Кристаллизатор

 

Изобретение относится к оборудованию сахарной промышленности, предназначенному для кристаллизации сахаросодержащего сиропа, и может быть также использовано для кристаллизации различных веществ в пищевой и химической промышленности . Цель - повышение производительности за счет увеличения скорости циркуляции кристалломассы. Кристаллизатор состоит из вертикально расположенного корпуса 1, размещенной внутри корпуса без зазора с ним нагревательной камеры 2, имеющей в центральной части циркуляционный канал 3, и установленного в циркуляционном канале устройства 4 для перемешивания кристаллизуемой массы. состоящего из вертикального вала 5 и укрепленного на нем диска 6, имеющего радиально расположенные окна. На диске 6 при помощи шарниров укреплены вдоль одной и той же радиальной кромки каждого окна плавно изогнутые лопасти 9, вогнутой поверхностью обращенные к окну и состоящие из верхней и нижней частей. Лопасти 9 установлены в наклонном положении. Ширина верхней части лопасти больше ширины нижней части, а угол наклона верхней части лопасти меньше угла наклона нижней. Верхняя кромка лопасти 9 полностью перекрывает просвет окна во избежание возникновения восходящего потока По всей поверхности лопасти выполнены в шахматном порядке перфорационные отверстия . Ширина лопасти 9 уменьшается в радиальном направлении. Диск б и лопасти 9 имеют покрытие из фторопласта. Кристаллизатор снабжен приводом 14 для сообщения вращения перемешивающему устройству 4, патрубками 15 и 16 для отвода соответственно вторичного пара и конденсата , патрубками 17, 18 для начального набора исходного раствора и подачи пара, а также1 устройством 19 для выгрузки суспензии , 1 з.п. ф-лы, 4 ил. СП С о ю оэ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1698296 А1 (19) (И) (я)" С 13 F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ы (21) 4802468/13 (22) 31.01,90. (46) 15.12.91, Бюл, N. 46 (71) Воронежский технологический институт (72) С.M.Ïåòðîâ и Ю,Н.Анчеков (53) 664.126.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 757595, кл. С 13 F1/02,,1980.

Авторское свидетельство СССР М

1594984-„êë. С 13 F 1/02, 1988, (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к оборудованию сахарной промышленности, предназначенному для кристаллизации сахаросодержащего сиропа, и может быть также использовано для кристаллизации различных веществ в пищевой и химической промышленности. Цель — повышение производительности за счет увеличения скорости циркуляции кристалломассы. Кристаллизатор состоит из вертикально расположенного корпуса 1, размещенной внутри корпуса без зазора с ним нагревательной камеры 2, имеющей в центральной части циркуляционный канал 3, и установленного в циркуляционном канале устройства 4 для перемешивания кристаллизуемой массы, Изобретение относится к оборудованию сахарной промышленности, предназначенному для кристаллизации сахаросодержащего сиропа, и может быть также использовано для кристаллизации различных веществ в пищевой и химической промышленности.

Известен кристаллизатор для кристаллизации веществ, преимущественно сахарозы в свеклосахарном производстве, включающий вертикальный корупс, разме4 состоящего из вертикального вала 5 и укрепленного на нем диска 6, имеющего радиально расположенные окна, На диске 6 при помощи шарниров укреплены вдоль одной и той же радиальной кромки каждого окна плавно изогнутые лопасти 9, вогнутой поверхностью обращенные к окну и состоящие из верхней и нижней частей, Лопасти 9 установлены в наклонном положении, Ширина верхней части лопасти больше ширины нижней части, а угол наклона верхней части лопасти меньше угла наклона нижней. Верхняя кромка лопасти 9 полностью перекрывает просвет окна во избежание возникновения восходящего потока. По

BceA поверхности лопасти выполнены в шахматном порядке перфорационныеотвератия, Ширина лопасти 9 уменьшается в радиальном направлении. Диск 6 и лопасти

9 имеют покрытие из фторопласта. Кристаллизатор снабжен приводом 14 для сообщения вращения перемешивающему устройству 4, патрубками 15 и 16 для отвода соответственно вторичного пара и конденсата. патрубками 17, 18 для начального набора исходного раствора и подачи пара, а также устройством19 для выгрузки суспензии, 1 з.п. ф-лы, 4 ил, щенную внутри него нагревательную камеру с центральным циркуляционным каналом, устройство для циркуляции суспензии в виде укрепленного на валу конуса с окнами, к общему основанию которого прикреплена ситчатая заслонка, снабженное приводом.

Недостатком известной конструкции кристаллизатора является невысокая скорость кристаллизации, а следовательно, и недостаточная производительность, 1698296 вследс1.вле неэнячип ельного относительного движения кристаллов в межкристальном растворе, высокая диспарсность кристаллов.

Бли>каишим тех>1И Iecf:.!464 решением к 5 и редлон<811ному является;<ристаллизатор, Состоящий иэ вертикально расположенного кбрпуса, размещенной внутри него нагревательной камеры с центральным циркуляционным каналом, и установленного в нем ".0 устройства для перемешивания кристаллизуемой массы, состоящего из вертикального в4ла и укрепленного на нем дискG име1ощеГО радиально расположенные Г>к1«а, снабженные прикрепленными к их радиальным 15 кромкам наклонными лопатками, одна из которых — верхняя — располо>кена над диском, а другая — нижняя перфорированная— прд ним.

Недостатком кристяллизятора являет- 20 ся: — недостаточное увеличение производительности иэ-за того, что насосный эффект устройства снижается в результате забивания кристаллами внутренней верши- 25 ны между лопатками..

Целью изобретенля явггяется повыше-.ние производительности путем уэеличенля скорости циркуляци14 кристалломассы.

Указанная цель достигается тем, что в,30 кристаллизаторе, сос Гоящем йэ вертикал1.о расположенного корпуса, разме,ценной нутри него нагревательной кяк еры " центальным циркуляц14онным каналом, 14 стяовленного в нем устрой;TBG для 35 еремешивания кристаллизуемой масс:-., состоящего из вертикального вала и укрепленного на нем длскя, имеющего рад:4ально

Расположенные окна, снабженные прикрепленными к их радиальным кромкам на- 10 клонными лопатками, одна из которых—

Верхняя — расположена над диском, а другая — нижняя перфорлрованная — под ни1,1, лопатки каждого окна жестко соединены мен<ду собой с Образованием единой лопя- 15 сти, выполненной плавно изогнутой тяк141

Образом, что вогнутая поверхность ее обр=.цена к окну, причем ширина лопасти в центpBJlbHoA части дl4ска больш8., чем ширина лопасти на его периферии, а ее верхняя 50 часть выполнена перфорированной. Лопя"ти должны быть укреплены к рядлальным кромкам окон шарнирно, при этом дис;< и лопасти име1от покрытие из фторопласта.

На фиг.! изОбражен Общий вид кристЯ 1 лизатора в продольном разрезе; а фиг.2—

ooL1Il4I4 вид диска; HB флг,3 — pB3p83 I70 Б-Ь на фиг.2; НЯ фиг.- 1 — вид по стрелке В фи1.3, Кристяллиэято > состоит из вертикально

pGciloJlo>K8ilrl0f 0 Kop!1уса 1, раэмеlц8нм(>й внутри корпуса без зазора с ним нагг;евэ тельной камеры 2, име>ощей 8 ц;-;:.-:Ральной части циркуляционный канал 3 I òяно;лОннОГО в циркуля цион I IQM KЯ1! Яле ус I ро 1с, ва 4 для перемешивания крист.11 лиэуемой массы, состоящего из вертикальнога ва11Я 5 и укрепленного на нем диска 6, име1о.цего радиально располо>кенные окно 7, На диске

6 при помощи шарниров 8 укреплены вдоль

Одной iJI той же радиальной кроики каждого

Окна плавно иэог 1уть1е лопасти 9, вогнутой

Г!Оверхностью Обращень1ые к Окну и состоя"

Щие из верхней 10 и ни>кней 11 частей, ЛОпасти 9 установлены в наклон Hîi4 поло:кении, 17=1ириня в81>Иней чяСти лопес" и 10 больше ш рины Н1лн<ней части 11, а угол наклона . верхней части лопасти мсньш: угла нэклана;.> нижней. Hep>:няя кромка ло п:-::,сти 9 полностью перекрываеl пpocB8T ov, на 7 во избежание возникновения

B0cKoJ7 IfÖ8Ão потока. 1110 всей !1068Pxi«ocTI« лопасти выполнены в шахматно1 ; порядке ,18рфорационные отверстия 12. Ширина лопастл 9 уменьшается в радиальном направлении. Диск 6 и гопаст:4 9 .: меют по <рытие

«,,«из фторо Г1 ласта.

1<ристалг1143атор cнабжен opi48oðoI4 14 ,<>л ° сООб!Цения враЩен!4я п8ремешивЯюЩ8 му устройству 4, патрубкам1«15 и 16 для отводя соответственно вторлчно-о парэ и конденсата, патрубквми 17, IB для начальногп -.iаeбора i«c;<одного раствора и Г1овач14 лара,: ".Якн<е устройством 19 для вь.гpv3YN .".iCr 8fI3I4f4, КР14сгал иэатоо работаеi следуюьцим

Образом, И:::.0!4I«biÉ раствОР ч817.:э 1 i Грубо1, 17 п<дают в Bfif«GpBT для Г,Явного погружения

HBГревят8л" ной камеры ., в кОторую зятем ч8083 петр; бок I 8 Г1Ода10т Греющил пар, Вкл10чают Г1ривод 1«, <оторый сооб цвет вра1цательнoe движение стройству л, .ряз мещен ному в ци,.".>куля цион ком кянял8 3

При этом коисталллэатор чаходится под разре>кен148м. Образу1ощиеся в процессе ра<>оты кристаллизатОРЯ втОричный пар li, :< нденсат о водят через патрубки 1",, i 6, b результате вращательного движения диска

6 раствор, находящийся в ц-":нтральном циркуляционном канале 3, подхватывается лопастями 9, с"îðîñ:òü его возрастает в осевом направлении, Это приводиг к интенси<рикации циркуляции раствора во всем аппарате, росту скорости вь1паривания воды иэ pGcтвора и переходу его в пересы щенное состоякие. 11осле инициирования затравкой кристяллООбрязовяния Г1170исходит возник

;oae«l1e зародышей и рост кристаллов ьо всем объеме кристаллизатора, образующих суспенэию, При увеличении скорости циркуля;.,и:; суспензии в зоне работы лопастей 9 и .—.э .;х поверхностях активизируется рост кристаллов эа счет активного смывания уходящей через отверстия 12 межкристальной жидкостью кристаллов, движущихся по всей перфорированной поверхности лопасти, а 10 также за счет увеличения относительной скорости кристаллов и жидкости в поле центробежных сил, вызванных плавной кривизной лопасти 9.

Сужение лопасти 9 к периферии обеспе- 15 чивает более равномерный профиль скорости на выходе из циркуляционного канала 3, так как при разгоне потока поверхностью лопасти возникает его закручивание с соответствующим возрастанием осевой и ради- 20 альных составляющих вектора скорости.

Для приближения условий движения потока к изокинетичности ширина лопасти в рэдиальном направлении должна быть меньше, Это условие обеспечивает в свою очередь 25 устойчивое образование контура циркуляции во всем объеме аппарата. Постоянная плавная кривизна по всей ширине лопасти

9 исключает удерживание и накопление кристаллов в любом местеее поверхност л и 30 способствует полному сходу кристаллов с лопасти в пространство под нагревательной камерой 2.

Нижняя часть 11 лопасти 9 работае таким образом, что вектор относительной сКо- 35 рости потока образует с вертикальной осью некоторый угол для снижения центробежного эффекта, отбрасывающего кристаллы к периферии аппарата. Предлагаемая форма лопасти усиливает турбулизацию в зоне вы- 40 хода потока из циркуляционного канала 3 с соответству ощим увеличением относительной скорости движения кристаллов и массопереноса, Шахматное расположение отверстий 12 45 обеспечивает более равномерное омывание кристаллов эа счет исключения менее активных зон ча поверхности лопасти, которые могли бы ооразоваться при рядном расположении отверстий 12 и возникающем тормо- 50 жении потока поверхностью промежутков между отверстиями, Кроме того, при шахматном расположении возрастает прочность лопасти, что позволяет сделать большим ее живое сечение. 55

Снижение возможности повреждения кристаллов при их адгезии о поверхность лопасти 9 обеспечивается эа счет покрытия их фторопластом 13, имеющим наименьший м коэффициент трения.

Наличие шарнирного соединения 8 лопасти 9 с кромками окон 7 диска 6 позволяет выбирать оптимальное ее положение на любой стадии процесса кристаллизации и для различной вязкости утфелей I, II, III продуктов

После завершения процесса кристаллизации суспензия выгружается через устройство 19

Использование предлагаемого кристаллиэ тора позволяет; — увеличить производительность путем .увеличения скорости циркуляции суспенэии при одновременной активности роста крлсталлоь ".а счет их более активного омывания нэ полностью перфорированных лопастях и увеличения относйтельной скорости движения кристаллов в поле центробежных сил на искривленных лопастях, а также изменения в шарнирах положения лопастей в зависимости от вязкости кристаллиэукщейся суспенэии; — увеличить производительность перемешивающего устройства за счет исключения забивания внутренней полости между лопатками и t;oBbtcvlTb B итоге нэ осныЙ зфФект: — активизировать тепломассообмен в наименее напряженной части аппарата, а именно э циркуляционном канале, где наименьший удельный теплоподвод, за счет ускорения потока в этой ",îíå.

Кристаллы, имеющие большую плотность, подвергнутся ускорению в меньшей степени, чем межкрлстальная жидкость. т,е. воэн.лкает относительное смещение их в общем потоке.

Формула лэооретения

1. Кристаллиээтор., состоящий из вертикально расположенного корпуса, размещенной внутри него нагревательной

Kàèåðû с центральным циркуляционным каналом, и установленного в нем устройства для перемешивания кристаллизуемой массы, состоящего иэ вертикального вала и укрепленного на нем диска, имеющего радиально расположенные окна, снабженные грикрепленными к их радиальным кромкам наклонными лопатками, одна иэ которых — верхняя расположена над диском, а другая — нижняя перфорированная— под ним, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем увеличения скорости циркуляции, лопатки каждого окна жестко соединены между собой с образованием единой порасти, выполненной плавно изогнутой таким образом, что вогнутая поверхность ее обра169829б щена к окну, причем ширина лопасти в,центральной части диска больше, чем ширина лопасти на его периферии, а ее верхняя часть выполнена перфорированной.

2. Кристаллизатор по п.3, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что лопасти укреплены к радиальным кромкам окон шарнирно, при этом диск и лопасти имеют покрытие из фторопласта.

Составитель ГЛошкарева

Техред M.Moðråíòàë Корректор Н. Ревская

Редактор В.Трубченко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4368 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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