Кристаллизатор для лактозы

 

Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изогидрических условиях, и может быть использовано .в химической и сахароперерабатывающей промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода лактозы и снижение знергозатрат. Кристаллизатор включает соосно располо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 С 13 К 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4168901/31 — 13 (22) 29. 12.86 (46) 28.02.89. Вюп. № 8 (71) Воронежский технологический институт (72) С.M.Ïåòðoâ и К.К.Полянский (53) 637.127.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1191052, кл. С 13 К 1/О ?, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1296581, кл. С 13 К 5/00, 1987. (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ЛАКТОЗЫ (57) Изобретение относится к оборудованию молочной промьпппенности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изогидрических условиях, и может быть использовано в химической и сахароперерабатывающей промышленности . Целью изобретения является увеличение выхода лактозы и снижение энергозатрат. Кристаллизатор включает соосно располо1461761 женные вертикальный цилиндрический * корпус 1 со сферическим днищем 2 и внутреннюю обечайку 3 с образованием между ними теплообменной рубашки, продольно разделенной перегородками на две камеры, сообщенные с гидропульсатором 19 для отвода хладагента, установленное по оси корпуса виброперемешивающее устройство в виде вала 6 с отдельными винтообразными лопастями 7, имеющими коноидальные отверстия

Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в част,ности, к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изпгидрических условиях, и может быть использовано в химической и сахароперерабатывающей промьппленности.

Целью изобретения является увеличение выхода лактозы и снижение энер- 10 гозатрат.

На фиг. 1 схематично изображен кристаллизатор, продольный. разрез, на фиг. 2 — узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — схема отклонения обечайки вправо от вертикального вала, на фиг. 4 — схема отклонения обечайки .влево от вертикального вала; на фиг. 5 — узел II на фиг. 3; на фиг.6 20 узел III на фиг. 1.

Кристаллизатор для лактозы содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 со сферическим днищем 2 и расположенную .соосно внутреннюю обечай- 25 ку 3 с образованием между ними теплообменной рубашки 4 для охлаждения.

Корпус смонтирован на трех опорах 5, Внутри корпуса 1 по оси установлено виброперемешивающее устройство, сос- 30 тоящее из вертикального вала 6, на котором жестко укреплены лопасти 7, выполненные в виде отдельньгх винтовых витков с углом подъема лопасти д и перфорированных усеченными коноидальными отверстиями 8, обращенными суживающейся частью к днищу.

Форма нижней перфорированной лопасти 9 соответствует форме днища 2 корпуса 1.

8 и устройство 27 для выгрузки кристаллизата. Внутренняя обечайка 3 прикреплена к днищу 2 и фланцу корпуса

1 при помощи герметизирующих эластичных поясов 20 и 21 при этом перегородки, разделяющие теплообменную рубашку на камеры, выполнены из упругого материала для облегчения возвратно-поступательного перемещения внутренней обечайки 3 в горизонтальной плоскости. 6 ил.

Обечайка 3 закреплена на упругих перегородках 10, имеющих компенсационные участки 11. Участки 11 выполняют роль пружин растяжения и предназначены для придания упругим перегородкам возможности удлинения размера АВ. Теплообменная рубашка 4 разделена вертикальными перегородками

10 на две отдельные, изолированные одна от другой камеры 12 и 13. Камеры 12 и 13 снабжены патрубками 14 и 15 для подвода и патрубками 16 и

17 для отвода хладагента. Последние сообщаются со сливной гидролинией

i8 через гидропульсатор 19. Oбечайка 3 соединена с фланцем корпуса 1 и соответственно с днищем 2 герметизи," рующими эластичными элементами в виде поясов 20 и 21. Пояса 20 и 21 смонтированы между верхней частью корпуса 1 и верхней кромкой обечайки 3, а также между днищем 2 и нижней кромкой обечайки 3. Вертикальный вал 6 виброперемешивающего устройства установлен в нижнем 22 и верхнем 23

1 подшипниках скольжения и соединен с низкочастотным виброприводом 24, смонтированным на крышке 25, которая снабжена патрубком 26 для начального набора перенасьпценного раствора. В нижней части корпуса 1 распос ложено устройство 27 для выгрузки крис т алли з а тор а .

Вибрационно-акустический кристаллизатор работает следующим образом.

Теплообменную рубашку 4 заполняют горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса крис1461761 таллизации 343-348 К. Затем через патрубок 26 в корпус аппарата подают пересьпценный раствор лактозы до погружения в него лопасти 7, Затем в теплообменную рубашку 4 подают под избыточным давлением через патрубки 14 и 15 постоянным потоком хладагент (ледяную воду), При этом в камерах 12 и 13 одновременно, но со 10 о сдвигом по фазе на 180 создают низкочастотные, преимущественно инфразвуковые, пульсации давления пульсирующим потоком охлаждающей жидкости, получаемым преобразованием постоянного 15 потока посредством гидропульсатора

19. Камеры 12 и l3 являются рабочими камерами пульсаторных гидравлических вибраторов с управляемым сливом. Например, камера 12 отключается гидро- 2р пульсатором 19 от сливной гидролинии

18, при этом в ней возрастает положительное избыточное давление (обозначено знаком плюс). Одновременно камера 13 подключается гидропульсатором 25

19 на слив в гидролинию 18, что приводит к снижению (отрицательному скачку) давления в камере 13 (обозначено знаком минус). В результате воздействия перепада давления на боко- д0 вую поверхность обечайки 3 последней сообщается значительный силовой импульс, приводящий к поперечному (в горизонтальной плоскости) смещению всей обечайки в сторону патрубка 17.

После этого происходит переключение гидропульсатором 19 камеры 12 на слив через патрубок 16 и одновременно отключение камеры 13 от сливной гидролинии 18. В этом случае обечайка 3 перемещается в сторону патрубка 16.

При такой работе камер в режиме пульсаторных гидравлических вибраторов вся обечайка целиком совершает колебательные движения в горизонтальной 45 плоскости, в результате которых находящейся в аппарате дисперсной среде сообщаются силовые импульсы. Импульсы образуются по принципу инверсии, т.е. вся среда движется относительно неперемещающегося в горизонтальной плоскости вала 6 с лопастями 7. При циклическом знакопеременном обтекании лопастей 7 под их воздействием во всем объеме раствора распростра- няются поперечные волны деформации.

В результате совершаемьгс поперечных колебаний обечайки с пересьпценным раствором относительно вала с лопастями происходит интенсивное перемешивание раствора в горизонтальном направлении ° Кроме того, увеличивается межфазная поверхность, способствующая увеличению массопередачи за счет дополнительного межфазного трения.

Кристаллы лактозы совершают при этом колебательные движения вокруг центров инерции. Кристаллы испытывают знакопеременные тангенциальные силовые импульсы, увеличивающие скорость обтекания последних раствором и уменьI шающие толщину пограничного насьпценного слоя.

С момента подачи хладагента включается низкочастотный вибропривод

24, сообщающий продольные колебательные движения вертикальному валу 6 в подшипниках 22 и 23 скольжения. При этом лопасти 7 совершают возвратнопоступательные движения. Форма перфорированных лопастей в виде отдельных винтовых витков обеспечивает наряду с мериодиональным пульсирующим транспортированием потока одновременно и

его тангенциальное движение и закрутку в горизонтальной плоскости. Вертикальное движение раствора происходит через коноидальные отверстия 8, которые обеспечивают опускную циркуляцию через перфорацию лопастей 7, У днища 2 нисходящий поток раствора разо ворачивается на 180 и переходит в восходящий, циркулирующий в кольцевом промежутке между обечайкой 3 и кромками лопастей 7. Разворот потока о на 180 и минимальное отложение при этом твердой фазы у- днища 2 обеспечивает его сферическая форма.

По окончании процесса кристаллизации осуществляют выгрузку кристаллизата из аппарата посредством устройства 27 для выгрузки при включенном виброприводе ?4.

Кристаллы в вибрируемой в вертикальном и горизонтальном направлениях дисперсной среде находятся в интенсивном двухкоординатном движении, которое носит стохастический характер и выравнивает распределение кристаллов по реакционному объему. При этом происходит улучшение массопередачи за счет дополнительного межфазного трения в двух взаимно перпендикулярных направлениях и уменьшается толщина пограничного слоя на кристаллах. Кристаллизующийся раствор оказывается подверженным воздей1461761 ствию двух перекрестных нестационарных полей сил инерции во всем объеме в силу того, что инфразвуковые колебания весьма нез .ачительно поглощаются жидкой средой.

Предложенный аппарат позволяет увеличить выход кристаллической массы на 8-12Х путем усиления массопередачи за счет более эффективной низкочастотной циклизации внешней возмущающей силы в горизонтальной плоскости и дополнительного межфазного трения в дисперсной среде. Так как поперечные колебания совершает вся обечайка, а не отдельные ее части, усиливается интенсивность воздействия силовых импульсов на раствор. Кроме того, снижаются энергозатраты на совершение горизонтальных перемещений обечайки в результате исключения жесткого защемления обечайки по нижней и верхней кромкам, а следовательно, исключены, соответствующие изгибающие моменты, исключены затраты мощности на преодоление упругих свойств деформируемого в момент. пульсации материала обечайки, также упрощается технология изготовления и улучшается жесткость и стойкость на смятие обечайки: вместо использования особотонкого листового проката с требованием возможности передачи упругих деформаций применен обычный стальной лист, полностью исключена возможность смятия обечайки при повреждениях сливной гидролинии или гидропульсатора в процессе эксплуатации улучшается кристаллоструктура кристаллизата в результате более направленного и равномерного перемешивания раствора в горизонтальном направлении.

Формула изобретения

Кристаллизатор для лактозы, включающий соосно расположенные вертикальный цилиндрический корпус со сфе- рическим днищем и внутреннюю.обечайку с образованием между ними теплообменной рубашки, продольно разделенной перегородками на две камеры, сообщенные с гидропульсатором для отвода хладагента, установленное по оси

2р корпуса виброперемешивающее устройство в виде вала с отдельными винтообразными лопастяйи,имеющими коноидальные отверстия, и устройство для выгрузки кристаллизата, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью увеличения выхода лактозы и снижения энергозатрат, внутренняя обечайка прикреплена к днищу и фланпу корпуса при помощи герметизирующих эластичных поя30 сов, при этом перегородки, разделяющие теплообменную рубашку на камеры, выполнены из упругого материала для обеспечения возвратно-поступательного перемещения внутренней обечайки в

rоризонтальной плоскости.

166 П63

ga СМСЮ

17

Ма ст8

1б

146 1761

Составитель А.Гаврилов

Редактор Т.Лазоренко Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 637/20 Тираж 313 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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