Ультразвуковой реактор проточного типа для производства йодированной поваренной соли


 


Владельцы патента RU 2432317:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к ультразвуковой химической аппаратуре и может быть использовано в производстве йодированной соли. Получают йодированную поваренную соль в ультразвуковом реакторе проточного типа. Через входной патрубок в камеру реактора подают жидкость. Излучатель ультразвука обрабатывает жидкость. Обработанную ультразвуком жидкость выводят из реактора через выходной патрубок. Изобретение позволяет снизить затраты энергии при производстве йодированной поваренной соли.

 

Область техники.

Изобретение относится к ультразвуковой химической аппаратуре и может быть использовано в производстве йодированной поваренной соли способом, использующим ультразвуковую обработку жидкости в ходе процесса кристаллизации соли.

Предшествующий уровень техники.

Из уровня техники известен ультразвуковой химический реактор проточного типа (RU 2363528), содержащий излучатель ультразвука, камеру реактора, входной и выходной патрубки, причем направление входного патрубка, через который поступает обрабатываемая жидкость, обеспечивает движение жидкости в камере реактора по спирали, что позволяет более однородно проводить ультразвуковую обработку жидкости в камере реактора. Недостаток этого реактора - относительно малая длительность времени обработки.

Этот недостаток преодолен в ультразвуковом химическом реакторе проточного типа (RU 2188797), содержащем излучатель ультразвука, камеру реактора с обрабатываемой ультразвуком жидкостью, входной и выходной патрубки и состоящий из нескольких секций, соединенных между собой патрубками. В таком реакторе длительность ультразвукового воздействия при заданном расходе жидкости может меняться путем изменения числа секций реактора.

Недостатком такого ультразвукового химического реактора является неприспособленность для реализации специфических требований режима ультразвуковой обработки жидкости в процессе йодирования поваренной соли (PCT/RU 2004/000108, WO 2004/083121). Суть этих требований: кавитационный режим во всем пространстве реактора, интенсивность ультразвука не менее 4 Вт/см2, длительность обработки - не менее 4 минут. Существенное превышение интенсивности или длительности ультразвукового воздействия приводит к неоправданным энергозатратам, которые делают неэффективным способ производства йодирования соли с использованием ультразвука. Отсутствие кавитационного режима во всем пространстве реактора приводит к фактическому уменьшению длительности эффективного ультразвукового воздействия. Уменьшение длительности ультразвукового воздействия приводит к нарушению процесса образования зародышей кристаллов соли и, как следствие, к пониженной концентрации йодосодержащих веществ в кристаллах соли. Таким образом, ультразвуковой химический реактор проточного типа, предназначенный для производства йодированной соли, должен удовлетворять достаточно жестким специфическим требованиям относительно объема реактора в зависимости от интенсивности и площади поверхности излучателя ультразвука, чтобы обеспечить кавитационный режим во всем пространстве реактора при минимальных затратах энергии. При определенном заданном технологическими требованиями расходе жидкости и ограниченной техническими условиями или соображениями экономии энергии интенсивности излучателей ультразвука необходимая длительность ультразвуковой обработки жидкости достигается увеличением числа секций реактора. Минимально необходимое число секций также подлежит определению, поскольку избыточность числа секций реактора приводит к росту энергозатрат и усложнению конструкции реактора.

Раскрытие изобретения

Изобретение направленно на обеспечение необходимого режима ультразвуковой обработки жидкости при производстве йодированной поваренной соли при минимально необходимых затратах энергии.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в ультразвуковом реакторе проточного типа для производства йодированной поваренной соли, содержащем излучатель ультразвука, камеру, состоящую из нескольких секций (минимум двух), с обрабатываемой ультразвуком жидкостью, входной и выходной патрубки, объем реактора пропорционален интенсивности излучаемого ультразвука и площади поверхности излучателей, причем связь между максимально допустимым объемом реактора и интенсивностью излучаемого ультразвука имеет вид:

Vp=S(k1+k2(I-Io)),

где Vp - объем реактора (см3),

S - суммарная площадь поверхности излучателей,

k1 - 30 (см)

k2 - 6 (см3/Вт)

Io - 4 (Вт/см2) минимально допустимая интенсивность ультразвука.

Целесообразно устанавливание реактора параллельно основному потоку жидкости в вакуум-выварочный котел в случае, когда величина основного потока жидкости настолько велика, что обеспечить эффективное равномерное облучение ультразвуком этот поток затруднительно.

Технический результат достигается в силу того, что (согласно экспериментальным данным) при интенсивности ультразвука 4 Вт/см2 кавитационный режим наблюдается в жидкости при объеме реактора, пропорциональном площади излучателя. Коэффициент пропорциональности: k1 - 30 (см). При большем объеме реактора (большем расстоянии от излучателя) получить кавитационный режим не удавалось. При увеличении интенсивности ультразвукового излучения объем реактора, в котором достигался кавитационный режим, увеличивается пропорционально росту интенсивности. Коэффициент пропорциональности: k2 - 6 (см3/Вт).

Ограничение объема камеры ультразвукового реактора такими параметрами гарантирует наличие кавитационного режима во всем пространстве реактора при ультразвуковой обработке жидкости без излишних энергозатрат.

В промышленном вакуум-выварочном производстве соли расходы жидкости могут быть очень велики. Обеспечить эффективное равномерное облучение жидкости ультразвуком при больших потоках затруднительно. В этом случае йодируют только часть рассола, поступающего в вакуум-выварочный котел, и соответственно реактор устанавливают параллельно основному потоку жидкости, пропуская через реактор меньшую часть потока.

Работает реактор следующим образом. Через входной патрубок в камеру реактора поступает жидкость, излучатель ультразвука обрабатывает жидкость, содержащуюся в реакторе. Обработанная ультразвуком жидкость покидает реактор через выходной патрубок.

Пример.

Площадь поверхности излучателя ультразвука 200 см2. Объем реактора 6000 см3. Минимальная интенсивность ультразвука, при которой в рассоле достигался кавитационный режим, 4 Вт/см2.

Ультразвуковой реактор проточного типа для производства йодированной поваренной соли, содержащий излучатель ультразвука, камеру реактора, состоящую из нескольких секций (минимум двух), с обрабатываемой ультразвуком жидкостью, входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что объем реактора пропорционален интенсивности излучаемого ультразвука и площади поверхности излучателей, причем связь между максимально допустимым объемом реактора и интенсивностью излучаемого ультразвука имеет вид:
Vp=S(k1+k2(I-Io)),
где Vp - объем реактора, см3;
S - суммарная площадь поверхности излучателей;
k1 = 30 см;
k2 = 6 см3/Вт;
Io = 4 Вт/см2 - минимально допустимая интенсивность ультразвука.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике управления процессом растворения хлорида калия в концентрированном растворе хлорида магния и может быть использовано в процессе получения синтетического карналлита при его синтезе и кристаллизации на установках вакуум-кристаллизации.

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и предназначено для получения в промышленном масштабе кристаллического хлористого натрия из подземного натрийхлоридного рассола с мольным отношением количества ионов кальция и магния к количеству ионов натрия (далее f) более 0,05 (1:20) в присутствии сульфат-иона.

Изобретение относится к области комплексной переработки подземных натрийхлоридных вод, в частности йодобромсодержащих. .
Изобретение относится к получению хлористого натрия из отработанного электролита магниевого производства. .
Изобретение относится к технике получения морской соли, состоящей из хлорида и сульфатов натрия, калия и магния. .

Изобретение относится к методу производства поваренной соли повышенного качества, используемой как в химической промышленности, так и в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к технологии производства поваренной соли из растворов хлорида натрия естественного или искусственного происхождения. .

Изобретение относится к составам из искусственных смесей минералов и может быть использовано в здравоохранении, курортологии, пищевой и фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к области сонохимической обработки жидких сред и может использоваться при обработке использующихся для гидратации биополимеров водных растворов, для безреагентного снижения временной жесткости, стерилизации воды при водоподготовке для бытовых и хозяйственных нужд, в медицине и фармакологии, а также в пищевой и перерабатывающей промышленности в отношении растворов, предназначенных стать компонентами лекарственных препаратов, пищевых продуктов, полуфабрикатов и сырья.

Изобретение относится к области ультразвуковой техники, предназначенной для кавитационной обработки жидкостей. .

Изобретение относится к технологиям и оборудованию по обработке жидких сред и по их разделению на составные компоненты и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, медицинской и в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для сонохимической обработки водных истинных и коллоидных растворов, суспензий и эмульсий, в том числе содержащих растворы в качестве дисперсионной среды.

Изобретение относится к акустическим способам воздействия на смеси углеводородов. .
Изобретение относится к фармацевтической, пищевой, лесохимической промышленности. .

Изобретение относится к средствам для физического воздействия на жидкие среды с целью направленного изменения их свойств путем генерации в жидких средах кавитационных процессов и может быть использовано в теплоэнергетике, в нефтеперерабатывающей, химической, горнорудной, пищевой, фармацевтической, парфюмерной и других областях промышленности.

Изобретение относится к перерабатывающей и пищевой промышленности, включая производство кормов для животных, птицы и рыб, и может использоваться также в фармацевтической и парфюмерной промышленности при производстве витаминных препаратов и биологически активных добавок
Наверх