СПОСОБ ДЕФЕКАЦИИ СОКА СВЕКЛОСАХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 1998 года по МПК C13D3/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к технологии очистки сока.

Известен способ дефекации сока свеклосахарного производства, включающий подачу сока и известкового молока в корпус дефекатора, смешивание их, выдерживание смеси, разложение несахаристых веществ и отвод дефекованного сока из дефекатора [1].

Недостатком известного способа является неравномерное смешивание сока с известковым молоком и вследствие этого недостаточно эффективное разложение несахаристых веществ.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ дефекации сока свеклосахарного производства, предусматривающий смешивание сока и известкового молока, подачу смеси в дефекатор, выдерживание в нем для разложения несахаристых веществ и отвод дефекованного сока из дефекатора [2].

Недостатком этого способа является неравномерное принудительное перемешивание сока и известкового молока с помощью лопастной мешалки, образование застойных зон в корпусе дефекатора и вследствие этого недостаточная степень разложения несахаристых веществ.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении более равномерного перемешивания сока и известкового молока, более эффективном разложении несахаристых веществ и повышении, таким образом, степени очистки сока.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе дефекации сока свеклосахарного производства, предусматривающем смешивание сока и известкового молока, подачу смеси в дефекатор, выдерживание в нем для разложения несахаристых веществ и отвод дефекованного сока из дефекатора. Смешивание сока и известкового молока осуществляют в инжекционном смесителе при увеличении в нем скорости сока до 3,2-4,0 м/с с последующим снижением скорости смеси сока с известковым молоком до 1,4-1,8 м/с и рециркуляцией части смеси в ее поток.

Затем скорость потока смеси уменьшают до 0,4-0,6 м/с, измеряют ее расход и разделяют направляемый в дефекатор поток на отдельные струи, имеющие одинаковые угловые скорости.

Расход известкового молока на дефекацию следует определить по формуле

где
F_им - расход известкового молока,
F_см - расход смеси, измеряемый расходомером дефекатора;
K_I - коэффициент соотношения расхода известкового молока к расходу поступающего в дефекатор сока.

Изобретение поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.

Сок со скоростью 1,0-1,5 м/с подают в конфузор 1 инжекционного смесителя, в котором за счет сужения проходного сечения скорость сока увеличивается до 3,2-4,0 м/с.

В поток сока, выходящий из конфузора 1, подают известковое молоко. Далее эти компоненты поступают в диффузор 2 инжекционного смесителя 3, в котором за счет расширения его сечения скорость полученной смеси снижается до 1,8-1,4 м/с.

Начальная скорость сока 3,2-4,0 м/с и конечная скорость смеси 1,8-1,4 мк/с в диффузоре обеспечивают перемешивание сока с известковым молоком и рециркуляцию части полученной смеси из верхней в нижнюю часть диффузора за счет перепада давлений в нижнем и верхнем сечениях диффузора.

В результате этого улучшается взаимодействие сока и известкового молока и интенсифицируется процесс разложения несахаристых веществ в соке. Процесс дефекации протекает достаточно эффективно.

Далее смесь из инжекционного смесителя 2 подают на расходомер 4 со щелевой диафрагмой пропорционального слива, предварительно снизив ее скорость до 0,6-0,4 м/с, что позволяет произвести более точное измерение расхода смеси.

Расход смеси измеряют для дозирования известкового молока в заданном соотношении к расходу сока.

Расход известкового молока, необходимый для оптимального проведения процесса разложения несахаристых веществ, определяют по формуле

где
F_см - расход смеси, измеряемый расходомером дефекатора;
F_им - расход известкового молока;
K₁ - коэффициент соотношения расхода молока к расходу поступающего в дефекатор сока.

Коэффициент K_I определяют в лаборатории с учетом плотности известкового молока и производительности завода.

Затем поток смеси разделяют на ряд струй с равными угловыми скоростями при помощи многоканального лотка 5 с криволинейными перегородками, расположенного внутри корпуса дефекатора 6, и смесь выдерживается в нем для проведения процесса разложения несахаристых веществ, находящихся в соке.

Равные угловые скорости струй потока смеси обеспечивают одинаковое время пребывания частиц смеси в дефекаторе, что позволяет произвести более полное разложение несахаристых веществ.

Ширина входных сечений всех каналов принята одинаковой, расход смеси в каждой струе одинаковый. Ширина выходных сечений каналов определяется расчетным путем, исходя из зависимости линейной скорости потока каждой струи от расстояния между центром сечения корпуса дефекатора и серединой каждого канала. При этом величины между собой прямо пропорциональны, а угловые скорости струй, выходящих из всех каналов, одинаковые.

где
W - линейная скорость потока струи;
r - расстояние между центром сечения корпуса дефекатора и серединой канала;
ω - угловая скорость потока струи.

Равномерное разделение смеси по сечению корпуса дефекатора позволяет обеспечить одинаковое время ее в корпусе дефекатора и исключить в нем застойные зоны. В дефекаторе, таким образом, созданы оптимальные условия.

Сок отводят из дефекатора по патрубку 7.

Пример 1. Сок со скоростью 0,8 м/с, подают в конфузор 1 инжекционного смесителя 3. На выходе из конфузора 1 скорость сока увеличивается до 3,0 м/с. В поток сока, выходящий из него, подают известковое молоко. Далее сок и молоко поступают в диффузор 2 инжекционного смесителя, в котором скорость полученной смеси снижается до 1,9 м/с. Осуществляется перемешивание сока с известковым молоком и часть смеси рециркулируется в поток. Далее скорость потока смеси, находящейся в диффузоре инжекционного смесителя, снижают до 0,7 м/с и проводят измерение его расхода расходомером 4 со щелевой диафрагмой пропорционального слива.

Определяют расход известкового молока по формуле

F_см= 1,295 т/ч по данным измерения расхода смеси известкового молока и сока;
K₁=0,08 по заводским данным.

.

После этого поток смеси разделяют на ряд струй с равными угловыми скоростями при помощи многоканального лотка 5, которые поступают в корпус дефекатора.

В нем происходит процесс разложения несахаристых веществ, находящихся в соке, после чего через патрубок 7 дефекованный сок отводится на дальнейшие ступени очистки.

Процесс характеризуется снижением эффекта инжекционного смешивания, рециркуляции, растворимости извести и реакционного контакта фаз. Увеличивается расход известкового молока в связи с повышенным расходом смеси, подаваемой на дефекацию, уменьшением перепада давления, увеличением турбулентности потока смеси. Это снижает точность измерения расхода смеси и дозирования известкового молока. Это приводит к снижению скорости реакций разложения несахаристых веществ.

Пример 2. Первоначальная скорость сока, подаваемого в конфузор 1 инжекционного смесителя 3, составляет 1,0 м/с, а на выходе из конфузора 1 скорость сока составляет 3,2 м/с. В поток сока на выходе из конфузора 1 подают известковое молоко и далее смесь сока с известковым молоком поступает в диффузор 2 инжекционного смесителя, в котором скорость потока смеси снижается до 1,8 м/с, при этом осуществляется перемешивание сока с известковым молоком и рециркуляция полученной смеси с вновь поступающей смесью известкового молока и сока. Скорость потока смеси, находящейся в диффузоре инжекционного смесителя, снижается до 0,6 м/с. Проводят измерение расхода смеси расходомером 4 для дозирования известкового молока.

Расход известкового молока определяют по формуле, приведенной в примере 1. F_см=1,11 т/ч.; K₁=0,08.

.

Поток смеси разделяют на струи с равными угловыми скоростями при помощи многоканального лотка 5.

Эти струи распределяются по поперечному сечению корпуса дефекатора.

Дефекованный сок отводится через патрубок 7.

Описанный выше способ дефекации характеризуется увеличением перепада давления и инжекционном смесителе, повышением эффекта инжекционного смешивания и рециркуляции.

Это улучшает контакт фаз и растворение извести. Расход известкового молока является оптимальным. В процессе дефекации повышается эффект разложения несахаристых веществ.

Пример 3. Начальная скорость сока, подаваемого в конфузор, составляет 1,5 м/с, на выходе из конфузора 1 скорость сока повышают до 4,0 м/с. В поток сока на выходе из конфузора 1 подают известковое молоко и далее смесь сока с молоком поступает в диффузор 2 инжекционного смесителя 3, в котором скорость потока смеси снижается до 1,4 м/с, при этом осуществляется перемешивание сока с молоком и рециркуляция части полученной смеси. Затем скорость потока смеси на выходе из диффузора инжекционного смесителя снижается до 0,4 м/с. Измеряют расход смеси расходомером для дозирования известкового молока.

Расход известкового молока определяют по описанной выше формуле. В данном случае F_см=0,74 т/ч, K₁=0,08.

.

Далее процесс проводят так же, как в примерах 1 и 2.

Способ дефекации в данном случае характеризуется тем, что эффект инжекционного смешивания находится в допустимых пределах, но граничит с переходным режимом кавитации потока смеси. Расход известкового молока занижен в соответствии с заниженным расходом смеси, подаваемой на дефекацию. Измерения производятся с погрешностью в допустимых пределах. Эффективность процесса разложения несахаристых веществ удовлетворяет производство.

Пример 4. Скорость сока, подаваемого в конфузор 1 инжекционного смесителя 3, составляет 1,6 м/с, на выходе из конфузора 1 скорость сока увеличивается до 4,2 м/с.

В поток сока на выходе из конфузора 1 подают известковое молоко и далее смесь сока с молоком поступает в диффузор 2 инжекционного смесителя, в котором скорость потока смеси снижается 1,0 м/с. Далее скорость потока смеси, находящейся в диффузоре, снижается до 0,3 м/с. Измеряют расход смеси расходомером для дозирования известкового молока. Рассчитывают расход известкового молока.

В данном случае F_см=0,555 т/ч, K₁=0,08.

Поток смеси разделяют на струи с равными угловыми скоростями при помощи многоканального лотка 5 с криволинейными перегородками. Образующиеся струи потока смеси поступают в корпус дефекатора, где происходит процесс разложения несахаристых веществ. Дефекованный сок отводят через патрубок 7.

Способ дефекации характеризуется тем, что инжекционное смешивание протекает в режиме кавитации. Это сопряжено с разрушением осадка несахаристых веществ, повышением расхода электроэнергии на подачу сока. Расход известкового молока чрезмерно занижен в соответствии с весьма низким расходом смеси, подаваемой на дефекацию. В связи с этим приведенный скоростной режим не является эффективным для проведения дефекации.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает эффективное проведение процесса дефекации.

Использование: изобретение относится к сахарной промышленности. Сущность изобретения: способ дефекации сока предусматривает смешивание сока и известкового молока, подачу смеси в дефекатор, выдерживание в нем для разложения несахаристых веществ и отвод дефекованного сока из дефекатора. Смешивание сока и известкового молока осуществляют в инжекционном смесителе при увеличении в нем скорости сока до 3,2 - 4,0 м/с с последующим снижением скорости смеси сока с известковым молоком до 1,4 - 1,8 м/с и рециркуляцией части смеси в ее поток. Затем скорость потока смеси уменьшают до 0,4 - 0,6 м/с, измеряют ее расход и разделяют направляемый в дефекатор поток на отдельные струи, имеющие одинаковые угловые скорости. Способ обеспечивает эффективное разложение несахаристых веществ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ дефекации сока свеклосахарного производства, предусматривающий смешивание сока и известкового молока, подачу смеси в дефекатор, выдерживание в нем для разложения несахаристых веществ и отвод дефекованного сока из дефекатора, отличающийся тем, что смешивание сока и известкового молока осуществляют в инжекционном смесителе при увеличении в нем скорости сока до 3,2 - 4,0 м/с с последующим снижением скорости смеси сока с известковым молоком до 1,4 - 1,8 м/с и рециркуляцией части смеси в ее поток, затем скорость потока смеси уменьшают до 0,4 - 0,6 м/с, измеряют ее расход и разделяют направляемый в дефекатор поток на отдельные струи, имеющие одинаковые угловые скорости. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход известкового молока на дефекацию определяют по формуле

где F_и м - расход известкового молока;
F_с м - расход смеси, измеряемый расходомером дефекатора;
K₁ - коэффициент соотношения расхода известкового молока к расходу поступающего в дефекатор сока.