Многоступенчатый сатурационный аппарат Советский патент 1993 года по МПК C13D3/04 

Изобретение относится к сахарной промышленности для сатурации дефекованного сока углекислым газом, с целью адсорбции известковых солей, красящих веществ и коллоидов частицами углекислого кальция, которые образуются в результате взаимодействия углекислого газа и находящейся в дефекованном соке растворимой извести.

Цепь изобретения заключается о снижет нии расхода энергии, повышении эффекта очистки сока и снижении металлоемкости аппарата.

Это достигается сатурацией сока по наружной поверхности в многоступенчатом аппарате, содержащем прямоугольный наклонный корпус с трубой для отвода отработанных газов, поперечные перегородки, разделяющие аппарат на секции, решетки, расположенные горизонтально ступенями вдоль корпуса, устройства для очистки решеток, расположенные над решетками, и

поворотную заслонку, расположенную в трубе для отвода отработанных газов.

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-Л на фиг.1; на Фиг.З - корпус аппарата, вид п плане; на фиг. Т - продольный вид устройства (каретки) для очистки решеток- на фиг.5 - поперечный вид устройства (каретки).

Сатурационный многоступенчатый аппарат, содержащий наклонный корпус, разделенный на секции 7 поперечными перегородками 5, которые нижней стороной закреплены к днищу аппарата, а верхней - к торцам решеток 2. Параллельно с перегородкой 5 установлены перегородки 6, образующие между собой вертикальные проходы 8. Верхлие стороны перегородок 6 имеют козырьки, направлены в сторону потока сока. Нижние стороны этих перегородок установлены на некотором расстоянии от днища, образуют окна 9, предназначенЭ

сл

00

hO

ь

Јх N Ю

ныс для сообщения секций 7 с вертикальными проходами 8.

Горизонтальные решетки 2 расположены ступенями вдоль корпуса, предназначены для создания потока сока струями с наружной контактной поверхностью. Отверстия в решетках 8 х 20 мм. расположены в продольном направлении с промежутком 10 мм. Количество отверстий о одном ряду указанного размера не менее 40, общей длиной 1200 мм. Количество рядов зависит от производительности аппарата. Расстояние между рядами 35-40 мм. Живое сечение решетки должно обеспечить проход секундного объема сока в куб.м. в одну секунду при гидравлическом напоре 50 мм.

Устройство 3 для очистки решеток, именуемое в дальнейшем кареткой, состоит из двух дисковых зубчатых катков,.которые боковыми шейками заключены в рамку. По углам рамки установлены четыре стойки, на которых с обеих сторон закреплены две продольные зубчатые рейки, предназначенные для сцепления с ведущими шестернями 4, при помощи которых каретка приводится в движение. Длина каретки между центрами катков равна половине длины живого сечения решетки. Устройство привода каретки состоит из двух шестерней 4,одетых на валик, который одной стороной посажен в гнездо боковой стенки, другой - через сальниковое уплотнение выведен наружу противоположной стенки. На конце валика закреплен маховичок, поворотом которого приводится в движение каретка.

Пространство 10 между уровнями заполненных соком секции 7 и вышерасположенных решеток 2 являются активными оросительными зонами массообмена, в которых происходит основной процесс сатурации по наружной поверхности.

В боковых стенках аппарата в зонах 10 устроены окна 12 и 14, которые соединены между собой по наружной стороне газоходом 13 для перехода газа из нижерасположенных зон в вышерасположенные. Патрубок 11 для газа подведен непосредственно в активную зону 10. В трубопроводе 17 для вывода отработанного газа установлена поворотная заслонка 18, предназначенная для регулирования давления газа в аппарате. Поворотная заслонка связана с механическим приводом, работающим в автоматическом режиме. В верхней части аппарата установлены патрубок 19 для подвода сока и перегородка 20, служащая для создания гидравлического затвора. Для возврата недогэзованного сока на предде- фекацию в секциях 7 установлены патрубки 16. Отгазовзнный сок выводится патрубком

15 с последующим направлением на обмч ный гидрозатвор.

Для спуска жидкости и опорожнения секций 7 после остановки и промывки аппарата в секциях установлены пробки 22. Аппарат оборудован лазами 21 ремонтного назначения, расположенными в потолочной части. В люках лазов вмонтированы зрительные стекла.

Сатуратор работает в следующем режиме. Предварительно в аппарате создают поток газа давлением 300 мм вод.ст., после чего пропускают дефекованный сок. Поскольку дефекатор установлен значительно

5 выше сатуратора, сок из дефекатора в аппарат поступает самотеком патрубком 19 через гидрозатвор 20 на решетку 2 первой ступени. Затем через отверстия решетки сок проникает струями в активную зону 10,

0 заполненную газом. При соприкосновении сока с газом наступает реакция масообме- на, происходит процесс сатурации по наружной поверхности сока. При этом контактная поверхность сока непрерывно

5 обновляется трением потока газа о стенки потока сока, а также в период падения сока сверху вниз, при котором струи сока удлиняются. Непрерывное обновление поверхности в сочетании с уплотнением контакта

0 давлением газа, достигается интенсификация процесса сатурации. Сок, прошедший через активную зону 10 первой ступени, попадает в секцию 7, после заполнения которой через окно 9 по вертикальному проходу

5 8 переходит на решетку 2 второй ступени для повторного процесса сатурации. Затем последовательно проходит все зоны, постепенно снижая щелочность в каждой зоне. Отсатурированный сок до оптимальной ще0 лочностиО,10% СаО(рН-11) выводится патрубком 15 через гидрозатвор. Сок на преддефекацию возвращают недогазован- ным нужной щелочности из секций 7 патрубком 16. Сатурационный газ поступает в

5 аппарат непосредственно в активную зону 10, по которой движется вдоль зоны по образующим проходам между рядами потока сока, вступая в реакцию массообмена. После прохождения нижней зоны, газ попада0 етвокно 12, затем по газоходу 13 через окно 14 поступает в последующую вышерасположенную зону, с последующим переходом по всем зонам. Общая длина пройденного пути газа через семь зон при длине активной

5 зоны 1,2 м составляет 11,4 м, что на 7,9 м больше от пути в слоевом сатураторе, в котором путь составляет 3,5 м. Удлиненный путь газа в ступенчатом сатураторе повышает коэффициент утилизации газа. Количество поступающего газа в аппарат регулируется

автоматическим устройством по заданной оптимальной щелочности отгазовэнного сока. Давление газа в аппарате регулируется поворотной заслонкой 10 о автоматическом режиме. В период работы сатуратора производится механическая очистка отверстий решеток от наслоения накипи. Очистка производится следующим образом: при вращении валика с шестернями 4, каретка перемещается с исходного крайнего положения в противоположное крайнее положение решетки, затем возвращается в исходное положение. При перемещении каретки зубья катков 3 вклиняются в отверстия решетки и одновременно очищают стенки отверстий. Мелкие частицы очищенного осадка уносятся потоком сока на станцию фильтрации, где улавливаются вместе с другими примесями сока. Очистка производится один раз в смену.

Преимущества предложенного аппарата.

1.Аппарат, содержащий решетки для прохода сока струями, обеспечивает сатурацию сока по наружной поверхности, позволяет снизить давление поступающего газа в аппарат по сравнению с давлением в слоевом аппарате с 3500 до 300 мм вод.ст.

2.Наличие секций в аппарате позволяет возвращать на преддефекацию недогазо- ванный сок различной щелочности в количестве до 50% вместо 150% при слоевом аппарате.

3.Сокращение продолжительности процесса сатурации до 3-х мин вместо 10 мин в слоевом сатураторе.

4.Сатурация сока по наружной поверхности при уплотнении контакта давлением газа 300 мм вод.ст. исключает пенообразо- вание, позволяет сатурацию сока пониженной температуры без предварительного подогрева до 85°С.

5.Габариты аппарата значительно меньшие по сравнению с габаритами слоевого аппарата.

Обоснование эффекта.

1. Снижение давления газа в аппарате

до 300 мм п.ст. по сравнению с давлением 3500 мм в слоеаом сатураторе снижает расход энергии (3500:300) - п 11 раз.

2.Снижение возврата сока на предде- фекацию со 150 до 50% снижает расход

энергии из перекачку жидкости (150:50) - в 3 разз.

3.Стшение длительности процесса сатурации с 10 до 3 мин снижает цветность

сока в 2 раза, уменьшает содержание солей кальция на 20%, значительно попмшэет эффект очистки сока.

4.Сатурация сока пониженной температуры без предварительного подогрева

уменьшает растворимость редуцирующих веществ, повышает доброкачественность сока.

5.Уменьшение габарита аппарата снижает металлоемкость,

Косвенный эффект. Применение одноступенчатых газодувок вместо шестиступенчатых при слоевом сатураторе снижает

стоимость турбоагрегата примерно в 3 раза.

Формула изобретения

Многоступенчатый сатурационный аппарат, содержащий прямоугольный корпус с трубой для отвода отработанных газов, вертикальные поперечные перегородки и решетки, расположенные горизонтально,

отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества очистки сока, он дополнительно снабжен приспособлениями для очистки решеток и поворотной заслонкой, при этом приспособления для очистки

расположены над решетками, поворотная заслонка размещена в трубе для отвода отработанных газов, а корпус установлен наклонно,

KI

i

оэ ю -и.

I

//

Использование: изобретение относится к сахарной промышленности для сатурации дефекованного сока углекислым газом. Сущность изобретения: устройство содержит наклонный прямоугольный корпус, разделенный поперечными перегородками на секции для получения сока разной щелочности и для возврата недогаэовангого сока на преддефекаци о, юризонтэльные решетки. расположенные ступенями вдоль корпуса, с целью многоразового процесса сатурации с отверстиями для прохода сока струями, уст- ройстоэ для очистки решеток от накипи с приводом, состоящие из зубчатых дисковых катков, расположенные над решетками, поворотную заслонку с автоматическим приводом для регулирования давления газа в аппарате, расположенную в трубопроводе для отвода отработанного газа. 5 ил.

фиг.З

Фиг.4

ИГ-Q

Фиг.5