Кристаллогенератор непрерывного действия

 

Изобретение относится к устройствам для кристаллогенерации и может быть применено в пищевой и химической промышленности. Кристаллогенератор содержит секции для заводки кристаллов и их закрепления, снабженные поверхностями теплообмена. Секция для закрепления кристаллов имеет поверхность теплообмена в виде днища и содержит теплообменные трубы, образующие зоны нагрева и охлаждения утфеля. Секция для заводки кристаллов выполнена в виде тонкостенной цилиндрической металлической камеры и снабжена коаксиально закрепленными на ее наружной поверхности электродинамическими излучателями. Последние поочередно подключаются через коммутатор к генератору периодических импульсов, при этом поверхность теплообмена этой секции выполнена в виде теплообменной трубы, размешенной по оси цилиндрической камеры. Изобретение обеспечивает уменьшение полидисперсности молодого утфеля путем регулирования инициирования образования центров кристаллизации. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для кристаллогенерации и может быть применено в пищевой и химической промышленности.

Известен кристаллогенератор непрерывного действия, содержащий емкость, снабженную технологическими патрубками и расположенную внутри поверхность теплообмена, состоящую из установленных ступенчато лотков, служащих для сгущения и образования кристаллов, закрепления последних и их расчистки (авт. св. СССР 747891, С 13 G 1/00, 15.07.80).

Недостатками данного кристаллогенератора являются неоднородность образовавшихся кристаллов в результате самопроизвольного их зарождения; агломерация кристаллов и необходимость расчистки их паром для предотвращения этого явления; сложность доведения кристаллов до заданного количества и соответствующей дисперсности посредством подачи пара и сиропа.

Ближайшим техническим решением к предложенному является кристаллогенератор непрерывного действия, содержащий секции для заводки кристаллов и их закрепления, днища которых являются поверхностями теплообмена, камеры для подвода пара, расположенные под днищами, и технологические патрубки (авт. св. СССР 1330158, С 13 G 1/00, 15.05.87).

Недостатком известного кристаллогенератора является то, что кристаллические центры, полученные в результате самопроизвольного зарождения, представляют собой смесь неоднородных кристаллов. Кроме того, такой процесс растянут во времени, что увеличивает геометрические размеры секции заводки кристаллов.

Технический результат изобретения заключается в снижении полидисперсности молодого утфеля в результате регулируемого инициирования образования центров кристаллизации в камере заводки кристаллов.

Технический результат изобретения достигается тем, что в предложенном кристаллогенераторе непрерывного действия, содержащем секцию для заводки кристаллов, снабженную поверхностью теплообмена, секцию для их закрепления, имеющую поверхность теплообмена в виде днища и теплообменные трубы, установленные поперечно и образующие зоны нагрева и охлаждения утфеля, патрубки для подвода пара и технологические патрубки, секция для заводки кристаллов выполнена в виде тонкостенной цилиндрической металлической камеры и снабжена коаксиально закрепленными на ее наружной поверхности электродинамическими излучателями, подключаемыми поочередно через коммутатор к генератору периодических импульсов, а поверхность теплообмена этой секции выполнена в виде теплообменной трубы, размещенной по оси цилиндрической камеры.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен кристаллогенератор, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - узел I на фиг. 2.

Кристаллогенератор непрерывного действия (фиг.1) содержит секцию 1 для заводки кристаллов и секцию 2 для закрепления кристаллов. Внутри секции 1 для заводки кристаллов расположена тонкостенная цилиндрическая металлическая камера 3, на наружной поверхности которой коаксиально закреплены несколько электродинамических излучателей 4 в виде обмоток 5 (фиг.2, 3). Обмотки отделены от камеры 3 изолирующей прокладкой 6 и соединены через коммутатор 7 с генератором периодических импульсов 8 посредством кабеля 9. По оси камеры 3 расположена теплообменная труба 10 (фиг. 2). Камера 1 имеет технологические патрубки - 11 для подвода сиропа, 12 для отвода молодого утфеля в секцию для закрепления кристаллов и патрубки 13 и 14 для подвода и отвода холодной воды.

В секции 2 для закрепления кристаллов над днищем 15, которое является поверхностью теплообмена, установлены в коллекторах 16 и 17 теплообменные трубы 18, образующие зоны 19 и 20 нагрева и охлаждения утфеля. В камере 21 для подвода пара под днищем 15 в зонах 20 охлаждения укреплены изоляционные рубашки 22, образующие камеры 23, сообщающиеся с коллекторами 17, которые имеют патрубки 24а, 25а для подвода и отвода горячей воды. Коллекторы 16 снабжены соответствующими патрубками для подвода 24 и отвода 25 пара. Для отвода конденсата, неконденсирующихся газов и вторичных паров предусмотрены соответствующие патрубки 26, 27, 28. К патрубкам 12 и 29 присоединены трубопроводы для подачи сиропа 31 и 32. Для подвода пара в камеру 21 предусмотрен патрубок 30. Секции 1 и 2 соединены между собой трубопроводом 33.

Кристаллогенератор работает следующим образом.

Насыщенный сахарный сироп из концентратора поступает по патрубку 11 в камеру 3, в которой поддерживается необходимое пересыщение раствора посредством охлаждения его через теплообменную трубу 10 подачей холодной воды в нее через патрубок 13. Ввиду небольшой толщины слоя утфеля в зазоре между камерой 3 и трубой 10 происходит его быстрое и эффективное охлаждение. При установившемся режиме через камеру 3 протекает пересыщенный сахарный раствор. При протекании импульса тока от генератора периодических импульсов 8 через обмотки 5, расположенные коаксиально камере 3, в каждой обмотке создается импульсное магнитное поле, наводящее внутри электродинамического излучателя 4 вихревые токи. Взаимодействие магнитного поля с вихревыми токами приводит к возникновению силы отталкивания и излучатель 4 посылает в сахарный раствор мощный импульс давления. Контакт камеры 3 с сахарным раствором при полном ее заполнении приводит к генерации в ней ударной волны и фактически обеспечивает перемешивание пересыщенного сахарного раствора с широкополосным воздействием. Это способствует инициированию центров кристаллизации. Поочередное включение через коммутатор 8 электродинамических излучателей 4 повышает мощность локального воздействия по перемешиванию сахарного раствора, снижает энергозатраты на импульсный электродинамический излучатель и повышает эффективность управления образованием центров кристаллизации. При согласовании частоты воздействий электродинамическими излучателями с расходом сахарного раствора это усиливает эффект ударных волн в сахарном растворе при протекании его через последующие излучатели 4 по принципу (бегущей волны).

Из секции 1 через патрубок 12 молодой утфель поступает в секцию 2 по трубопроводу 31. При переходе утфеля в секцию 2 в него подают сироп через трубопровод 31, подключенный к патрубку 12. В секции 2 утфель перемещается по днищу 15. Одновременно греющий пар поступает через патрубок 30 в камеру 21, через патрубки 24 - в коллектор 16, а горячая вода непрерывно поступает в коллектор 17 через соответствующие патрубки.

Перемещаясь через зоны 19 нагрева и зоны 20 охлаждения между трубами 18, молодой утфель подвергается попеременному нагреву и охлаждению, что способствует максимальному укрупнению кристаллов за счет интенсивной рекристаллизации, т. е. происходит рост кристаллов по центрам кристаллизации и одновременное закрепление их. При этом достигается высокая монодисперсность кристаллов и высокое качество утфеля.

При выходе готового молодого утфеля из секции 2 через трубопровод 32, присоединенный к патрубку 29, подкачивают сироп, этим подготавливают утфель к дальнейшей кристаллизации.

Предлагаемый кристаллогенератор позволяет получать более однородные кристаллы в молодом утфеле за счет регулируемого инициирования образования центров кристаллизации. Использование молодого утфеля в качестве кристаллической основы для уваривания позволяет получить более выравненные по гранулометрическому составу готовые кристаллы и тем самым улучшить условия центрифугирования утфеля.

Формула изобретения

Кристаллогенератор непрерывного действия, содержащий секцию для заводки кристаллов, снабженную поверхностью теплообмена, и секцию для их закрепления, имеющую поверхность теплообмена в виде днища и теплообменные трубы, установленные поперечно и образующие зоны нагрева и охлаждения утфеля, патрубки для подвода пара и технологические патрубки, отличающийся тем, что секция для заводки кристаллов выполнена в виде тонкостенной цилиндрической металлической камеры и снабжена коаксиально закрепленными на ее наружной поверхности электродинамическими излучателями, подключаемыми поочередно через коммутатор к генератору периодических импульсов, а поверхность теплообмена этой секции выполнена в виде теплообменной трубы, размещенной по оси цилиндрической камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3