Установка кристаллизации лимонной кислоты Советский патент 1993 года по МПК B01D9/02 C12P7/48 C13F1/02 

Изобретение относится к производству лимонной кислоты, а именно к оборудованию для кристаллизации раствора лимонной кислоты, и может быть использовано в других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности установки за счет ускорения процесса кристаллизации и обеспечивания его непрерывности.

На чертеже схематически изображена установка кристаллизации лимонной кислоты.

Установка кристаллизации лимонной кислоты включает буферную емкость 1 раствора лимонной кислоты и четыре аппарата кристаллизатора 2, 3, 4, 5 с разным числом оборотов мешалок 6. Скорость вращения мешалок уменьшается от первого кристаллизатора к четвертому. Первый сборник раствора лимонной кислоты установлен над кристаллизаторами 2, 3, 4, 5. Первый кристаллизатор 2 установлен выше второго 3, второй 3 - выше третьего 4, а третий 4 на одном уровне с четвертым 5. Рубашки для охлаждения кристаллизаторов установки выполнены из отдельных секций 7, каждая из которых снабжена патрубками для регулируемой подачи охлаждающего агента. Аппараты имеют приводы 8.

00 GO О Ю VI О

ПафуЬки для загрузки продуктом расположены на первом, втором и третьем кри- стапли.чаюрах (аппаратах) 9. 10, 11 в верхней части аппарата, а на четвертом - в нижней 12. Второй и третий кристаллизаторы снабжены переливными коробками 13 и 14, оснащенными клапанами 15 и 16. Четвертый кристаллизатор снабжен коробкой 17 для слива утфеля. Перепивная коробка второго кристаллизатора снабжена устройством 18 с певмоприводом 19 для распыления кристаллов лимонной кислоты (пудры), дли внесения затравки кристаллов лимонной кислоты. Переливные коробки имеют люки для взятия проб и визуального наблюдения за процессом.

На буферной емкости 1 имеются патрубки 21 и 22 для входа раствора лимонной кислоты и для дыхательного клапана. Буферная емкость 1 соединена с аппаратом 2 трубопроводом 23 с запорной арматурой 24 ц регулирующим клапаном 25. Аппараты 2, 3. 4, 5 соединены между собой трубопроводами 26, 27, 28.

Ко всем аппаратам подводится по общему трубопроводу 29 хладоагент(рассол, вода), а на подводах 30 к секциям поверхности охлаждения установлены запорная арматура 31 и регулирующие клапаны 32. На каждой секции аппаратов имеются датчики температуры 33.

От каждой секции поверхности охлаждения аппаратов имеются сливные отводы 34, которые соединены в общий трубопровод оборонной воды (рассола)35. Аппарат 3 имеет патрубок 36 для выхода воздуха.

Устройство работает следующим образом.

Буферную емкость 1 заполняют через патрубок 21 непрерывно или периодически раствором лимонной кислоты. При заполнении или разборе воздух из емкости выходит (или входит) через патрубок 22.

Раствор лимонной кислоты по трубопроводу 23 через вентилятор 24 и регулирующий клапан 25 непрерывно поступает в первый аппарат 2. Поступивший в верхнюю часть аппарата раствор лимонной кислоты подвергают перемешиванию лопастной (рамной) мешалкой 6 с числом оборотов не менее 28 в минуту, при этом осуществ ляется теплообмен между раствором лимонной кисло-ты и первой секцией поверхности теплообмена. В поверхность теплообмена подают охлаждающую воду (рассол), температура которой обеспечивает максимальную скорость охлаждения в растворе лимонной кислоты.

Вода (рассол), предназначенная для охлаждения раствора лимонной кислоты подается напорным трубопроводом 29 через подводы 30, регулирующие клапаны 32, за порную арматуру 31 (вентили) в теплообмен ные секции, где она, контактируя через

стенки поверхностей теплообмена с раствором лимонной кислоты, находящимся в аппарате 2, охлаждает его до заданных значений температур. Из теплообменных секций вода (рассол) через сливные отводы

34 и сливной трубопровод 35 оборотной воды (рассол) подается в сборник для повторного использования.

Раствор лимонной кислоты, постоянно перемещаясь вдоль цилиндрического кор

пуса, последовательно контактирует со все

ми теплообменными секциями.

Перемешивание раствора осуществляют с помощью мешалки 6. Мешалку приводят во вращение установленными на

крышке аппарата приводами 8.

Количество воды (рассола) с определенной температурой, поступающей в секции аппарата, устанавливают при помощи регулирующего клапана 32 с. учетом необходимой величины температурной разницы между раствором лимонной кислоты, находящимся в зоне данной секции теплообменника с определенным значением температуры, и водой. Значение температурной разницы в теплообменных секциях аппарата 2 постепенно уменьшается от начала процесса к его концу. Это позволяет вести охлаждение с переменной скоростью, соответствующей снижению скорости кристаллизации сахара в растворе лимонной

кислоты на протяжении всего процесса. Охлаждение раствора лимонной кислоты регулируется и поддерживается посредством изменения и стабилизации расхода воды

0 (рассола) в секциях посредством регулирующих клапанов 32 и вентилей (запорной арматуры) 31 в зависимости от температуры продукта (по результатам датчиков температуры 33).

5 .Таким регулированием избегают неконтролируемых переохлаждений раствора лимонной кислоты (утфеля) в прилегающих к теплообменным слоям, приводящих к чрезмерному пересыщению межкристаллитного

0 раствора в этих случаях, а следовательно, к образованию кристаллической муки, затрудняющей центрифугирование и увеличивающей потери лимонной кислоты, а также к инкрустации поверхностей теплообмена,

5 снижающей коэффициент теплопередачи, а тем самым производительность каждого аппарата, всей установки.

Раствор лимонной кислоты, опускаясь, в аппарате 2 охлаждается от70±2°Сдо37°С и под действием разностей уровня продукта

в аппаратах 2 и 3 выводится по трубопроводу 26 вустройсшо 13 и через регулирующий клапан 15 в верхнюю часть аппарата 3. На поток раствора лимонной кислоты с температурой 37°С. проходящий в устройстве 13: производится раг.пыл лимонной кислоты (размером кристаллов около 0,25 мм в количестве 0.05% по массе кристаллизующего раствора) из бункера 18 воздухом, который подается по трубопроводу 19. Отработан- ный воздух проходит над уровнем продукта в аппарате 3 и входит через патрубок 36.

Раствор лимонной кислоты с добавкой кристаллической лимонной кислоты, опускаясь, в аппарате 3 перемешивается ме- шалкой 6 с числом оборотов не менее 22 в минуту, охлаждается от 37°С до 22±3°С и под действием разностей уровня продукта в аппаратах 3 и 4 выводится по трубопроводу 27 в переливную коробку 14 и через регули- рующий клапан 16 в верхнюю часть аппарата 4.

В аппарате 4 продукт (раствор с кристаллами) охлаждается от 22±3°С до 14±3°С и переходит в нижней части по тру- бопроводу 28 в аппарат 5.

В аппарате 5 утфель, поднимаясь вверх, перемешивается мешалкой 6 с числом оборотов от 3 до 15 в минуту и охлаждается от до 8+4°С и в верхней части вы дер- живается при температуре 8°С в течении 30 мин (при передвижении утфеля вверх). Конечная температура 8°С утфеля - при холодильной установке, а при отсутствии холодильной установки конечная темпера- тура зависит от времени года. С понижением температуры выход кристаллов возрастает.

По окончании процесса кристаллизации утфель выводят из установки через перелив- ную коробку 17 и направляют на дальнейшую переработку.

Процесс охлаждения раствора лимонной кислоты (утфеля) и аппаратах 3, 4. 5 аналогичен охлаждению в аппарате 2

Использование установки позволяет сократить длительность процесса кристаллизации на 45-55% относительно фактического. уменьшить потери лимонной кислоты при кристаллизации, исключить местные переох- лаждения утфеля и вызываемую ими инкрустацию теплообменных элементов, значительно уменьшающую коэффициент теплопередачи, что позволяет сократить

расход охлаждающей поды (рч жола) и до полншкльно увеличить производитель ность установки.

К.роме этою по сравнению с аппарата ми периодического действия сокращается производственная площадь в три раза, уменьшается удельная металлоемкость, энерг оемкость в 2 - 2,5 раза, а также упрощается обслуживание процессом кристаллизации.

Формула изобретения

1.Установка кристаллизации лимонной кислоты, включающая сборник раствора лимонной кислоты, кристаллизатор, выполненный в виде вертикального цилиндрического аппарата и снабженный рубашкой для охлаждения, мешалкой с приводом и патрубками для загрузки и выгрузки, центрифугу для отделения кристаллов от маточного раствора, отличающаяся тем, что. с целью повышения производительности установки путем ускорения процесса кристаллизации и обеспечения его непрерывности, установка содержит три дополнительных кристаллизатора аналогичного выполнения, расположенных так, что сборник раствора лимонной кислоты установлен над кристаллизаторами, первый кристаллизатор установлен выше второго, второй выше третьего, а третий - на одном уровне с четвертым, при этом патрубки для загрузки расположены на первом, втором и третьем крстаплизаторах в верхней части аппарата, а на четвертом - в нижней, второй и третий кристаллизаторы снабжены переливными коробками, оснащенными регулирующими клапанами, а четвертый кристаллизатор - коробкой для слива утфеля, причем переливная коробка второго кристаллизатора снабжена устройством с пневмоподводом для распыления кристаллов лимонной кислоты в загружаемом в реактор растворе лимонной кислоты, а мешалки кристаллизаторов имеют различное число оборотов, уменьшающихся от первого к четвертому кристаллизатору.

2.Установка по п. 1,отличают а. я- с я тем, что, с целью регулирования скорости охлаждения раствора лимонной кислоты, рубашка для охлаждения кристаллизатора выполнена из отдельных секций, каждая из которых снабжена патрубками для регулируемой подачи охлаждающего агешя.

:NJ

Составитель Л.Покутнев Редактор Л.НароднаяТехред М.МоргенталКорректор. Н, Король

Использование: при непрерывной кристаллизации лимонной кислоты. Сущность изобретения: установка кристаллизации лимонной кислоты включает сборник раствора лимонной кислоты, установленный над четырьмя последовательно соединенными кристаллизаторами, каждый из которых выполнен в виде вертикального цилиндрического аппарата и оснащен мешалкой с приводом, патрубками для загрузки и выгрузки и рубашкой для охлаждения, причем мешалки кристаллизаторов имеют различное число оборотов, уменьшающееся от первого к четвертому кристаллизатору, а рубашка для охлаждения состоит из отдельных секций, каждая из которых снабжена патрубками для регулируемой подачи охлаждающего агента. Кристаллизаторы уста- новлены таким образом, что первый кристаллизатор расположен выше второго, второй выше третьего, а третий на одном уровне с четвертым, при этом патрубки для загрузки расположены на первом, втором и третьем кристаллизаторах в верхней части, а на четвертом - в нижней, второй и третий кристаллизаторы снабжены переливными коробками, оснащенными регулирующими клапанами, а четвертый кристаллизатор - коробкой для слива утфеля. причем переливная коробка второго кристаллизатора снабжена устройством с пневмоподводом для распыления кристаллов лимонной кислоты в загружаемом в реактор растворе лимонной кислоты. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. Ё