещающего устройства установлен консольно в верхнем подшипнике скольжения 13 и соединен с низкочастотным виброприводом 14, смонтированным на крышке 15, которая снабжена патрубком 16 для начального набора перенасыщенного раствора. 3 ил. -w Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 13 К 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1

s ",Ôö 34 " л

1 ° „.. л

F.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I5

/2 (21) 4756405/13 (22) 09.11,89 (46) 23.11.91. Бюл. ¹ 43 (71) Воронежский технологический институт (72) С.М. Петров, Ю.Н. Анчеков и Е,Н, Сигачева (53) 637.127.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1296581, кл. С 13 К 5/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11119911005522, кл. С 13 К 1/02, 1983. (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ЛАКТОЗЫ (57) Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в иэогидрических условиях,и может быть использовано в химической и сахарной промышленности. Цель изобретения — повышение производительности и улучшение качества продукта путем уменьшения осаждения кристаллов на днище корпуса аппарата, Кристаллизатор для лактоэы имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 и

/Ф

„„« Ы„„1693068 А1 кожух 2, образующий с корпусом теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллизата в виде задвижки и установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 и жестко укрепленных на нем по высоте дисков 6, имеющих сопла 7; направленные суживающейся частью вверх. Форма нижнего диска 8 соответствует форме сферического днища 9, при этом нижний диск расположен у днища с зазором и имеет по периметру направляющий усеченный конус 10, обра щенный меньшим основанием вверх. Теплообменная рубашка 3 снабжена патрубком

11 для подвода и патрубком 12 для отвода хладагента. Вертикальный вал 5 виброперемещающего устройства установлен кон- 3 сально в верхнем подшипнике скольжения

13 и соединен с низкочастотным виброприводом 14, смонтированным на крышке 15, которая снабжена патрубком 16 для начального набора перенасыщенного раствора. 3 ф ил. р

/ ° еЬ

1693068

Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изогидрических условиях, и может быть использовано в химической и сахарной отраслях промышленности, Известен кристаллизатор для лактозы, включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, расположенную в нем соосно обечайку из упругого материала с образованием теплообменной рубашки, разделенной перегородками на отдельные секции, патрубки для отвода хладагента которых подключены к гидропульсатору для создания колебаний обечайки, установленное в корпусе виброперемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала и укрепленных по высоте лопастей в виде отдельных винтовых витков, имеющих сопла (1).

Однако в кристаллизаторе наличие опорного устройства с нижним подшипником определяет расстояние между нижней лопастью и днищем таким, что затопленные струи не оказывают существенного влияния на смыв кристаллов, образовавшихся и осевших на днище аппарата, что снижает его производительность и ухудшает гранулометрический состав продукта.

Между стойками опорного устройства нижнего подшипника образуется конус жидкости, вызванный набегающим потоком, т.е. застоянная зона, в которой вероятность осаждения, роста, агломерации кристаллов резко возрастает, что негативно отражается на работе устройства для выгрузки кристаллизата.

Недостатком является также центробежная сепарация, кристаллов, особенно крупных, в пристенную область, вызванная винтообразной поверхностью лопастей.

Известен кристаллизатор для лактозы, включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, снабженный технологическими патрубками и теплообменной рубашкой, установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вала и укрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которых имеет форму, аналогичную форме днища, и вибропривод вала (2), Известный кристаллизатор имеет не. достаточную производительность из-за сравнительно низкой интенсивности перемешивания, что удлиняет процесс кристаллизации.

Недостатком является также возможность отложения твердой фазы на днище и внутренних поверхностях аппарата с последующим накоплением массы кристаллов особенно у днища, где накапливаются крупные кристаллы и образуются в результате кристаллические агрегаты (конгломераты).

Качество продукта снижено в связи с

5 неэффективным ростом кристаллов в осевшем слое у днища аппарата, наблюдается разнородный гранулометрический состав кристаллов с повышенным содержанием кристаллов мелкой фракции в связи со сни10 жением интенсивности омывания осевшего слоя маточным раствором, Цель изобретения — повышение производительности и улучшения качества продукта путем уменьшения осаждения

15 кристаллов на днище корпуса аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в кристаллизаторе для лактозы, включающем вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, снабженный техно20 логическими патрубками и теплообменной рубашкой, установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее иэ вала и укрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которых имеет форму, анало25 гичную форме днища, и вибропривод вала, вал перемешивающего устройства укреплен консольно, а его нижний диск расположен у днища с зазором для прохода кристаллизуемой массы в сопла этого диска

30 и снабжен установленным по его периметру направляющим усеченным конусом, обращенным меньшим основанием вверх, при

° этом сопла дисков расположены таким образом, что их сужающиеся части направле35 ны также вверх, На фиг, 1 изображен кристаллизатор, продольный разрез; на фиг, 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — нижний диск с направляющим усеченным конусом, 40 Кристаллизатор для лактозы включает вертикальный цилиндрический корпус 1 и кожух 2, образующий с корпусом теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллизатора в виде задвижки и установ45 ленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 и жестко укрепленных на нем по высоте дисков 6, имеющих сопла 7, направленные суживающейся частью вверх. Форма нижнего

50 диска 8 соответствует форме сферического днища 9, при этом нижний диск расположен у днища с зазором и имеет по периметру направляющий усеченный конус 10, обращенный меньшим основанием вверх.

55 Теплообменная рубашка 3 снабжена патрубками для подвода 11 и для отвода 12 хладагента. Вертикальный вал 5 перемешивающего устройства установлен консольно в верхнем подшипнике 13 скольжения и соединен с низкочастотным виброприводом

1693068

14, смонтированным на крышке 15, которая снабжена патрубком 16 для начального набора перенасыщенного раствора.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Теплообменную рубашку 3 заполняют горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса кристаллизации (343 — 348 К), затем через патрубок 16 в корпус аппарата подают перенасыщенный раствор лактозы до погружения в него верхнего диска 6.

Затем в теплообменную рубашку 3 подают под избыточным давлением через патрубок 11 хладагент(ледяную воду), расход которой устанавливают таким, чтобы обеспечивался заданный технологическим режимом темп осаждения кристаллизующегося раствора.

С момента подачи хладагента включается низкочастотный вибропривод 14, сообщающий продольные колебательные движения вертикальному валу 5 в подшипнике 13 скольжения. При этом пакет дисков

6 совершает возвратно-поступательные движения вместе с валом. Одновременно обеспечивается вертикальная пульсационная циркуляция кристаллизующегося раствора в корпусе 1: соплами 7 на дисках 6 раствор поднимается от днища аппарата к

его свободной поверхности, образуя восходящий поток, а в кольцевом зазоре между пакетом дисков 6 и корпусом 1 создается, соответственно, нисходящий поток. У дни-. ща 9 нисходящий поток раствора разворачивается за счет всасывающего действия нижнего диска 8 и вновь переходит в восходящий. Разворот потока и исключение отложения при этом твердой фазы у днища 9 обеспечивают следующие обстоятельства: сферическая форма нижнего диска 8 (повторяющая форму днища), близкое расположение диска 8 к днищу, на расстоянии около одного диаметра входного отверстия сопла и ориентация сопел суживающейся частью вверх, направляющий усеченный конус 10 по периметру нижнего диска, Направляющий усеченный конус 10 является коническим сходящимся насадкам, усиливающим действие сопел и снижающим выходдисперсной среды в пристенную область, что привело бы к возмущению пристенной зоны и неизбежному снижению скорости осаждения находящихся в ней кристаллов. Направляющий усеченный конус снижает отрицательное влияние краевого эффекта, выражающегося в образовании завихрений на кромках диска 8 с выведением части кристаллов из восходящего потока при его отсутствии.

Кроме того. конус 10 сообщает дополнительную скорость потокам жидкости, разогнанным в соплах, вследствие чего двухступенчатый разгон среды B соплах 7 и конусе 10 эффективнее раздельного их применения, Обеспечение более интенсивного пульсационного движения дисперсной среды в центральной части аппарата в направлении, противоположном действию силы тяжести, способствует увеличению скорости относительного перемещения кристаллов в жидкости с соответствующим увеличением скорости их роста и интенсификации массопередачи, Изобретение позволяет увеличить производительность кристаллизатора и повысить качество готового продукта путем исключения оседания кристаллов на днище аппарата за счет подсасывающего действия сопел нижнего диска при его расположении на расстоянии порядка одного диаметра входного отверстия сопел. Такое расположение нижнего диска обеспечивает формирование профиля скорости в зазоре между днищем и диском с вертикальными и поперечными (вдоль днища) составляющими.

Улучшение качества готового продукта достигается путем выравнивания гранулометрического состава кристаллов и снижения в них мелкой фракции. Нижний сферический диск, работая на подъем кристаллов за счет всасывающего эффекта, обеспечивает меньшее дробление и истирание кристаллов при переходе последних из опускающегося потока в восходящий, что в конечном счете позволяет уменьшить потери лактозы в мелассе.

Формула изобретения

Кристаллизатор для лактозы, включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, снабженный технологическими патрубками и теплообменной.рубашкой, установленное s корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вала и укрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которых имеет форму, аналогичную форме днища, и вибропривод вала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества продукта путем уменьшения осаждения кристаллов на днище корпуса, вал перемешивающего устройства укреплен консольно, а его нижний диск расположен у днища с зазором для прохода кристаллизуемой массы в сопла этого диска и снабжен установленным по его периметру направляющим усеченным конусом, обра1693068

Составитель С.Петров

Редактор О.Юрковецкая Техред M. Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 4052 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 щенным меньшим основанием вверх, при этом сопла дисков расположены так, что их сужающиеся части направлены также вверх.