Кристаллизатор-выпариватель



Кристаллизатор-выпариватель
Кристаллизатор-выпариватель

Владельцы патента RU 2590755:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина" (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности. Установка для кристаллизации лактозы включает две колонны с крышками и патрубками для подачи кристаллизуемого раствора, со штуцерами для отвода воздуха из них, барботерами для циклической подачи горячего и холодного воздуха в колонны, причем каналы в барботерах имеют тангенциальное направление, со штуцерами для отвода готовой кристалломассы. Каждая колонна имеет рубашку со спиралевидной направляющей для соответственной подачи горячей и ледяной воды. Установка обеспечивает интенсификацию теплообмена, возможность совмещения двух процессов кристаллизации и выпаривания, возможность варьирования температурных режимов процессов кристаллизации и выпаривания в широких пределах, а также улучшение качества и количества получаемой кристаллической лактозы. 2 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для молочной промышленности и может быть использовано для кристаллизации лактозы.

Известны установки для кристаллизации лактозы, включающие вертикальный цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, в которой охлаждение насыщенного раствора лактозы производится через поверхность теплообмена (SU, авторское свидетельство №1622402, кл. C13K 5/00, опубл. 23.01.1991, Бюл. №3; SU, авторское свидетельство №1693068, кл. C13K 5/00, опубл. 23.11.1991, Бюл. №43).

Недостатком этих установок является отложение кристаллической лактозы на днище и внутренних поверхностях корпуса с последующим накоплением массы кристаллов, что снижает производительность установки. Качество продукта снижается в связи с разнородным гранулометрическим составом кристаллов и с повышенным содержанием кристаллов мелкой фракции.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для кристаллизации лактозы, включающая две колонны, сообщенные между собой трубами для циркуляции насыщенного раствора лактозы из одной в другую, снабженные крышками с патрубками подачи кристаллизуемого раствора, штуцерами для отвода воздуха из них и барботерами для подачи холодного воздуха в одну из колонн и горячего - в другую, и вихревую трубу для образования потоков холодного и горячего воздуха, направляемого в эти барботеры, при этом колонна, в которую подается холодный воздух, снабжена штуцером для отвода готовой кристалломассы (RU, патент на изобретение №2300572, кл. C13K 5/00, опубл. 10.06.2007).

Недостатком такой установки является невозможность осуществления на ней интенсивного выпаривания насыщенного раствора и неэффективность процесса кристаллизации лактозы в связи с тем, что перетекание насыщенного раствора лактозы из одной колонны в другую через циркуляционные трубы не может обеспечить эффективного растворения мелких кристаллов, попадающих из холодной колонны в горячую, и эффективного роста крупных кристаллов, попадающих из горячей колонны в холодную, т.к. перетекает незначительная часть раствора, находящегося в колонке, а при интенсивном перетекании температура колонок выравнивается и теряется весь эффект этой конструкции.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности установки за счет интенсификации теплообмена, совмещения двух процессов кристаллизации и выпаривания, возможности варьирования температурных режимов процессов кристаллизации и выпаривания в широких пределах, а также улучшения качества и количества получаемой кристаллической лактозы.

Этот результат достигается тем, что предложенная установка включает две вертикальные колонны, в одной из которых при низкой температуре осуществляется процесс кристаллизации лактозы, в другой - при высокой температуре - процесс выпаривания. Установка работает в циклическом режиме. В каждом цикле осуществляется попеременное охлаждение и нагревание каждой колонны. Низкую температуру получают путем использования двух теплоносителей: воздуха и воды. Холодный воздух барботируется через слой насыщенного раствора лактозы, а холодная вода подается в рубашку колонны, обеспечивая кристаллизацию раствора. Аналогичным образом, с помощью горячего воздуха и горячей воды получают высокую температуру насыщенного раствора лактозы, обеспечивая его выпаривание. По истечении половины цикла осуществляется реверс подачи теплоносителей: холодные воздух и вода начинают подаваться во вторую колонну, а горячие - в первую. Конструкция барботера представляет собой цилиндрическую вставку с тангенциально расположенными отверстиями для барботирования воздуха в колонны, что обеспечивает равномерное распределение пузырьков воздуха по всему объему раствора, а также увеличивает скорость движения раствора, придавая ему вращательное движение, тем самым интенсифицируя теплопередачу. Увеличение скорости движения раствора относительно холодной стенки сокращает налипание кристаллов, кроме того, благодаря чередованию охлаждения с нагреванием колонны, в процессе нагревания поверхность теплопередачи полностью освобождается от кристаллов лактозы, осевших на ней в процессе охлаждения.

Такая конструкция кристаллизатора-выпаривателя интенсифицирует теплообмен, позволяя повышать температуру в нагреваемой колонке, увеличивая эффективность выпаривания, и понижать температуру насыщенного раствора лактозы в охлаждаемой колонке, создавая лучшие условия для кристаллизации лактозы. Циклический режим работы обеспечивает равномерное выпаривание раствора и кристаллизацию лактозы в каждой колонке, кроме того, циклические колебания температуры интенсифицируют процесс кристаллизации лактозы, увеличивая ее выход, повышая производительность установки и позволяя получить равномерный гранулометрический состав.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображена установка в продольном (Фиг. 1) и поперечном (Фиг. 2) разрезах.

Установка состоит из двух одинаковых по конструкции колонн 1, снабженных верхними крышками с патрубками 2 для заполнения аппарата кристаллизуемым раствором и штуцерами 3 для отвода воздуха, штуцерами 4 для отвода кристалломассы из колонн, штуцерами 5 для подачи воды в рубашки 6 колонн, штуцерами 7 для выхода воды. В рубашке каждой колонны расположены спиралевидные направляющие 8. В нижней части колонн расположены барботеры 9, представляющие собой перфорированные цилиндрические вставки, отверстия 10 в которых имеют тангенциальное направление. Подача воздуха в барботеры осуществляется через патрубки 11. Крепится установка на раму 12.

Установка работает следующим образом.

Заполнение колонн кристаллизуемым раствором лактозы осуществляется через патрубки 2 в верхних крышках. В колонны, через отверстия 10 барботеров 9, подается воздух, в одну колонну - холодный с температурой 0°C, во вторую - горячий с температурой 60°C. Горячий и холодный воздух получается при прохождении воздуха с комнатной температурой через вихревую трубу Ранка-Хильша. Тангенциальное расположение отверстий 10 в барботерах 9 позволяет придавать продукту в колонне вращательное движение, что увеличивает скорость продукта относительно стенок, интенсифицирует теплопередачу и создает более благоприятные условия для процесса кристаллизации лактозы. Одновременно с воздухом в рубашку 6 каждой колонны подается горячая или ледяная вода через штуцера 5, которая циркулирует внутри рубашки, причем поток формируется с помощью спиралевидных направляющих 8 в противоположную сторону от вращения продукта в колонне. Температура горячей воды 70…90°C, ледяной - 1…5°C. Таким образом, нагреваемая колонка получает тепло одновременно от горячих воздуха и воды, а охлаждаемая - от холодных. В охлаждаемой колонне осуществляется кристаллизация, а в нагреваемой - выпаривание. Установка работает в циклическом режиме нагревания и охлаждения колонн. По истечении половины цикла автоматически осуществляется реверс подачи воды и воздуха в колонны. Такой режим работы, позволяющий чередовать кристаллизацию и выпаривание в каждой колонне, дает возможность осуществлять наиболее эффективный режим кристаллизации - циклический, который обеспечивает образование крупных кристаллов. Совмещение процессов кристаллизации и выпаривания позволяет использовать насыщенный раствор лактозы с изначально пониженным содержанием сухих веществ, тогда из процесса переработки сыворотки исключается энергоемкое вакуум-выпаривание, которое можно заменить экономичной нанофильтрацией.

Установка для кристаллизации лактозы, включающая две колонны, снабженные крышками с патрубками подачи кристаллизуемого раствора, штуцерами для отвода воздуха из них, барботерами для циклической подачи горячего и холодного воздуха в колонны, штуцерами для отвода готовой кристалломассы, отличающаяся тем, что отверстия в барботерах имеют тангенциальное направление, каждая колонна имеет рубашку со спиралевидной направляющей для соответственной подачи горячей и ледяной воды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности. Согласно предложенному способу получения клеровки желтого сахара желтый сахар перемешивают с соком II сатурации в соотношении 1:0,20 - 1:0,30 с получением утфеля.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Установка для производства и сушки кускового сахара включает в себя: пресс для формования сахарной массы с получением кускового сахара, нагревательное устройство для нагрева и осушения кускового сахара, кондиционирующее устройство для охлаждения и осушения кускового сахара и транспортировочные средства для транспортировки кускового сахара от пресса к нагревательному устройству и оттуда к кондиционирующему устройству.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ очистки диффузионного сока, предусматривающий его дефекацию в дефекаторе до щелочности 0,8-1,0% СаО к массе продукта, сатурацию дефекованного раствора в первом прямоточном сатураторе, подачу его в противоточный сатуратор, отвод из противоточного сатуратора отсатурированного сахарсодержащего раствора во второй прямоточный сатуратор.

Изобретение относится к оборудованию для отделения твердых частиц от жидкости, в частности к центрифугам периодического действия для отделения кристаллического сахара от суспензий кристаллического сахара.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может использоваться в сахарной отрасли при получении функциональных сахарных продуктов с регулируемой сладостью на основе сахарозы.

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к очистке диффузионного сока от мезги. Предложена ротационная пульполовушка для очистки диффузионного сока, в состав которой входит корытообразный корпус с патрубком для подвода нефильтрованного диффузионного сока и бункер для мезги.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства сахарного раствора, включающий стадию фильтрации происходящего из целлюлозы сахарного раствора через одну или более разделительных мембран, выбранных из группы, состоящей из ультрафильтрационных мембран, нанофильтрационных мембран и обратноосмотических мембран.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Данный способ очистки диффузионного сока, в котором для смешивания с диффузионным соком в качестве суспензии осадка используют смесь суспензий осадков I и II сатураций, а активацию смеси суспензий осадков I и II сатураций осуществляют путем ее сатурирования до значения pH 6,8-7,0.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству сахаросодержащего продукта. Способ предусматривает приготовление обогащенного сахаросодержащего раствора с учетом общего содержания сухих веществ в растворе не менее 85%, помещение затравочных гранул на днище гранулятора, распыление на слой затравочных гранул обогащенного сахаросодержащего раствора.
Изобретение относится к способам получения сахара повышенной физиологической ценности и функционального назначения. Данный способ производства сахара предусматривает получение диффузионного сока, его очистку, выпаривание, фильтрование, уваривание утфеля, его центрифугирование, промывание сахара в роторе центрифуги и сушку сахара.

Предложенный способ предусматривает разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля из приемной утфелемешалки в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и направление отделяемых оттеков при помощи сегрегатора в отдельные сборники. При этом утфель, загружаемый в ротор центрифуги, предварительно раскачивают его первым оттеком с добавлением в него моноглицерида дистиллированного из расчета 0,04-0,06% к массе утфеля. Отделение первого оттека сопровождается вводом в ротор центрифуги насыщенного влагой воздуха температурой выше чем утфеля на 3-5°С. Промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека начинают через 15-25 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги водой температурой 80-95°С, при этом в ней предварительно растворяют перекись водорода из расчета 0,002-0,010% к массе сахара. Сегрегатор переключают на второй оттек через 10-12 с после начала подачи промывной воды на слой кристаллов сахара с направлением первого и второго оттеков в отдельные сборники. Способ обеспечивает увеличение выхода сахара из центрифуги, сокращение цикла центрифугирования утфеля и улучшение качественных показателей сахара. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает смешивание диффузионного сока с известью в количестве 0,25% СаО к массе сока и суспензией сока второй ступени сатурации в количестве 10-20% к массе диффузионного сока при противоточном движении с повышением щелочности с соответствующим значением рН от 6,2 до 10,8-11,2. В диффузионный сок перед началом процесса преддефекации вводят пеногаситель в количестве 5-15 г/т свеклы, а в метастабильную зону преддефекации, после порога коагуляции ВМС с рН 8,2…8,6, - флокулянт в количестве 2-5 г/т. Изобретение обеспечивает формирование осадка с высокими фильтрационно-седиментационными свойствами, повышение эффекта очистки диффузионного сока и снижение общего расхода извести на очистку. 1 табл., 3 пр.

Сахар // 2600127
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен сахар кусковой прессованный, содержащий термостойкие физиологически функциональные вещества в количестве 15-50% от нормы физиологической потребности человека на 100 ккал продукта или суточной потребности, и/или ароматизаторы в количестве 0,2-1,0% от массы сахара-песка. Данное изобретение позволяет получить продукт, обладающий повышенными функциональными свойствами, который сохраняет стабильную структуру при его использовании, хранении и транспортировке. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения сахарсодержащего продукта, предусматривающий перемешивание кристаллической массы с раствором подслащивающего вещества, введение по меньшей мере одной пищевой добавки, высушивание готового продукта. В качестве кристаллической массы используют предварительно отсеянный сахар с размером кристаллов 0,30-0,40 мм. В качестве подслащивающего вещества применяют натуральный подсластитель стевиозид в виде раствора. Подсластитель вводят в кристаллическую массу в смеси с мальтодекстрином и фруктоолигосахаридом в равных количествах. Затем добавляют в качестве пищевой добавки порошок β-каротина, перемешивают, направляют на гранулирование и высушивают. Изобретение обеспечивает улучшение физиологических и функциональных свойств сахарсодержащего продукта, при этом срок его хранения возрастает. 2 пр.
Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ получения диффузионного сока, согласно которому свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала 0,05% раствором Al2(SO4)3, затем греющим паром. Обработку раствором Al2(SO4)3 осуществляют в момент подачи стружки в 1-ю секцию ошпаривателя, где ее сразу после этого обрабатывают греющим паром в каждой секции ошпаривателя при постоянном перемешивании. Тепловую обработку осуществляют таким образом, чтобы температура свекловичной стружки перед подачей ее в диффузионный аппарат не превышала 72°C, а продолжительность обработки составляла 30-35 с. Подготовленную таким образом свекловичную стружку направляют в диффузионный аппарат. При этом раствор 0,05% Al2(SO4)3 предварительно подвергают электрохимической активации при напряженности электрического поля 2 В/см в течение 90 с, а полученный диффузионный сок перед подачей в сокоочистительное отделение выдерживают в сборнике-стабилизаторе потока 2 мин для осветления. Способ позволяет интенсифицировать процесс экстрагирования из свекловичной стружки, снизить содержание белков в диффузионном соке, повысить чистоту диффузионного сока. 2 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для сушки свекловичного жома включает в себя кожух прямоугольного сечения, поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, установленный внутри кожуха транспортирующий рабочий орган, выполненный в виде бесконечной цепи с шарнирно закрепленными валами, нагревательные элементы, вентилятор и воздуховод. Валы выполнены соосными, а расстояние между ними не превышает минимального размера перемещаемого продукта. Внутри кожуха установлен короб с отверстиями в верхней его части. Верхняя ветвь цепи с валами опирается на верхнюю часть короба. Привод транспортирующего рабочего органа включает вал с лопастями. Вал с лопастями установлен в коробе со стороны загрузочного бункера. Торцевые поверхности короба и кожуха со стороны загрузочного бункера выполнены с отверстиями. В отверстии кожуха установлен патрубок. В патрубке установлены нагревательные элементы. Предложенное устройство обеспечивает улучшение качества сушки свекловичного жома. 2 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Устройство для сушки свекловичного жома включает в себя кожух прямоугольного сечения, поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, установленный внутри кожуха транспортирующий рабочий орган, выполненный в виде бесконечной цепи с шарнирно закрепленными валами, нагревательные элементы, вентилятор и воздуховод. Валы выполнены соосными, а расстояние между ними не превышает минимального размера перемещаемого продукта. Внутри кожуха установлен короб с отверстиями в верхней его части. Верхняя ветвь цепи с валами опирается на верхнюю часть короба. Воздуховод расположен в боковой части короба на равном расстоянии от загрузочного бункера до выгрузного окна. В воздуховоде размещены нагревательные элементы и вентилятор. Предложенное устройство позволяет улучшить качество сушки свекловичного жома. 2 ил.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ очистки густого сахарсодержащего раствора, предусматривающий его дефекацию в дефекаторе, сатурацию дефекованного раствора в первом прямоточном сатураторе, подачу его в противоточный сатуратор, отвод из него частично отсатурированного густого сахарсодержащего раствора во второй прямоточный сатуратор и рециркуляцию из него пересатурированного раствора в противоточный сатуратор для смешивания с поступающим раствором из первого прямоточного сатуратора, окончательное сатурирование полученной смеси и последующую ее фильтрацию. При этом перед окончательным сатурированием полученной смеси в нее добавляют активированную диоксидом углерода суспензию осадка II сатурации в количестве 18-20% к массе смеси, а окончательное сатурирование осуществляют до значений щелочности 0,015-0,020% CaO по индикатору фенолфталеину. Реализация способа позволит увеличить выход готовой продукции на 0,20-0,25% и снизить цветность очищенного густого сахарсодержащего раствора в среднем на 17%. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ комплексной очистки густых сахаросодержащих растворов с целью извлечения из них сахарозы предусматривает разбавление густого сахаросодержащего раствора водой или очищенным сахарным соком. Затем осуществляют реагентную очистку полученного раствора от несахаров посредством введения в него реагентов. Реагенты представляют собой смесь неорганического коагулянта, кислого реагента, катионного флокулянта, реагента, ускоряющего процесс флокуляции, обесцвечивающего реагента, анионного флокулянта и известкового молока. Нагревают раствор до температуры 45-95°С, удаляют образовавшийся осадок несахаров, направляют раствор на электродиализную очистку от солей щелочных и щелочноземельных металлов и затем вводят в технологический поток производства сахара. Сахаросодержащий раствор разбавляют до 20-55% сухих веществ. После электродиализной очистки очищенный раствор либо сгущают до 60-75% сухих веществ и вводят его в технологический поток производства сахара на стадию уваривания утфеля II и/или III кристаллизации, либо вводят на стадию приготовления клеровки сахаров II и III кристаллизации. Изобретение позволяет сократить время очистки, повысить степень очистки раствора от солей щелочных и щелочноземельных металлов и снизить его цветность. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.
Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара перед выгрузкой из ротора. Предварительно в утфель, загружаемый в ротор, вводят моноглицерид дистиллированный мягкий, нагретый до температуры утфеля, в количестве 0,002-0,006% к его массе. Затем их смесь раскачивают сиропом концентрацией 60-65% с доведением содержания сухих веществ утфеля до 91,7-92,5%. После чего заполняют им ротор центрифуги одновременно с вводом в него воздуха, насыщенного влагой, температурой выше, чем у утфеля, на 5-7°C. Причем после отделения из слоя утфеля основной массы первого оттека, начинают промывание кристаллов сахара. Его осуществляют в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором, затем горячей водой, смешанной с озоном. Изобретение обеспечивает увеличение выхода кристаллического белого сахара из центрифуги и улучшение его качественных показателей. 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-07-10 2016-07-10T01:46:23
Наверх