Установка для получения винно-кислой извести Советский патент 1993 года по МПК C12G1/02 

Изобретение относится к винодельческой промышленности, а именно к установкам для получения винно-кислой извести из отходов виноделия.

Целью изобретения является более полное выделение винно-кислой извести и ускорение процесса кристаллизации.

Это достигается тем, что установка для получения винно-кислой извести, содержащая последовательно установленные по ходу технологического процесса и соединенные через насосы системой трубопроводов аппараты для приготовления химических реагентов, устройство для смешивания последних с винно-кислотным раствором, кристаллизатор, устройство для обезвоживания и сушилку, согласно изобретению снабжена турбореактором, установ(Л

С

ленным между устройством для смешивания и кристаллизатором, гидродинамическим вибратором, соединенным через насос и систему трубопроводов с аппаратами для приготовления химических реагентов, а также устройством для улавливания кристаллов винно-кислой извести, при этом турбореактор состоит из смонтированный между диффузором и конфузором цилиндрической камеры, внутри которой между дренажными сетками размещены подвижные шарики. Дренажные сетки расположены на таком расстоянии, что заключенный между ними объем цилиндрической камеры составляет 1 /3 общего обьема. Отношение длины диффузора к диаметоу входного отверстия составляет 8-10.1 и углом расширения 20-22°, отношение длины конфузора к диаметру выходного отверстия составляет 4со

ю

4 4 CJ

ел

6:1. а угол расширения , при этом диаметр шариков составляет 5 15 мм.

Гидродинамический вибратор включает корпус, внутри которого на крестообразном держателе установлен набор пластин и сопло, в полости которого размещен закрепленный на пружине конусообразный вытеснитель, при этом длина пластин составляет 100-120 мм и уменьшается от стенок корпуса к его центру,

Кристаллизатор состоит из трех соединенных между собой по принципу сообщающихся сосудов емкостей с коническими днищами и выгрузочным устройством шне- кового типа, соединенных между собой при принципу сообщающихся сосудов трубопроводами, каскадно снижающимися, при этом выходной конец трубопровода подводящего рабочую смесь в каждую из емкостей размещен о ее центре на уровне конического днища, а уровень расположения участков трубопроводов соединяющих емкостей между собой каскадно снижается от первой к последней емкости.

Устройство для улавливания кристаллов винно-кислой извести состоит из двух последовательно соединенных дуговых сит с фильтрующими материалами.

На фиг.1 представлена предлагаемая установка; на фиг.2 - турбореактор; на фиг.З - гидродинамический вибратор; на фиг.4 - кристаллизатор; на фиг.5 - декантатор; на фиг.6 - устройство дял улавливания кристаллов ВКИ; на фиг.7- контейнер для ВКИ; на фиг.8 - пакет пластин.

Установка доя получения винно-кислой извести включает турбореактор 1: гидродинамический вибратор 2; кристаллизатор 3; устройство для улавливания кристаллов 4; аппараты для приготовления химических реагентов 5 и 6; декантатор 7; сушилку 8; насосы высоконапорные 9 и 10 для подачи химических реагентов и винно-кислотного раствора; ротаметры 11; мерные стекла 12; дозаторы 13 и 14 для химических реагентов, манометры 15; вакуумметр 16; а также систему трубопроводов с запорными устройствами-кранами 17, 18, 19. 20 и 21.

Турбореактор 1 (фиг.2) состоит из центральной трубы 22 с соплом 23, приемной камеры 24 с патрубками 25, 26 соответственно для подачи химических реагентов, воздуха и мановакуумметрэ 27, камеры смешивания 28, диффузора 29 и конфузора 30, цилиндрической камеры 31, слоя насадки из подвижных шариков 32, дренажных сеток 33 и отводного патрубка 34. Наездка из шарообразных частиц с диаметром 5-15 мм ограничена верхней и нижней дренажными сетклми 31 и занимает 1/3 .ма камеры

31. Диффузор 29 выполнен с соотношением его длины к диаметру входного отверстия 8-10:1 и углом расширения 20-22°, а конфу- зор 30 соответственно при соотношении 46:1 и 28-30°.

Гидродинамический вибратор 2 (фиг.З) состоит из корпуса 35, колебательной системы 36 и сопла 37 для подачи химических реагентов к колебательной системе. Сопло

37 для подачи химических реагентов к колебательной системе. Сопло 37 представляет собой трубу с концентрически установленным внутри конусообразным вытеснителем 38, фиксированным пружиной 39, которая

закреплена в оба конца, один к корпусу, другой к вытеснителю, при этом вытеснитель свободно двигается и изменяет величину входного отверстия сопла. Колебательная система 36 состоит из пакета

пластин 40, прямоугольной формы, толщиной 0,6-0,8 мм и длиной 100-120 мм. Расстояние между пластинами 5-7 мм,

Пластины, заполняющие внутреннюю полость камеры, расположены вдоль ее продольной оси и уменьшают постепенно свою величину от стенки корпуса к центру. Закреплены они резьбовыми шайбами 41 на крестообразной державке 42 и фиксированы болтом 43 с шайбой и резиновой прокладкой на корпусе Г5. Крестообразная державка жестко связана с отражательной плоскостью 44, которая установлена в корпусе с образованием кольцевого зазора.

Кристаллизатор 3 (фиг.4) состоит из трех емкостей с коническими днищами, соединенных между собой системой трубопрово- дов46 по принципу сообщающихся сосудов, при этом вход трубопровода 46 от емкости

к емкости каскадно снижается, а выход тру- бопровода 46 подведен к центру емкости до уровня конического днища. Конические днища соединены трубопроводами с запорной арматурой 47 и исполнительным мехэниз

мом с выгружающим уст- . JHBKO- вого тип. Шнек приводится в движении электрод ттелем с приводом 49. При этом выгружающее устрой э установлено с наклоном 5-8° от начальной к последней емкости.

Декантатор 7 (фиг.5) представляет собой металлическую еанну, разделенную перегородками 50 на три секции с постепенным снижением уровня перегородки между каждой секцией, сьемнсй рамы 51 и патрубком 52 для истечения ж дкости. Установленная съемная рама 51 с фильтрующим матер алом перед патрубком 52 служит для дополнительной фи,.с,г- рации жидкой части суспонлии И КИ

Устройство 4 (фиг.6) для улавливания кристаллов ВКИ состоит из двух дуговых сит 53, соединенных последовательно в виде каскада с съемными рамами 54 и заправленных фильтрующими материалами 55. Дуговые сита оборудованы патрубками 56 и 57 для подачи и отвода компонентов суспензии. Угол дуги, под которым установлен фильтрующий материал 40. 50°. Рамы дуговых сит заправлены фильтрующими материалами с увеличением степени задерживания твердой фазы. На персом дуговом сите используют капроновую ткань. на втором - лавсановую ткань. Устройство имеет открытый металлический лоток 57 для выгрузки осадка ВКИ с фильтрующего материала.«

Установка работает следующим образом:

Аппарат 5 заполняют горлчей водой до уровня (температура 60-70°С). Открывают запорное устройство 18, включают насос 9 и в аппарат 5 постепенно добавляют из дозатора 13 порошкообразный природный ме- лоподобный известняк из расчета получения 10%-ной суспензии, при этом суспензия с помощью насоса 9 перекачивается через гидродинамический вибратор 2 по замкнутому циклу за счет поэтапного повышения давления потока насосом 9 и запорным устройством 21 изменяют частоту колебаний вибратора, что повышает активность химических реагентов. Давление в системе поэтапно повышают от 0,3 МПа до 0,8 МПа. Изменение давления контролируют манометром 15. Обработку осуществляют в течение 10-15 мин при различных частотах колебаний, что достигается постепенным повышением давлением потока по мере увеличении времени обработки суспензии. После обработки суспензии мелоподобного известняка закрывают краны 18 и 17 и отключают насос 9.

Аналогично активируют и втдрой химический реагент для получения ВКИ. Для этого аппарат 6 заполняют до уровня горячей водой температурой 50-70°С, открывают краны 19 и 17 и включают насос 9, а из дозатора 14 постепенно дозируют порошкообразный сульфат кальция (двухводный) из расчета получения 10%-ной суспензии по основному веществу. Обрабатывают суспензию сульфата кальция в колебательном контуре вибратора 2 в течение 10-15 мин с постепенным повышением давлением потока от 0,3 до 0,8 МПа и частоты звуковых колебаний.

После соответствующей обработки отключают насос 9 и закрывают краны 19 и 17.

Осветленный винно-кислотный раг.тпор из накопительной емкости насосом 10 подают под давлением 0,4-0,6 МПа п турборе- актор 1. а затем раствор подается через 5 ротаметры 11 и по мерным откалиброван- ным стеклам 12. Струя осоетлеиного винно- кислотного раствора выходит из сопла 23 трубы 22 и, двигаясь с большой скоростью засасывает из аппараты 5 и 6 через боковой

патрубок 25 химические реагенты, а через патрубок 26 - воздух, при этом поток воздуха и жидкости регулируют в соотношении 3-5:1. Поток компонентов далее поступает последовательно в камеру смешивания 28,

5 диффузор 29 и цилиндрическую камеру 31 со слоем насадки 32 из шарообразных пластмассовых частиц, где происходит интенсивное перемешивание, что ускоряет скорость реакции и начало процесса кри0 сталлобрэзооания. Создание состояния псевдоожижения за счет интенсивного хаотического движения шарообразных частиц и смешивания трехкомпонентной системы, обеспечивает обширный масоообмен меж5 ду компонентами и окончательно приводит к образованию кристаллов ВКИ. Затем смесь через конфузор 30 и отоодной патрубок 34 через трубопровод 46 поступает в кристаллизатор 3. Ограничение слоя насад0 «и 32 дренажными сетками 33 исключает унос шарообразных пластмассовых частиц потоком жидкости, при этом в состоянии псевдоожиженния частицы занимают весь объем цилиндрической камеры. Скорость

5 потока суспензии при выходе из трубопровода в первую емкость кристаллизатора снижается до минимума. Это приводит к тому, что процесс кристаллизации происходит в спокойном состоянии и способствует

0 выращиванию кристаллов ВКИ. В кристаллизаторе 3 жидкая часть суспензии поднимается uuepx, а кристаллы ВКИ осаждаются на коническое днище. На выходе из трубопровода 46 за счет выпадения кристаллов

5 ВКИ в осадок из всего обьема суспензии создается состояние пересыщения, что интенсифицирует процесс кристаллообразования. Жидкая часть суспензии самотеком через трубопровод 46 поступает во вторую

0 аналогичную емкость кристаллизатора, где также происходит осаждение части кристаллов ВКИ, затем - в третьем. Создание избыточной концентрации кристаллов ВКИ, в нижней части кристаллизатора и контакти5 рование с потоком суспензии, поступающей на кристаллизацию, создает большое перенасыщение суспензии, что резку интенсифицирует процесс кристаллизации и приводит к более полному выделению вим- но-кислых соединений из винно-киглптных

растпоров. В кристаллизаторе осаждается около 90% кристаллов ВКИ. Образованный осадок ВКИ из конечной части кристаллизатора за счет периодического открывания за- порной арматуры 47 поступает в выгружающее устройство 40, где за счет движения шнека транспортируется о декан- татор 7. Угол наклона разгрузочного устройства 5-8° обеспечивает транспортировку осего осадка ВКИ.

Процесс кристаллизации ВКИ проводят в непрерывном потоке, т.к. суспензия поступает через трубопровод 46 в кристаллизатор, где кристаллы ВКИ отделяют в конической части и периодически выгружа- ют шнекопым устройством 48, а жидкую часть суспензии отводят через патрубок 46 на устройство 4, где улавливают неосевшие кристаллы ВКИ. Задержанные кристаллы ВКИ на фильтрующих материалах устройст- ва 4 выгружают по лотку 58 в декантатор 7, а жидкую часть суспензии отводят в канализацию.

Обезвоживание осадка в декантаторе 7 происходит за счет свободного оседания кристаллов ВКИ и каскадного истечения жидкой части суспензии через верхний край перегородок 50, при этом осадок постепенно уплотняется по мере увеличения объема в каждой перегородке, а жидкую часть сус- пензии перед сливом в канализацию дополнительно фильтруют через фильтрующую ткань, установленную на раме 51 перед патрубком 52.

Из декантатора 7 осадок ВКИ переносят в контейнер 58 с перфорированными боковыми стенками 59, на которых закреплен плотный фильтрующий материал 60. За счет свободного истечения жидкости обезвоживание осадка происходит до остаточной влажности20-30%. Затем осадок ВКИ переносят в паровую сушилку 4, где высушивают до необходимых кондиций.

Данная установка позволяет производить процесс активации химиче- ских реагентов в звуковом поле, нейтрализовать винно-кислотный раствор в состоянии псевдоожижения, осуществить кристаллизацию в непрерывном потоке, что в конечном счете способствует более полно- му выделению винно-кислой извести.

Преимущества предлагаемой установки по сравнению с действующей на предприятиях по производству ВКИ из винно-кислых растворов подтверждаются данными, при- веденными в таблице

Формула изобретения

1. Установка длч получения винно-кислой извести, содержащая последовательно установленные по ходу технологического

процесса и соединенные через насосы системой трубопроводов аппараты для приготовления химических реагентов, устройство для смешивания последних с винно-кислым раствором, кристаллизатор, устройство для обезвоживания и сушилку, отличающаяся тем, что, с целью более полного выделения винно-кислой извести и ускорения процесса кристаллизации, она снабжена турбореактором, установленным между устройством для смешивания и кристаллизатором, гидродинамическим вибратором, соединенным через насос и систему трубопроводов с аппаратами для приготовления химических реагентов, а также устройством для улавливания кристаллов винно-кислой извести.

2.Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что турбореактор состоит из смонтированной между диффузором и конфузо- ром цилиндрической камеры, внутри которой между дренажными сетками размещены подвижные шарики, дренажные сетки расположены на таком расстоянии, что заключенный между ними объем цилиндрической камеры составляет 1/3 ее общего объема, отношение длины диффузора к диаметру его входного отверстия составляет 8-10:1. а угол расширения 20-22°, отношение длины конфузора к диаметру выходного отверстия составляет 4-6:1, а угол расширения 28-30°, при этом диаметр шариков составляет 5-15 мм.

3.Установка по п.1,отличающаяся тем. что гидродинамический вибратор включает корпус, внутри которого на крестообразном держателе установлен набор пластин и сопло, в полости которого размещен закрепленный на пружине конусообразный вытеснитель, при этом длина пластин составляет 10-120 мм и уменьшается от стенок корпуса к его центру.

4.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что кристаллизатор состоит из трех соединенных трубопроводами между собой по принципу сообщающихся сосудов емкостей с коническими днищами, при этом выходной конец трубопровода, подводящего рабочую смесь в каждую из емкостей, размещен в ее центре на уровне конического днища, а уровень расположения участков трубопроводов, соединяющих емкости между собой, каскадно снижается от первой к последней емкости.

5.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что устройство для улавливания кристаллов винно-кислой извести состоит из двух последовательно соединенных дуговых сит с фильтрующими млтерилллми.

-Ч

fa1/

(pi/c.{

58

Использование: в винодельческой промышленности при получении винно-кислой извести из отходов виноделия. Сущность изобретения: установка содержит последовательно установленные по ходу технологического процесса и соединенные через насосы системой трубопроводов аппараты для приготовления химических реагентов, устройство для смешивания последних с вин- но-кислым растоором, кристаллизатор, устройство для обезвоживания, сушилку, турбореактор, гидродинамический вибратор, устройство для улавливания кристаллов винно-кислой извести Турбореактор установлен между устройством для смешивания и кристаллизатором Гидродинамический вибратор соединен через насос и систему трубопроводов с аппаратами для приготовления химических реагентов. 4 з п ф-лы, 8 ил., 1 табл.

ffx.

ff#x.

puz 2

вь/х.

Вход

37 М

/I

JJ А А Д|

(рагЗ

Фиг. 5

Фиг. В

Фиг о 8

Редактор

Составитель Н,Гуртовой Техред М.Моргентал

S9

60

L

Ж

JL1

фиг. 7

Корректор С.Патрушева