Вакуум-кристаллизатор непрерывного действия

 

Союз Советскнх

Соцнаттнстнческнх республнк (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) За я влено ®.08 77 (21) 2513658/28-13 (5l)M. Кл. с присоединением заявки М

С 13 а 1/OO

В 01 В 1/00

1 ещдзрстеенный Квинтет

СССР

ОО делам нзабретеннй н Открытым (23) Приоритет

Опубликовано 25 -"-80. Бюллетень .гй 11

Дата опубликован".í описания 25,03.80 (53) УДК, 664.1.057. .53 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. A. Точковой, A. Ф. Кравчук и A. К. Сущенко (7l ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной промышленности (54) ВАКУУМ вЂ” КРИСТАЛЛИЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к аппаратам для непрерывной кристаллизации сахара из растворов при испарении,и может быть использовано в химической и пищевой промышленности.

Ближайшим техническим решением подостигаемому положительному эффекту является вакуум-кристаллизатор непрерывного действия для утфелей сахарного производства, содержащий горизонтальную цилиндрическую емкость, .ТО разделенную вертикальными перегородками на ряд секций, установленные в последних поверхности нагрева, выполненные в виде пакетов полых вертикальных пластинчатых элементов, устройство для подвода греющего пара и отвода i5 конденсата и устройство для отвода готового утфеля (1J. Емкость снабжена горизонтальным шнеком, расположенным под поверхностями нагрева. Секции сообщаются между собой через отверстия в перегородках.

Аппарат работает следующим образом. В первую секцию непрерывно подается затравочная суспензия, приготавливаемая в отдельном устройстве. В эту же секцию и во все последую2 щие поступает ненасыщенный исходный сироп.

Поступление сиропа по секциям регулируется так, чтобы поддерживать в секциях заданное пересытцение маточного раствора. Давление греюШего пара, поступающего в нагревательные элементы, также регулируется, чтобы прп выпаривании растворителя иметь постоянное пересыщение в первой секции. Готовый утфель из последней секции непрерывно удаляется переливной трубой.

Однако в таком аппарате недостаточная циркуляция кристаллизуемого продукта в секции, вызванная верпткальным расположением нагревательных панелей и, следовательно, контурамл циркуляции с резко изменяющимся направлением движения потоков, приводит к осаждению более крупных кристаллов на дно аппарата.

Именно длч их удаления н предусмотрен шнек в нижней части аппарата (в последующих разработках фирма Fives Liege CaiP отказалась от применения шнека, применив для усиления циркуляштп и уменыцения оседания кристаллов вдувание пара в кристаллиэусмый продукт) .

722947

Расположение распределительных коллекторов греющего пара вне контакта с кристаллизуемым продуктом приводит к повышенным потерям тепла в окружающую среду и требует применения мощного слоя теплоизоляции.

Сложность регулирования установки вызвана тем, что переходные отверстия, в стационарных межсекционных перегородках рассчитаны на строго определенную производительность аппарата, что при каких-либо отклонениях от заданно- 10

ro режима работы приводит к необратимым качественным изменениям, в первую очередь, гранулометрического состава получаемых кристаллов.

Из-за этих недостатков гранулометрический состав кристаллов утфеля, получаемого в таком аппарате, значительно хуже, чем полученный в аппаратах периодического действия. Такой сахар для доведения его до требований стандарта необходимо подвергать дополнительной классификации на сортировочных установках, затрачивать дополнительные средства на пылеулавливание и тл. Кроме того, неравномерные кристалль1 утфеля затрудняют его последующую обработку (центрифутирование, сушку) и также требуют для ее осуществления дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат.

Целью изобретения является улучшение гранулометрического состава кристаллов получаемого утфеля. зо

Это достигается тем, что в предложенном аппарате полые пластинчатые элементы поверхФ ностей нагрева 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. элемента. Перегородки установлены с возможностью перемещения по вертикали.

Устройство для подвода пара и отвода конденсата состоит из расположенных параллельно с боков поверхностей нагрева коллекторов, связанных друг с другом и полыми пластинчатыми элементами при помощи трубок, Полые пластинчатые элементы сосоят из двух юогнутых пластин, каждая из которых является частью цилиндрической поверхности, при этом радиус изгиба внутренней пластины превышает радиус югиба внешней.

На фиг. 1 схематически изображен предло- п женный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 — поверхность теплообмена, в аксонометрии.

Вакуум-кристаллиэатор состоит из емкости

1 с двумя эллиптическими днищами по краям, внутри которой установлены вертикальные подвижные перегородки 2, разделяющие вакуумкрмсталлнзатор на секции, в каждой ю кото4 рых установлены поверхности нагрева 3. Весь аппарат наклонен вдоль продольной оси под углом 8 =3 к горизонту и в нижней точке днища имеет выход для утфеля с устройством для выгрузки утфеля в виде турникета 4, а вверху — два патрубка с лабиринтными ловушками 5 для выхода вторичного пара из аппарата.

Поверхность нагрева (см, фиг. 2 и 4) представляет собой набор плоских в продольном направлении, но изогнутых по радиусу в поперечном сечении полых пластинчатых элементов

6, сваренных из листовой стали ($=3мм). В поперечном сечении такой элеме п имеет серповидную форму, так как сварен он из двух пластин, Каждая из них является частью цилиндрической обечайки, что важно для прочности греющего элемента. Поскольку в наружной пластине радиус изгиба меньше радиуса пластины внутренней, то поперечное сечение греющего элемента в средине расширено, а к .периферии— постепенно сужается. Таким образом, если набрать в пакет несколько элементов 6, то пространство, образовавшееся между ними, будет иметь сечение,зауженное в средине и расширяющееся к периферии (см. фиг.2). Между собой полые пластинчатые элементы 6 соединены вверху при помощи двух радиально изогнутых труб

7, служащих одновременно для подвода греющего пара в каждый элемент.

Устройство для подвода пара и отвода конденсата состоит из плоскопараллельных коллекторов 8 и конденсатоотводящих трубок 9, которые сходятся в общий конденсатный коллектор 10. Аммиачная оттяжка 11 установлена на одной из верхних труб 7. Подвод греющего пара к поверхностям нагрева 3 осуществляется из двух паровых коммуникаций 12 через штуцера 13, которые: одновременно служат крепежными элементами поверхности нагрева в аппарате. В нижней цилиндрической части вакуум-кристаллизатора закреплена паровая рубашка 14, которая является дополнительной поверхностью нагрева.

Вертикальные подвижные перегородки 2 (фиг, 1 и 3) выполнены в виде усеченного плоского круга незначительной толщины, диаметр которого равен внутреннему диаметру вакуум-кристаллизатора. Чтобы перегородка могла подниматься вверх на максимально заданную высоту h, в корпусе аппарата 1 между верхней и нижней полуобечайками имеются боковые (и по торцам тоже) плоские вставки высотой h. Таким образом, корпус вакуумкристаллизатора не совсем цилиндрический— он "вьпянут" вверх на высоту h, Каждая под вижная перегородка 2 соединена с пневмоили гидроцилиндром 15 при помощи панги

16 через сальник 17 и находится в двух

722947 6 испарения продукта. Отвод конденсата производится отдельно иэ каждой секции через коллекторы 10, выведенные наружу через сальниковые уплотнения 19. Также отдельно от каждой поверхности нагрева отводятся аммиачные газы через оттяжку 11.

Положительный эффект от применения предлагаемого вакуум-кристаллизатора непрерывного действия выразится:

10 в улучшении гранулометрического состава кристаллов увариваемого утфеля путем создания организованных, направленных контуров естественной циркуляции; в экономическом и эффективном использовании греющего пара (возможность применения паров с низкими потенциалами) при большой поверхности нагрева к единице объема; и возможности полностью автоматизировать технологический процесс непрерывного уваривания утфеля; в малой удельной весовой характеристике аппарата, т. е, его малой металлоемкости по отношению к его производительности; в отсутствии вращающихся механизмов внутри аппарата и приводов к ним (выгрузочный турникет может быть заменен гидрозатвором); в простоте и технологичности изготовления аппарата, его транспортировки, монтажа и наладки1 в удобстве обслуживания вакуум-кристаллизатора в процесс его эксплуатации, в соответствии его внешнего вида современным эргономическим и эстетическим требованиям.

1. Вакуум-кристаллиэатор непрерывного действия преимущественно для утфелей свеклосахарного производства, содержащий горизонтальную емкость, разделенную вертикальными перегородками на ряд секций, установленные в последах поверхности нагрева, выполненные в виде пакетов полых пластинчатых элементов, устройство для подвода греющего пара и отвода

5О конденсата и устройство для отвода готового утфеля, отличающийся тем, что, с целью улучшения гранулометрического соста-, Ва получаемого продукта, полые пластинчатые элементы поверхностей нагрева имеют в поперечном сечении серповидную форму, при этом каждый последующий пластинчатый элемент от периферии к центру емкости имеет радиус изгиба и высоту, превышающие рациус изгиба и высоту предыдущего элемента, а перегородки направляющих 18, которые закреплены на кор. пусе аппарата.

В нижней части аппарата расположены вводные патрубки конденсатных коллекторов 10 с сальниками 19, патрубки 20 подкачки сиропа, патрубок 21 для эаводки кристаллосодержаи;ей массы (затравки), а также две задвижки 22 окончательного спуска продукта из аппарата.

Против каждой секции на корпусе вакуум-крис таллизатора имеются смотровые окна 23 и пробоотборники 24. Вся конструкция поддерживается несколькими парами опорных лап 25.

Вакуум-кристаллизатор непрерывного действия работает следующим образом.

В первую секцию аппарата через патрубок 2 непрерывно подается затравочная суспензия.

В эту же секцию и во все последующие через патрубки 20 поступает сироп. Его поступление по секциям регулируется так, чтобы поддерживать в секциях заданное пересыщение маточного раствора. Так как каждая поверхность теплообмена имеет свой подвод пара из труб 7, его давление регулируется так, чтобы при выпаривании сиропа было постоянное пересыщение в первой секции.

Описанная поверхность теплообмена, состоящая из серповидных полых элементов 6, создает условия для интенсивной, организованной, естественной циркуляции кристаллизуемого продукта (см. фиг.2), Поскольку подъемные каналь между серповидными элементами имеют внизу и вверху, т.е. на входе и на выходе циркулируемого потока, расширения, то гидравлические сопротивления сведены к минимуму. Продукт в такой поверхности нагрева циркулирует в двух контурах по ходу его движения вдоль аппарата — в левом и в правом.

Так как вакуум-кристаллизатор наклонен вдоль продольной оси под небольшим углом к горизонту, переход сиропа из одной секции в другую осуществляется через нижние щели, образованные при подъеме вертикальных межсекционных перегородок 2. Величину щели, т.е. подъем перегородки, можно регулировать в зависимости от необходимости получения определенной концентрации утфеля в данной секции.

Сваренный утфель из последней секции аппарата непрерывно удаляется через выходную трубу и турникет 4. При необходимости полного опорожнения вакуум-кристаллизатора открываются задвижки 22, расположенные на днище аппарата, и продукт выводится наружу через турникет 4.

Подвод греющего пара осуществляется с двух сторон по коммуникациям 12 непосред.ственно в коллекторы 8 каждой поверхности нагрева, а также в паровую рубашку 14, расположенную в нижней части корпуса аппарата.

Вторичный пар выводится иэ алпарата через ловушки 5, расположенные в зоне интенсивного з5 Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого вакуум-кристаллиэатора ориентировочно составит 75 тыс.руб.

Формула изобретения

722947 установлены с возможностью перемещения по вертикали.

2. Вакуум-кристаллизатор по п,1, о т л ич а ю шийся тем, что устройство для подвода пара и отвода конденсата состоит иэ расположенных параллельно с боков поверхностей нагрева коллекторов, связанных друг с другом и полыми пластинчатыми элементами при помощи трубок, 3. Вакуум-кристаллизатор по п.1, о т л и ч а- 10 ю щ и Й с я тем, что полые пластинчатые элементы состоят из двух изогнутых пластин, каждая из которых является частью цилиндрической поверхности, при этом радиус изгиба внутренней пластины превышает радиус изгиба внешней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 1358472, кл. С 13 G, 1964.

722947

Составитель Г. Лошкарева

Редактор А. Бер Теехред М.Петко Корректор В. Синипкая

Заказ 314/15 Тираж 399 Подписное

GHHHHH Государственното комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,.ул. Проектная, 4