Кристаллизатор Советский патент 1991 года по МПК C13F1/02 

Изобретение относится к оборудованию сахарной промышленности, предназначенному для кристаллизации сахаросодержащего сиропа, и может быть также использовано для кристаллизации различных веществ в пищевой и химической промышленности.

Известен кристаллизатор для кристаллизации веществ, преимущественно сахарозы в свеклосахарном производстве, включающий вертикальный корупс, размещенную внутри него нагревательную камеру с центральным циркуляционным каналом, устройство для циркуляции суспензии в виде укрепленного на валу конуса с окнами, к общему основанию которого прикреплена ситчатая заслонка, снабженное приводом.

Недостатком известной конструкции кристаллизатора является невысокая скорость кристаллизации, а следовательно, и недостаточная производительность,

вследствие незначительного относигельного движения кристаллов в межкристальном растворе, высокая дисперсность кристаллов

Ближайшим техничеси им решением к предложенному является кристаллизатор, состоящий из вертикально расположенного корпуса, размещенной внутри него нагреэа тельной камеры с центральным циркуляционным каналом, и установленного в нем устройства для перемешивания кристалли зуемой массы, состоящего из вертикального вала и укрепленного на нем диска имеющего радиально расположенные окна, снабженные прикрепленными к их радиальным кромкам наклонными лопатками, одна из которых - верхняя - расположена над диском, а другая - нижняя перфорированная - под ним.

Недостатком кристаллизатора является;

- недостаточное увеличение производительности из за того, что насосный эффект устройства снижается в результате забивания кристаллами внутренней вершины между лопатками %

Целью изобретения является повьш-С- ние производительности путем увеличения скорости Циркуляции кристалломассы.

Указанная цель достигается тем, что в кристаллизаторе, сог оящем из вертикально расположенного корпуса, размещенной внутри него нагревательной камеры с ральным циркуляционным каналом, и установленного в нем устройства для перемешивания кристаллизуемой массы, состоящего из вертикального взла и укрепленного на нем диска, имеющего радиально расположенные окна, снабженные прикрепленными к их радиальным кромкам наклонными лопатками, одна из которых - верхняя - расположена над диском, а другая - нижняя перфорированная - под ним, лопатки каждого окна жестко соединены между собой с образованием единой лопасти, выполненной плавно изогнутой таким образом, что вогнутая поверхиост ь ее обращена к окну, причем ширина лопасти в центральной части диска больше, чем ширина лопасти на его периферии, а ее верхняя часть выполнена перфорированной. Лопасти должны быть укреплены к радиальным кромкам окон шарпирно, при этом диск и лопасти имеют покрытие из фторопласта.

На фиг 1 изображен общий виц кристаллизатора в продольном разрезе, на фиг.2 - общий вид диска, на фиг 3 - разрез по Б-Б на фиг 2 на фиг 4 - вид по стрелке В фи) .3. Кристаллизатор состоит из вертикально расположенного корпуса 1, размещенной

внутри корпуса без зазора с ним иагоева тельной камеры 2, имеющей в щ i-тральной части циркуляционный канал 3 тпмор- ленного в циркуляционном канале уиооГ С

ва 4 для перемешивания крисг-ылиз/ег/ой массы, состоящего из вертикальною огпа 5 и укрепленного на нем диска 6, имеющего радиально расположенные окна 7 На диске С при помощи шарниров 8 укреплены вдоль

одной и той же радиальной кромки каждого окна плавно изогну r-je лопасти 9, вогнутой поверхностью обращенные к окну и состоящие из верхней 10 и нижней 11 частей. Лопасти 9 установлены в наклонном

положении. Ширина верхней части /юности 10 больше ширины нижней части 11, а угол наклона У. верхней части лопасти меньше угла наклона /5нижней. Верхняя кромка лс- пасгм 9 полностью перекрывает просвет окна 7 во избежание возникновения восходящего потока. По всей поверхности лопасти выполнены в шахматном порядке перфорационные отверстия 12. Ширина лопасти 9 уменьшается в рад 1ал0ном нзправ

лении. Диск 6 и лопасти 0 имеют покрытие 13 из фторопласта

Кристаллизатор °на5жен приводом 14 ,,гун сообщения крашения перемешиаающе- му устройству 4, патрубками 15 и 16 для

отвода соответственно вторичного пара и кснденса.а, патрубками 17, 18 для начальнего ис/одного раствора и гопзчи пара, а также устройством 19 для выгрузки суспензии

Крмотэллмзатоо ребогаег следующим образом

Vhxort ый раствор черс з пафубо... 1 подают з аппарат для полного погружения

нагревательной камеры v в которую затем через патрубок 18 подают -реющий пар. Включают привод & который сообщает вращательное движение устройству 4 размещенному Б циркуляционном канале 3.

При этом кристаллизатор находится под разрехением Образующиеся s процессе работы кристаллизатора вторичный пар / конденсат отводят через патрубки 15 16 В результате вращательного движения диска

0 6 раствор, находящийся в центральном циркуляционном канале 3, подхватывается лопастями 9 скорость его возрастает Б осевом направлении Это приводит к интенсифика ции циркуляции раствора ьо всем аппарате,

5 росту скорости выпаривания воды из раствора и переходу его в пересыщенное состо- яние После инициирования затравкой кристаллообразования происходит возник новение зародышей и рост кристаллов во

всем объеме кристаллизатора, образующих суспензию.

При увеличении скорости циркуляции суспензии в зоне работы лопастей 9 и на их поверхностях активизируется рост кристаллов за счет активного смывания уходящей через отверстия 12 межкристальной жидкостью кристаллов, движущихся по всей перфорированной поверхности лопасти, а также за счет увеличения относительной скорости кристаллов и жидкости в поле центробежных сил, вызванных плавной кривизной лопасти 9.

Сужение лопасти 9 к периферии обеспечивает более равномерный профиль скорости на выходе из циркуляционного канала 3, так как при разгоне потока поверхностью лопасти возникает его закручивание с соответствующим возрастанием осевой и радиальных составляющих вектора скорости. Для приближения условий движения потока к изокинетичности ширина лопасти в радиальном направлении должна быть меньше. Это условие обеспечивает в свою очередь устойчивое образование контура циркуляции во всем объеме аппарата. Постоянная плавная кривизна по всей ширине лопасти 9 исключает удерживание и накопление кристаллов в любом месте ее поверхности и способствует полному сходу кристаллов с лопасти в пространство под нагревательной камерой 2.

Нижняя часть 11 лопасти 9 работает тэ- ким образом, что вектор относительной скорости потока образует с вертикальной осью некоторый угол для снижения центробежного эффекта, отбрасывающего кристаллы к периферии аппарата. Предлагаемая форма лопасти усиливает турбулизацию в зоне выхода потока из циркуляционного канала 3 с соответствующим увеличением относительной скорости движения кристаллов и массо- переноса.

Шахматное расположение отверстий 12 обеспечивает более равномерное омывание кристаллов за счет исключения менее активных зон на поверхности лопасти, которые могли бы образоваться при рядном расположении отверстий 12 и возникающем торможении потока поверхностью промежутков между отверстиями, Кроме того, при шахматном расположении возрастает прочность ло- иаста, что позволяет сделать большим ее живое сечение.

Снижение возможности повреждения кристаллов при их адгезии о поверхность лопасти 9 оберпечивается за счет покрытия мх фторопластом 13, имеющим наименьший коэффщиэ т трения.

Наличие шарнирного соединения 8 лопасти 9 с кромками окон 7 диска 6 позволяет выбирать оптимальное ее положение на любой стадии процесса кристаллизации и для ri различной вязкости утфелей I, II, III продук- тоз.

После завершения процесса кристаллизации суспензия выгружается через устройство 19.

0Использование предлагаемого кристаллизатора позволяет:

-увеличить производительность путем увеличения скорости циркуляции суспензии при одновременной активности роста крл5 сталлов за счет их более активного омыва- ния на полностью перфорированных лопастях и увеличения отнодйтельной скорости движения кристаллов в поле центробежных сил на искривленных лопастях, а

0 также изменения в шарнирах положения лопастей в зависимости от вязкости кристаллизующейся суспензии;

-увеличить производительность перемешивающего устройства за счет исключе5 ния забивания внутренней полости между лопатками и повысить в итоге насосный эффект;

-активизировать тепломассообмен в наименее напряженной части аппарата, а

0 именно з циркуляционном канале, где нам- мзныиий удельный теплоподвод, за счет ускорения потока в этой зоне.

Кристаллы, имеющее большую плотность, подвергнутся ускорению в меньшей5 степени, чем межкристальная жидкость, т.е. возникает относительное смещение их в общем потоке.

40

Формула изобретения

1. Кристаллизатор, состоящий из вертикально расположенного корпуса, размещенной внутри него нагревательной камеры с центральным циркуляционным каналом, и установленного в нем устройства для перемешивания кристаллизуемой массы, состоящего из вертикального вала и укрепленного на нем диска, имеющего радиально расположенные окна, снабженные прикрепленными к их радиальным кромкам наклонными лопатками, одна из которых - верхняя расположена над диском, а другая - нижняя перфорированная - под ним, отличающийся тем, чтэ, с

целью повышения производительности путем увеличения скорости циркуляции, лопатки каждого окна жестко соединены между собой с образованием единой лопасти, выполненной плавно изогнутой таким

образом, что вогнутая поверхность ее обращена к окну, причем ширина лопасти в,центральной части диска больше, чем ширина лопасти на его периферии, а ее верхняя часть выполнена перфорированной.

2. Кристаллизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что лопасти укреплены к радиальным кромкам окон шарнирно, при этом диск и лопасти имеют покрытие из фторопласта.

Изобретение относится к оборудованию сахарной промышленности, предназначенному для кристаллизации сахаросодержа- щего сиропа, и может быть также использовано для кристаллизации различных веществ в пищевой и химической промышленности. Цель - повышение производительности за счет увеличения скорости циркуляции кристалломассы. Кристаллизатор состоит из вертикально расположенного корпуса 1, размещенной внутри корпуса без зазора с ним нагревательной камеры 2, имеющей в центральной части циркуляционный канал 3, и установленного в циркуляционном канале устройства 4 для перемешивания кристаллизуемой массы. состоящего из вертикального вала 5 и укрепленного на нем диска 6, имеющего радиаль- но расположенные окна. На диске 6 при помощи шарниров укреплены вдоль одной и той же радиальной кромки каждого окна плавно изогнутые лопасти 9, вогнутой поверхностью обращенные к окну и состоящие из верхней и нижней частей. Лопасти 9 установлены в наклонном положении. Ширина верхней части лопасти больше ширины нижней части, а угол наклона верхней части лопасти меньше угла наклона нижней. Верхняя кромка лопасти 9 полностью перекрывает просвет окна во избежание возникновения восходящего потока По всей поверхности лопасти выполнены в шахматном порядке перфорационные отверстия. Ширина лопасти 9 уменьшается в радиальном направлении. Диск б и лопасти 9 имеют покрытие из фторопласта. Кристаллизатор снабжен приводом 14 для сообщения вращения перемешивающему устройству 4, патрубками 15 и 16 для отвода соответственно вторичного пара и конденсата, патрубками 17, 18 для начального набора исходного раствора и подачи пара, а также1 устройством 19 для выгрузки суспензии, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. СП С о ю оэ

Фиг.г

В-б

70

12

Фиг.З

вое

е © о о в © о Гоо0оехооооооо о

OOOGOOOOOO0 6

LL о о оло/о ОАО о о о о

,,.

72 ФигЛ

m

5

MJ