Кристаллизатор для лактозы Советский патент 1991 года по МПК C13K5/00 

Изобретение относится к оборудованию для молочной промышленности, а именно к кристаллизаторам для крис- таллизации лактозы.

Цель изобретения - уменьшение потерь лактозы в мелассе.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (с указанием отклонения внутренней обечайки в левую сторону); на фиг. 3 - сечение Б-В на фиг. 1 (с указанием отклонения внутренней обечайки в правую сторону); на фиг. 4узел 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 цилиндрический корпус 1 и внутреннюю обечайку 2, образующую со стенкой корпуса теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллиэата и установленное в корпусе вибропереме- шивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 и укрепленных на нем по высоте лопастей 6, имеющих ко- ноидальные насадки 7. Каждая лопасть 6 виброперемешивающего устройства вы- полнена в виде диска, при этом ко- ноидальные насадки 7 прикреплены наклонно к нижней поверхности дисков таким образом, что они в соседних дисках направлены в противоположные стороны. Форма нижней лопасти 8 соответствует форме днища 9 и выполнена перфорированной,

Внутренняя обечайка 2 прикреплена к корпусу на упругих подвесках 10. Теплообменная рубашка 3 разделена вертикальными гофрированными перегородками 11 на две камеры 12 и 13. Последние снабжены патрубками 14 и 15 для подвода и патрубками 16 и 17 для отвода хладоагента, которые сообщаются со сливной гидролинией 18 через гидропульсатор 19. Обечайка 2 соединена с фланцем корпуса 1 и соответственно с днищем 9 герметизирующими эластичными 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 него верхнего диска 6, а в камеры 12 и 13 теплообменной рубашки 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 пульсатор- ных гидравлических вибраторов с управляемым сливом. Например, камера 13 отключается гидропульсатором 19 от сливной гидролинии 18 и в ней при этом возрастает положительное избыточное 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

сообщается значительный силовой импульс, приводящий к поперечному (горизонтальной плоскости) смещению всей обечайки в сторону патрубка 16. При этом гофрированные упругие перегородки 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 гидролинии 18. В этом случае обечайка 2 перемещается в обратном направлении в сторону патрубка 17.

При такой работе камер в режиме пульсаторных гидравлических вибраторов вся обечайка целиком совершает колебательные движения в горизонтальной плоскости, в результате которых находящейся в аппарате дисперсной среде сообщаются силовые импульсы. Импульсы образуются по принципу инверсии, т.е. вся среда движется относительно нелеремещающегося 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

0

5

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 движении дисков 6 вверх растаор зигзагообразно выбрасывается струями из насадок 7 в направлениях к перегородкам, а при движении дисков 6 вниз раствор транспор- 5 тируется их неперфорированной частью вертикально вниз, создавая опускной поток.

По окончании процесса кристаллизации осуществляют выгрузку кристалли- зата из аппарата посредством устройства 4 при включенном вибропроводе 24. Кристаллы в вибрируемой в вертикальном и двух координатном горизонтальном направлениях дисперсной среде находятся таким образом в интенсивном трехкоординатном движении, которое носит стохастический характер и выравнивает распределение кристаллов по реакционному объему. При этом проис0

0

5

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

увеличению массопередачи, особенно на ходит улучшение гидродинамической обмел кой 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 движение раствора происходит через коноидатьные насадки 7, которые обеспечивают опускную циркуляцию через диски 6. У днища 9 нисходящий поток

становки и усиление массопередачи за счет дополнительного межфазного трения в трех взаимно перпендикулярных направлениях; уменьшается толщина поде граничного 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.

Предлагаемый кристаллизатор позволяет увеличить выход кристаллической массы за счет усиления массопередачи и более эффективной низкочастотной циклизации внешней возмущающей силы в двухкоординатных вибрациях .в горизонтальной плоскости и дополнительного межЛазного трения в дисперсной сре50

55

становки и усиление массопередачи за счет дополнительного межфазного трения в трех взаимно перпендикулярных направлениях; уменьшается толщина пое граничного 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.

Предлагаемый кристаллизатор позволяет увеличить выход кристаллической массы за счет усиления массопередачи и более эффективной низкочастотной циклизации внешней возмущающей силы в двухкоординатных вибрациях .в горизонтальной плоскости и дополнительного межЛазного трения в дисперсной сре0

5

де. Усиливается виброперемешивание раствора в силу того, что горизонтальные колебания кристаллов совершаются в двух направлениях, а кроме того происходит зигзагообразное изменение траектории транспортирования кристаллов в растворе пульсирующими струями из насадок 7 и постоянное изменение направления их вращения.

Формула изобретения

Кристаллизатор для лактозы, включающий соосно расположенные вертикаль- ный цилиндрический корпус со сферическим днищем и внутренней обечайкой,

77

12

образующей со стенкой корпуса тепло- обменную рубашку, устройство для отвода кристаллизата и установленное в корпусе виброперемешивакмдее устрййст- во, состоящее из вертикального вала и укрепленных на нем по высоте лопастей, имеющих коноидальные насадки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь лактозы в мелассе, каждая лопасть виброперемеши- вающего 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.

73

Фие.2

77

72

Л

15

11

Фиг.З

Фиг.Ч

Л7Фиг.б