Устройство для кристаллизации утфеля

 

Использование: изобретение относится к сахарной промышленности, пищевой, микробиологической, а именно к оборудованию для кристаллизации сахара в утфеле последней ступени кристаллизации при охлаждении, для кристаллизации лимонной кислоты и других продуктов. Сущность изобретения: устройство для кристаллизации утфеля включает вертикальный цилиндрический корпус с днищем, снабженный патрубками для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей, и размещенные над лопастями мешалки основные теплообменные трубчатые змеевики, под которыми размещены дополнительные теплообменные змеевики таким образом, что трубы последних смещены на половину шага спирали относительно труб основных. Выходной участок каждого дополнительного теплообменного змеевика подключен к выходному участку основного. Трубы указанных теплообменных змеевиков укреплены на радиальных пластинчатых ребрах с образованием теплообменных секций. 3 ил.

Изобретение относится к сахарной промышленности, пищевой, микробиологической, а именно к оборудованию для кристаллизации сахара в утфеле последней ступени кристаллизации при охлаждении, для кристаллизации лимонной кислоты и других продуктов.

Известно устройство для кристаллизации утфеля, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, снабженный патрубками для загрузки и выгрузки утфеля, установленную в нем мешалку с лопастями и размещенную равномерно по высоте корпуса поверхность теплообмена, состоящую из отдельных секций, каждая из которых содержит по высоте два ряда параллельных труб, подключенных к входным и выходным коллекторам. Корпус закрыт крышкой, на которой расположен привод лопастной мешалки. Трубы каждой последующей по ходу движения утфеля секции расположены перпендикулярно к трубам предыдущей секции [1].

Это устройство имеет следующие недостатки: Каждая отдельная секция поверхности теплообмена имеет два ряда параллельных труб, которые неравномерно распределены по горизонтальному сечению корпуса.

Этот недостаток приводит к тому, что утфель при прохождении через секцию охлаждается по всему сечению массы не в равной степени.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для кристаллизации утфеля, включающее вертикальный цилиндрический корпус с днищем, снабженный патрубками для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей, и размещенные над лопастями мешалки теплообменные трубчатые змеевики [2].

Последние соединены последовательно по высоте мешалки.

Недостатки известного устройства заключаются в том, что указанное соединение змеевиков приводит к неравномерному охлаждению утфеля по высоте корпуса, не обеспечивается правильное перераспределение утфеля при проходе его через трубчатые змеевики, и, кроме этого, поверхность теплообмена между трубчатыми змеевиками и утфелем является недостаточно большой, что приводит к длительности процесса кристаллизации и неравномерности кристаллов по размерам в утфеле.

Цель изобретения заключается в ускорении процесса кристаллизации и получении более равномерных по величине кристаллов в утфеле.

Для достижения этой цели предложенное устройство для кристаллизации утфеля, включающее вертикальный цилиндрический корпус с днищем, снабженный патрубками для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей, и размещенные над лопастями мешалки теплообменные трубчатые змеевики, снабжено дополнительными теплообменными трубчатыми змеевиками, каждый из которых расположен под основным таким образом, что его трубы смещены на половину шага спирали относительно труб основного теплообменного змеевика, при этом выходной участок дополнительного змеевика подключен к входному участку основного, причем трубы указанных теплообменных змеевиков укреплены на радиальных пластинчатых ребрах с обpазованием теплообменной секции.

На фиг.1 схематически изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство для кристаллизации утфеля включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с днищем 2, снабженный патрубками 3 и 4 для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала 5 и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей 6 рамного типа, и размещенные над лопастями мешалки основные 7 и дополнительные 8 трубчатые змеевики.

Каждый дополнительный змеевик 8 расположен под основным таким образом, что его трубы смещены на половину шага t/2 спирали (фиг.3) относительно труб основного теплообменного змеевика 7. Выходной участок дополнительного змеевика подключен к входному участку основного.

Трубы указанных змеевиков укреплены на радиальных пластинчатых ребрах 9 с образованием теплообменной секции.

Устройство снабжено подводящим коллектором 10 тепло- или хладагента и коллектором 11 для отвода последнего.

Каждая теплообменная секция установлена съемно и подключена при помощи патрубка 12 и регулирующего клапана 13 к коллектору 10.

Корпус 1 и днище 2 снабжены теплообменными рубашками 14 и 15, внутри которых расположены зигзагообразные перегородки 16, при этом рубашки подключены при помощи патрубков 17, 18, 19 и 20 к коллекторам 10 и 11.

Ребра 9 в центре связаны между собой обечайкой 21 и на периферии имеют отверстия для соединения с кронштейнами 22 корпуса 1. Корпус 1 снабжен крышкой 23, на которой расположен привод 24 мешалки.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 непрерывно заполняют утфелем через патрубок 3. Поступивший в верхнюю часть аппарата утфель подвергают перемешиванию лопастями 6 мешалки, при этом осуществляется теплообмен между утфелем и теплообменной рубашкой 14, и теплообменной секцией. В трубы теплообменных змеевиков 7 и 8 и теплообменные рубашки 14 и 15 устройства подают хладагент (воду, рассол и т.д. ), температура которого обеспечивает максимальную скорость кристаллизации сахарозы (лимонной кислоты) в уфтеле.

Хладагент подается в коллектор 10, из которого через регулирующие клапаны 13 и патрубки 12 поступает в дополнительные теплообменные змеевики 8 каждой секции, а через патрубки 17 и 18 - в теплообменные рубашки корпуса и днища.

Утфель контактирует с трубами змеевиков 7 и 8, ребрами 9 и стенками корпуса и днища и охлаждается до заданных значений температур. Из теплообменных секций хладагент отводится в коллектор 11 и затем в сборник для повторного использования.

Утфель, постоянно перемещаясь вдоль цилиндрического корпуса 1, последовательно контактирует со всеми теплообменными секциями. Последовательное размещение по высоте трубчатых теплообменных змеевиков со смещенным шагом относительно друг друга обеспечивает эффетивное охлаждение утфеля при его перемещении по высоте корпуса. Перемешивание утфеля осуществляется с помощью лопастей 6 мешалки, вал 5 которой приводится во вращение установленным на крышке 23 приводом 24. Значение температурной разности в теплообменных секциях постепенно уменьшается от начала процесса к его концу. Это позволяет вести охлаждение с переменной скоростью, соответствующей снижению скорости кристаллизации сахара (лимонной кислоты) в утфеле на протяжении всего процесса. Температура хладагента (воды), поступающего на охлаждение утфеля, регулируется и поддерживается посредством изменения и стабилизации его расхода посредством регулирующих клапанов 13. Регулированием количества хладагента избегают неконтролируемых переохлаждений утфеля в прилегающих к теплообменным трубам слоях, приводящих к чрезмерному пересыщению межкристалльного раствора в этих слоях, а следовательно, к образованию кристаллической муки, затрудняющей центрифугирование и увеличивающей потери сахара в мелассе, а также к инкрустации теплообменных секций, снижающей коэффициент теплопередачи, и тем самым производительность устройства.

После окончания процесса кристаллизации утфель выводят из устройства через патрубок 4 и направляют на дальнейшую переработку.

Конструкция предложенного устройства обеспечивает увеличение площади теплообмена более чем в два раза. Это значительно ускоряет процесс кристаллизации и позволяет получить кристаллы, более равномерные по размерам, что улучшает качество готового утфеля.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ УТФЕЛЯ, включающее вертикальный цилиндрический корпус с днищем, снабженный патрубками для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей, и размещенные над лопастями мешалки теплообменные трубчатые змеевики, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса и получения более равномерных по величине кристаллов, оно снабжено дополнительными теплообменными трубчатыми змеевиками, каждый из которых расположен под основным так, что его трубы смещены на половину шага спирали относительно труб основного теплообменного змеевика, при этом выходной участок дополнительного змеевика подключен к входному участку основного, причем трубы указанных теплообменных змеевиков укреплены на радиальных пластинчатых ребрах с образованием теплообменной секций.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3