Кристаллизатор для лактозы

 

Изобретение относится к оборудованию для молочной промышленности, а именно к кристаллизаторам для кристаллизации лактозы. Изобретение позволяет уменьшить потери лактозы в мелассе . Кристаллизатор для лактозы имеет соосно расположенные вертикальный цилиндрический корпус 1 и внутреннюю обечайку 2, образующую со стенкой корпуса теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллизата и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1622402

Ai (У1)5 С 13 K 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ЛРИ П<НТ СССР (21 ) 4406705/13 (22) 11. 04. 88 (46) 23.01.91. Бюп. 9 3 (71) Воронежский технологический институт (72) С.М.Петров, Л.М.Туровский, К.К.Полянский и. Е.Н.Сигачева (53) 664.135 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1296581, кл. С !3 К 5/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1461761, кл. С 13 К 5/00, 1987.

2 (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ЛАКТОЗЫ (57) Изобретение относится к оборудовании для молочной промышпенности, а именно к кристаллизаторам для кристаллизации лактозы. Изобретение позволяет уменьшить потери лактозы в мелассе. Кристаллизатор для лактозы имеет соосно расположенные вертикальный цилиндрический корпус и внутреннюю обечайку 2, образующую со стенкой корпуса теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллизата и

1622402установленное в корпусе виброперемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 и укрепленных на нем по высоте лопастей 6, имеющих коноидальные насадки 7. Каждая лопасть

6 виброперемешивающего устройства выполнена в виде диска, при этом коИзобретение относится к оборудованию для молочной промышленности, а именно к кристаллизаторам для крис- 15 таллизации лактозы.

Цель изобретения — уменьшение потерь лакта зы в мелассе.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, общий вид; на фиг. 2 - сечение 20

А-А на фиг. 1 (с указанием отклонения внутренней обечайки в левую сторону); на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1 (с указанием отклонения внутренней обечайки в правую сторону); на фиг ° 4— узел I на фиг. 1; на фиг. 5 — узел II на фиг. 3; на фиг. 6 — узел III на фиг. 1.

Кристаллизатор для лактозы включает соосно расположенные вертикальный 30 цилиндрический корпус 1 и внутреннюю обечайку 2, образующую со стенкой корпуса теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллиэата и установленное в корпусе виброперемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 и укрепленных на нем по высоте лопастей 6, имеющих коноидальные насадки 7. Каждая лопасть

6 виброперемешивающего устройства вы- 40 полнена в виде диска, при этом коноидальиые насадки 7 прикреплены наклонно к нижней поверхности дисков таким образом, что они в соседних дусках направлены в противоположные 45 стороны. Форма нижней лопасти 8 соответствует форме днища 9 и выполнена перфорированной.

Внутренняя обечайка 2 прикреплена

K xopnycy Ha Упругих подвесках 10. 50

Теплообменная рубашка 3 разделена вертикальными гофрированными перегородками 11 на две камеры 12 и 13. Последние снабжены патрубками 14 и 15 дяя подвода и патрубками 16 и 17 для отвода хладаагента, которые сообщаются со сливной гидролинией 18 через гидропульсатор 19. Обечайка 2 соединена с фланцем корпуса 1 и соответстноидальные насадки 7 прикреплены наклонно к нижней поверхности дисков таким образом, что они в каждом последующем диске, начиная с верхнего, направлены в противоположные стороны.

6 нл, венно с днищем 9 герметизирующими эластичньвп элементами в виде поясов

20 и 21. Эти пояса смонтированы между верхней частью корпуса 1 и верхней кромкой обечайки 2, а также между днищем 9 и нижней кромкой обечайки.

Вертикальный вал 6 виброперемешивающего устройства установлен в подшипниках 22 и 23 скольжения и соединен с низкочастотным вибропроводом 24,. смонтированным на крышке 25, которая снабжена патрубком 26 для начального набора перенасыщенного раствора.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Теплообменную рубашку 3 заполняют горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса кристаллизации 343-348 К. Затем через патрубок 26 в корпус аппарата подают перенасыщенный раствор лактозы до погружения в нега верхнего диска 6, а в камеры 12 и 13 теплообменной рубаш" ки 3 подают под избыточным давлением через патрубки 14 и 15 постоянным потоком хладоагент (ледяную воду). При этом в камерах 12 и 13 попеременно создают низкочастотные колебания дав ления пульсирующим потоком охлаждающей жидкости, получаемым преобразованием постоянного потока посредством гидропульсатора 19. Камеры 12 и 13 являются рабочими камерами пульсаторных гидравлических вибраторов с управляемым сливом. Например, камера 13 отключается гидропульсатором 19 от сливной гидролинии 18 и в ней при этом возрастает положительное избы» точное давление (обозначенное на фиг. 5 знаком "плюс" ). Одновременно камера 12 подключается гидропульсатором 19 на слив в гидролинию 18, что приводит к снижению (отрицательному скачку) давления в камере 12 (обозначено знаком "минус"). В результате воздействия перепада давления на боковую поверхность обечайки 2, последней

1622402 сообщается значительный силовой импульс, приводящий к поперечному (горизонтальной плоскости) смещению всей обечайки в сторону патрубка 16. При этом гофрированные упругие перегород5 ки изгибаются (не испытывая растягивающие напряжения), обеспечивая податливость системы и создавая упругую восстанавливающую силу. После этого происходит переключение гидропульсатором 19 камеры 13 на слив через патрубок 17 и одновременно отключение камеры 12 от сливной гидролинин 18.

В этом случае обечайка 2 перемещает15 ся в обратном направлении в сторону патрубка 17.

При такой работе камер в режиме пульсаторных гилравлических вибраторов вся обечгйка целиком совершает 20 колебательные движения в горизонтальной плоскости, в результате которых находяцейся в аппарате дисперсной среде сообщаются силовь.е импульсы.

Импульсы образуются по принципу ин- 25 версии, т.е. вся среда движется относительно неперемещающегося в горизонтальной плоскости вала 5 с дисками 6. При циклическом знакопеременном обтекании дисков 6 под их воздействием во всем объеме раствора распространяются поперечные волны деформации.

В результате совершаемых поперечных колебаний.обечайки с пересыщенным раствором относительно вала с дисками происходит интенсивное перемешивание раствора в горизонтальном направлении. Кроме того, увеличивается межфазная поверхность, способствующая увеличению массопередачи, особенно на

40 мелкой фракции кристаллов, за счет дополнительного межфазного трения.

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

С момента подачи хладоагента включается низкочастотный вибропривод 24, сообщающий продольные колебательные движения вертикальному валу 5. При этом диски 6 совершают возвратно-поступательные движения. Вертикальное

55 движение раствора происходит чере з коноидальные насадки 7, которые обеспечивают опускную циркуляцию через диски 6. У днища 9 нисходящий поток раствора разворачивается на 180 и переходит в восходящий, циркулирующий в кольцевом промежутке между обечайкой 2 и кромками дисков 6. Разворот потока на 180 и минимальное отложение при этом твердой фазы у днища

9 обеспечивает его сферическая форма.

Одновременно при возвратно-поступательных перемещениях дисков 6 достигается виброперемешивание раствора с кристаллами в горизонтальном направлении, перпендикулярном направлению перемещений обечайки 2. Это происходит за счет того, что раствор из коноидальных насадок 7 пульсирующими струями вытекает в сторону той из перегородок 11, к которой они ориентированы.

Таким образом, при движешь дисков

6 вверх раст.з ор зигзагообразно выбрасывается струями из насадок 7 в направлениях к перегородкам, а при движении дисков 6 вниз раствор транспортируется их неперфорированной частью вертикально вниз, создавая опускной поток.

По окончании процесса кристаллизации осуществляют выгрузку кристаллизата из аппарата посредством устройства 4 при включенном вибропроводе

?4. Кристаллы в вибрируемой в вертикальном и двухкоординатном горизонтальном направлениях дисперсной среде находятся таким образом в интенсивном трехкоординатном двйжении, которое носит стохастический характер и выравнивает распределение кристаллов по реакционному объему. При этом происходит улучшение гидродинамической обстановки и усиление массопередачи за счет дополнительного межфазного трения в трех взаимно перпендикулярных направлениях; уменьшается толщина пограничного слоя на кристаллах. Кристаллизующийся раствор оказывается подверженным пространственному воздействию трех перекрестных полей сил инерции во всем объеме, в силу того, что низкочастотные колебания весьма незначительно поглощаются жидкой средой.

Лредлагаемьп кристаллизатор позволяет увеличить выход кристаллической массы за счет усиления массопередачи и более эффективной низкочастотной циклизации внешней возмущающей силы в двухкоординатных вибрациях в горизонтальной пло-кости и дополнительного межфазного трения в .1псперсной сре1622402юг. 2 де. Усиливается виброперемешивание раствора в скпу того, что горизонтальные колебания кристаллов совершаются в двух направлениях, а кроме того происходит зигзагьобраэное изменение траектории транспортирования кристаллов в растворе пульсирующими струями из насадок 7 и постоянное изменение направления их вращения. 10

Формула изобретения

Кристаллизатор для лактозы, включающий соосно расположенные вертикаль-15 ный цилиндрический корпус со сферическим днищем и внутренней обечайкой, образующей со стенкой корпуса теплообменную рубашку, устройство для отвода кристаллиэата и установленное в корпусе виброперемешивающее устройство, состоящее иэ вертикального вала и укрепленных на нем по высоте лопастей, имеющих конондальные насадки, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения потерь лактоэы в мелассе, каждая лопасть виброперемешивающего устройства выполнена в виде диска, при этом коноидальные насадки прикреплены наклонно к нижней поверхности дисков так, что они в соседних дисках направлены в противоположные стороны.

1622402

Б-6

Фиг.,З

1622402 д7с/г. Х

Й ю

Рог. б

Составитель М. Унгурян

Редактор Н. Яцола Техред М.Моргентал Кор рек тор И. Муска

, Заказ 89 Тир а3к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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