Вакуум-аппарат для кристаллизации сахарозы в свеклосахарном производстве

 

(1859446

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (81) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 07.05.79 (2t) 2764578/28-13 с присоединением заявки М (23)Приоритет (53)M. Кл.

С 13 G )/00

С 13 F 1/02

В О1 В 1/00 (Ьоудоретванвй коинтвт

СССР до делам изаорвтеиий и открытий

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень М 32 (53) УДК 666 ° 048. .541:664.1.05. .2(088 ° 8), Дата опубликования описания 30 ° 08.8) )

В.Г.Иирончук, Н.И.Штангеева, И.С.Гулфй, И.Г.Бажал, Л.И.Требии, В.О.Штангеев и Д,Г,Шишкой (72) Авторы изобретения

t омышленнос и аттнекой.,CG (7 1 ) 3 еу и Киевский технологический институт н

Заявители и Институт технической теплофизик (54) ВАКУУМ-АППАРАТ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ САХАРОЗЫ

В СВЕКЛОСАХАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ вора в камере концентрирования, снижает производительность и увеличивает потери сахара от разложения.

Кроме того, в процессе уваривания на стенках камеры роста кристаллов в зоне раздела утфель-вторичный пар происходит инкрустация сахара, что приводит к-периодическим остановкам аппарата для проларки и промывки, тем самым снижается производительность.!

Изобретение относится в основном к сахарной промышленности и может быть применено для кристаллизации сахара при кипении под вакуумом.

Известен вакуум-аппарат для кристаллизации сахароэы, включающий вертикальную емкость, содержащую камеру концентрирования сиропа, кристаллогенератор, камеру роста кристаллов и камеру осаждения послед10 них, поверхность нагрева,ранположенную в камерах, и устройство для классификации кристаллов по размеру, расположенное между камерой роста кристаллов и камерой осаждения, вклюИ чающее коллектор для подвода пара P)g.

Недостатками этого аппарата является то, что в камере концентрирования не в полной мере обеспечивается прямоток, происходит смешивание свежепоступающего раствора низкой концентрации (СВ58-65X) с растворами высокой концентрации (СВ 82-83Ц .

Это удлиняет время пребывания растИмеющееся устройство для классификации кристаллов по размеру подвергает обработке только некоторую часть утфеля. Поэтому значительная часть мелких кристаллов, выходя из центральной циркуляционной трубы, не рециркулирует, а вместе с утфелем поступает в камеру осаждения. Тем самьвт оии не подвергаются процессу рекристаллизации, что снижает качество утфеля и ухудшает его центрифугироваиие.

Цель изобретения — улучшение качества кристаллов готового продукта и уменьшение потерь сахароэы от разложения.

Для достижения этой цели в предлагаемом вакуум-аппарате емкость снабжена дополнительной камерой концентрирования прн давлении, превышающем давление в емкости на 0,2-0,25 ата, расположенной под основной и сообщенной с ней, и кристаллогенератором через гидрозатворы, при этом в емкости над предполагаемым уровнем утфеля установлен коллектор, связанный с трубопроводом для отвода вторичного пара иэ дополнительной камеры концентрирования н служащий для очистки внутренней повенхности емкости от инкрустации, причем в камере роста кристаллов под поверхностью нагрева установлена центрально обечайка, устройство для классификации кристаллов по размеру содержит конус, расположенный внутри обечайки, обращенной вершиной к поверхности. нагрева и образующий с обечайкой кольцевой зазор, а коллектор для подвода пара размещен по основанию конуса н его отверстия расположены под прямым углом к образующей конуса.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый вакуум-аппарат, общий вид; на фиг. 2 и 3 — разрезы А-А и

Б-Б на фиг. 1; на фнг. 4 — коллектор для тангенциального подвода пара, узел 1 на фиг. 1; на фиг. 5разрез В-В на фиг. 4 коллектора для классификации кристаллов по размеру; на фиг. 6 - узел Ц на фнт .1) на фиг. 7 - камеры концентрирования и кристаллогенератор.

Вакуум-аппарат включает вертикальную цилиндрическую емкость l с коническим днищем 2, ловушку 3, устройство 4 для выгрузки утфеля, камеру 5 концентрирования сиропа, кристаллогенератор 6, камеру 7 роста кристаллов, камеру 8 осаждения последних, поверхности 9-12 нагрева, расположенные в камерах 5 и 7, и кристаллогенераторе, дополнительную камеру 13 концентрирования, коллектор 14 для очистки внутренней поверхности емкости l от инкрустации, обечайку 15, устройство 16 для классификации кристаллов по размеру, коллектор 17 для подвода пара.

Основная камера 5 концентрирования сиропа состоит иэ секций 18, со15

55 ру 13 концентрирования, патрубок 26 для отвода вторичного пара с дополнительной камерой 13 концентрирования через регулирующий клапан 27 к коллектору !4 для тангенциального подвода пара на стенки камеры 7 роста кристаллов.

Основная камера 5 концентрирования сиропа расположена в верхней части ци-, линдрической емкости 1 и образует кольцевую камеру. Дополнительная камера 13 концентрирования выполнена в виде кольцевого сегмента и содержит поверхность 11 нагрева, патрубкн 28-30 для подвода пара и отвода конденсата и несконденсиронавшихся газон. Кристаллогенератор б выполнен в виде кольцевого сегмента, расположен на одном уровне с дополнительной камерой 13 концентрации и содержит трубчатую поверхность 12 нагрева с патрубками 31-33. для подвода пара, отвода конденсата и несконденсировавшихся газов, лабиринт 34 с отражателем капель для соединения с надутфельным пространством, трубу

35 гидрозатвора для соединения с дополнительной камерой 13 концентрирования и патрубком 36 для выхода молодого утфеля в камеру 7 роста кристаллов.

Камера 7 роста кристаллов имеет трубчатую понерхность 9 нагрева, циркуляционные каналы 37 и 38, вертикальные перегородки 39, которые разделяют камеру 7 роста кристаллов на секции l"×, днище 40,- калиброванные щелевые каналы 41 для перехода утфеля из секции в секцию, патрубки 42-44 для подвода пара и отвода конденсата и несконденсированшнхся газов, коллектор 45 и натрубок 46 для подвода раствора второго потока.

Под поверхностью 9 нагрева каме» ры 7 роста кристаллов установлена центральная обечайка 15, устройство

16 для .классификации кристаллов по размеру, содержащее направляющий

9446

4 держит трубчатую поверхность 10 нагрена, патрубки 19 и 20 для подвода раствора и пара, патрубки 21 и 22 для отвода конденсата и несконденсировавшихся газов, лабиринт 23 с отражателем капель для соединения с надутфельным пространством, щелевые калиброванные зазоры 24 для перехода раствора иэ секции в секцию, L-образную трубу гидрозатвора 25 для перехода раствора в дополнительную каме859446 конус с коллектором 17 и патрубками

47 для .подвода пара, и образующее с обечайкой 15 кольцевой зазор 48 для перехода .утфеля с камеры 7 роста кристаллов в камеру 8 осаждения.

Дно камеры 8 осаждения выполнено коническим,, снабжено подводами 49 па-ра, воды и раствора. К конусу через задвижку 50 прикреплена выгрузочная труба 51, снабженная регулирующим клапаном 52, приемной емкостью 53 для отвода утфеля.

Ловушка 3 снабжена отражателями

54 и 55 капель, направляющей обечайкой 56 и патрубком 57 для отвода вторичного пара.

Вакуум-аппарат работает следующим образом.

Процесс кристаллизации происходит под разряжением, создаваемым отводом вторичных паров и воздуха через патрубок 57, причем давление в дополнительной камере 13 концентрации на 0,2-0,25 ата выше, чем в основной камере 5 и в надутфельном пространстве. Это достигается тем, что дополнительная камера 13 концентрации находится на 1,5-1,7 м ниже основной 5, изолирована по вакууму от них, и отвод вторичного пара осуществляется через регулирующий клапан 27. установка дополнительной камеры

13.концентрирования позволяет предотвратить смешивание высококонцентрированного раствора, идущего на генерацию кристаллов, со свежим раствором низкой концентрации, поступающим в основную камеру 5 концентрирования. Кроме того, установка вертикальных перегородок 39 в основной камере 5 концентрации обеспечивает циркуляционно-прямоточное движение уварйваемого раствора, что увеличивает кратность. обмена последнего у поверхности 10 нагрева и тем самьйч уменьшает время пребывания раствора, увеличивает производительность и снижает потери сахара от разложения. Основная камера концентрировайия работает при максимальном разложении, что также уменьшает потери сахара от разложения за счет снижения температуры кипения. Так как.в . дополнительной камере концентироваиия раствор сгущается при давлении на 0,2-0,25 ата больше, чем в основной, то зто обеспечивает, во-первых, непрерывный процесс кристаллообразо5

20 вания в кристаллогенераторе б за счет мгновенного вскипания концентрированного сиропа, поступающего иэ допол-нительной камеры 13 концентрации в кристаллогенератор 6, во-вторых, ! уменьшается время пребывания раствора в ней за счет увеличения скорости циркуляции, так как минимум вязкости сахарных растворов с увеличением концентрации сдвигается в об ласть более высоких температур.

При установившемся режиме сахарный раствор, поступающий на увариваиие, разделен на два потока. Первый через патрубок 19 попадает на труб-. чатую поверхность IO нагрева первой секции основной камеры 5 концвнтри: рования сиропа, где, циркулируя, проходит из секции в секцию, испаряется до плотности 78-80Х СВ. Температура кипения в основной камере

5 концентрирования ниже, чем в донолнительной 13 благодаря перепаду давления 0,2-0,25 ата. Переход раст- вора из четвертой секции 18 основной камеры 5 концентрирования в дополнительную камеру )3 концентрирования осуществляется через гидрозатвор 25.

Раствор в дополнительной камере 13 концентрирования уваривается до содержания 82-83Х СВ и через трубу гидрозатвора 35 поступает в кристаллогенератор 6, где, благодаря большему разряжению, мгновенно вскипает и происходит интенсивное кристаллообразование, при этом раствор, благо даря .большой скорости циркуляции за счет оптимального конструктивного фактора, быстро перемещается к сливаемому патрубку 36 и попадает

4О в первую секцию камеры 7 роста кристаллов в виде молодого утфеля. Вторая часть раствора подается через . коллектор 45 в камеру 7 роста кристаллов, где иэ него вая вода испа45 ряется, сахар выкристаллизовывается в виде мельчайших частиц предельной коллоидной дисперсности, которые тут же вступают в процесс рекристаллизации, причем в каждую из секций

5О 1-Ч подается такое количество раствора, которое обеспечивает изогидрические условия варки, при котором количество воды, поступившей с раствором, равно количеству воды, вы55 паренной из раствора. для ликвидации йнкрустации на внутренней поверхности емкости 1 через коллектор 14 и форсунки 58 танген859446

55 циально подается вторичнъ и пар с дополнительной камеры 13 концентрирования. Этим обеспечивается постоянный обдув стенок емкости 1 паром на протяжении всего периода активной работы аппарата и предотвращаются до,полнительные перодические остановки вакуум-аппарата на пропарку.

Утфель, переходя из секции в секцию через щелевые каналы 41, увари- >о вается и из последней секции У поступает в камеру 8 осаждения через щелевой зазор 48. На пути утфеля из последней секции камеры 7 роста в камеру осаждения, под центральным циркуляционным каналом, 38, стоит устройство

43 для классификации кристаллов по размеру.

Это устройство содержит корпус, расположенный внутри обечайки 15 под центральной циркуляционной трубой 38, обращенный вершиной к поверхности

9 нагрева и образующей с обечайкой 15 кольцевой зазор 48. Ilo основанию конуса размещен коллектор 17 для.у5 подвода пара, воздуха или паровоздушной смеси. Отверстия коллектора направлены под прямым углом к образующей конуса, что обеспечивает продувание в кольцевом зазоре всей утфельной массы, поступающей через него из камеры 7 роста кристаллов в камеру 8 осажцения..

Утфель по конусу поступает в щелевой зазор 48 в зону вдуваемого пара из коллектора 17. Мелкие кристаллы

35 частично растворяются, а частично, как более легкие, увлекаются паром обратно через подъемные трубы поверхности 9 нагрева в последнюю секцию камеры 7 роста кристаллов, где бла40 годаря наличию рециркуляции вступают в процесс рекристаллизации, при этом предотвращение попадания мелких кристаллов в камеру осаждения значительно улучшает условия агре45 гативной устойчивости утфеля, что предотвращает образование друз и конгломератов ° Кроме того, вдувание пара воздуха, паровоздушной смеси) интенсифицирует процесс рециркуляции, что улучшает качество утфеля за счет кристаллизации. Все это приводит к улучшению центрифугирования утфеля.

Утфель, поступающий в камеру 8, осаждения, сгущается1 на выходе до плотности 92-94% СВ за счет накопления кристаллов и через задвижку 50 по трубе 51 непрерывно поступает в приемную емкость 53, Таким образом, предлагаемая конструкция вакуум-аппарата обеспечи- вает улучшение качества кристаллов сахара готового процукта и снижает его потери от разложения.

Формула изобретения

Вакуум-аппарат для кристаллизации сахарозы в свеклосахарном производстве, включающий вертикальную емкость, содержащую камеру концентрирования сиропа, кристаллогенератор, камеру роста кристаллов и камеру осаждения последних, поверхности нагрева, расположенные в камерах, и устройство для классификации кристаллов по размеру, расположенное между камерой роста и камерой осаждения, включающее коллектор для подвода пара, о т— л и ч:а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь сахарозы от разложения и улучшения качества кристаллов, емкость снабжена дополнительной камерой концентрирования при давлении, превышающем давление в емкости на 0,2-0,25 ата, расположенной под основной и сообщенной с ней и кристаллогенератором через гидрозатворы, при этом в емкости над предполагаемым уровнем утфеля установлен коллектор, связанный с трубопроводом для отвода вторичного .пара иэ допонительной камеры концентрирования и служащий для очистки внутренней поверхности емкости от инкрустации, причем в камере роста кристаллов под поверхностью нагрева установлена центрально обечайка, устройство для классификации кристаллов по размеру содержит конус, расположенный внутри обечайки,обращенный вершинойк поверхности нагрева и образующий с обечай кой кольцевой зазор, а коллектор для подвода пара размещен по основанию конуса и его отверстия расположены под прямым углом к образую щей конуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 234253, кл. С 13 С 1/00, 1966 (прототип).