Вакуум-аппарат для кристаллизации сахарозы в свеклосахарном производстве Советский патент 1981 года по МПК C13G1/00 C13F1/02 B01B1/00 

(54) ВАКУУМ-АППАРАТ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЩШ САХАРОЗЫ В СВЕКЛОСАХАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

t

Изобретение относится в основном к сахарной промышленности и может быть применено для кристаллизации сахара при кипении под вакуумом.

Известен вакуум-аппарат для кристаллизации сахарозы, включакщий вертикальную емкость, содержащую камеру концентрирования сиропа, кристаллогенератор, камеру роста кристаллов и камеру осаждения последних, поверхность нагрева,рааполрженную в камерах, и устройство для классификации кристаллов по размеру, расположенное между камерой роста кристаллов и камерой осаждения , включающее коллектор для подвода пара ПХ

Недостатками этого аппарата является то, что в камере концентрирования не в полной мере обеспечивается прямоток, происходит смешивание свежепоступающего раствора низкой концентрации (СВ 58-65%) с растворами высокой концентрации (СВ«82-83%). Это удлиняет время пребьшания раствора в камере концентрирования, снижает производительность и увеличивает потери сахара от разложения. Кроме того, в процессе уваривания на стенках камеры роста кристаллов в зоне раздела утфель-вторичный пар происходит инкрустация сахара, что приводит к периодически остановкам аппарата для пропарки и промывки, тем самым снижается производительность.

Имеющееся устройство для классификации кристаллов по размеру подвергает обработке только некоторую часть утфеля. Поэтому значительная часть мелких кристаллов, выходя из центральной циркуляционной трубы, не рециркулирует, а вместе с утфелем 2Q поступает в камеру осаждения. Тем самым они не подвергаются процессу рекристаллизации, что снижает качество утфеля и ухудшает его центрифугирование.

Цель изобретения - улучшение каче ства кристаллов готового продукта и уменьшение потерь сахарозы .от раз ложения.

Для достижения этой цели в предлагаемом вакуум-аппарате емкость снабжена дополнительной камерой концентрирования при давлении, превьш1ающем давление в емкости на 0,2-0,25 эта, расположенной под основной и сообщенной с ней, и кристаллогенератором через гидрозатворы, при этом в емкости над предполагаемым уровнем утфеля установлен коллектор, связан-, ный с трубопроводом для отвода вторич- (5 ного пара из дополнительной камеры концентрирования и служащий для очистки внутренней поверхности емкости от инкрустации, причем в камере рост кристаллов под поверхностью нагрева установлена центрально обечайка, устройство для классификации кристал лов по размеру содержит конус, расположенный внутри обечайки, обращенной вершиной к поверхности нагрева и образующий с обечайкой кольцевой зазор, а коллектор для подвода пара размещен по основанию конуса и его отверстия расположены под прямым углом к образзпощей конуса. На фиг, 1 схематично изображен предлагаемый вакуум-аппарат, общий вид; на фиг, 2 и 3 - разрезы А-А и Б-Б на фиг, 1; на фиг, 4 - коллектор для тангенциального подвода пара, узел 1 на фиг. li на фиг, 5 разрез В-В на фиг. 4 коллектора для классификации кристаллов по размеру; на фиг. 6 - узел Я на фиг на фиг. 7 - камеры концентрирования и кристаллогенератор. Вакуум-аппарат включает вертикаль ную цилиндрическую емкость с коническим днищем 2, ловушку 3, устройст во 4 для выгрузки утфеля, камеру 5 концентрирования сиропа, кристаллогеиератор 6, камеру 7 роста кристаллов, камеру 8 осаждения последних, поверхности 9-12 иагрева, расположен ные в камерах 5 и 7, и кристаллогене раторе, дополнительную камеру 13 концентрирования, коллектор 14 для очистки внутренней поверхности емкости I от инкрустации, обечайку 15, устройство 16 для классификации кристаллов по размеру, коллектор .17 для подвода пара. Основная камера 5 концентрирования сиропа состоит из секций 18, содержит трубчатую поверхность 10нагрева, патрубки 19 и 20 для подвода раствора и пара, патрубки 21 и 22 для отвода конденсата и несконденсировавшихся газов, лабиринт 23 с отражателем капель для соединения с надутфельным пространством, щелевые калиброванные зазоры 24 для перехода раствора из секции в секцию, L-образную трубу гидрозатвора 25 для перехода раствора в дополнительную камеру 13 концентрирования, патрубок 26 для отвода вторичного пара с дополнительной камерой 13 концентрирования через регулирующий клапан 27 к коллектору 14 для тангенциального подвода пара на стенки камеры 7 роста кристаллов , Основная камера 5 концентрирования сиропа расположена в верхней части цилиндрической емкости 5 и образует кольцевую камеру. Дополнительная камера 13 концентрирования выполнена в виде кольцевого сегмента и содержит поверхность 11 нагрева, патрубки 28-30 для подвода пара и отвода конденсата и несконденсировавшихся газов. Кристаллогенератор 6 выполнен в виде кольцевого сегмента, расположен на одном уровне с дополнительной камерой 13 концентрации и содержит трубчатую поверхность 12 нагрева с патрубками31-33 для подвода пара, отвода конденсата и нёсконденсировавшихся газов, лабиринт 34 с отражателем капель для соединения с надутфельным пространством, трубу 35 гидрозатвора для соединения с дополнительной камерой 13 концентрирования и патрубком 36 для выхода молодого утфеля в камеру 7 роста кристаллов. Камера 7 роста кристаллов имеет трубчатую поверхность 9 нагрева, циркуляционные каналы 37 и 38, вертикальные перегородки 39, которые разделяют камеру 7 роста кристаллов на секции I-V, днище 40,; калиброванные щелевые каналы 41 для перехода утфеля из секции в секцию, патрубки 42-44 для подвода пара и отвода конденсата и несконденсировавшихся газов, коллектор 45 и патрубок 46 для подвода раствора второго потока. Под поверхностью 9 нагрева камеры 7 роста кристаллов установлена центральная обечайка 15, устройство 16 для классификации кристаллов по размеру, содержащее направляющий

конус с коллектором 17 и патрубками 47 для подвода пара, и образующее С обечайкой 15 кольцевой зазор 48 для перехода утфеля с камеры 7 роста кристаллов в камеру 8 осаждения Дно камеры 8 осаждения выполнено коническим,, снабжеио подводами 49 пара, воды и раствора. К конусу через задвижку 50 прикреплена выгрузочная труба 51, снабженная регулирующим клапаном 52, приемной емкостью 53 для отвода утфеля.

Ловушка 3 снабжена отражателями 54 и 55 капель, направляющей обечайкой 56 и патрубком 57 для отвода вторичного пара.

Вакуум-аппарат работает следующим образом.

Процесс кристаллизации происходит под разряжением, создаваем лм отводом вторичных паров и во.здуха через патрубок 57, причем давление в дополнительной камере 13 концентрации на 0,2-0,25 ата вьше,чем в основной камере 5 и в надутфельном пространстве. Это достигается тем, что дополнительная камера 13 концентрации находится на 1,5-1,7 м ниже основной 5, изолирована по вакууму от них, и отвод вторичного пара осуществляется через регулирующий клапан 27.

Устанойка дополнительной камеры 13. концентрирования позволяет предотвратить смешивание высококонцен- трированного раствора, идущего на ге нераци кристаллов, со свежим раствором, низкой концентрации, поступающим в основную камеру 5 концентрирования. Кроме того, установка вертикальных перегородок 39 в основной камере 5 концентрации обеспечивает циркуляционно-прямоточное движение увариваемого раствора, что увеличивает кратность, обмена последнего у поверхности 10 нагрева и тем самым уменьшает время пребьшания раствора, увеличивает производительность и снижает потери сахара от разложения. Основная камера концентрирования работает при максимальном разложении, что также уменьшает потери сахара от разложения за счет снижения температуры кипения. Так как. в . дополнительной камере концентирования раствор сгущается при давлении на 0,2-0,25 ата больше, чем в основной, то это обеспечивает, во-первых, непрерывный процесс кристаллообразо594466

вания в кристаллогенераторе 6 за счет мгновенного вскипания концентрированного сиропа, поступающего из дополнительной камеры 13 концентрации в

5 кристаллогенератор 6 во-вторых, 1уменьшается время пребывания раствора в ней за счет увеличения скорости циркуляции, так как минимум вяэкости сахарных растворов с увеличением концентрации сдвигается в об-ч лаЬть более высоких температур.

При установившемся режиме сахарный раствор, поступающий на уваривание, разделен на два потока. Первый

(5 через патрубок 19 попадает на трубчатую поверхность 10 нагрева первой секции основной камеры 5 концаитриг рования сиропа, где, циркулируя, проходит из секции в секцию, испаряется до плотности 78-80% СВ. Температура кипения в основной камере 5 концентрирования ниже, чем в дополнительной 13 благодаря перепаду давления 0,2-0,25 ата. Переход растг

25 вора из четвертой секции 18 основной камеры 5 концентрирования в дополнительную камеру 13 концентрирования осуществляется через гидрозатвор 25. Раствор в дополнительной камере 13

30 концентрирования уваривается до со-держания 82-83% СВ и через трубу гидрозатвора 35 поступает в кристаллогенератор 6, где, благодаря большему разряжению, мгновенно вскипает и происходит интенсивное кристаллооб-

разование, при этом раствор, благог даря .большой скорости циркуляции за счет оптимального конструктивного фактора, быстро перемещается к сливаемому патрубку 36 и попадает в первую секцию камеры 7 роста кристаллов в виде молодого утфеля. Вторая часть раствора подается через . коллектор 45 в камеру 7 роста кристаллов, где из него вся вода испа 5 ряется, сахар выкристаллизовывается в виде мельчайших частиц предельной коллоидной дисперсности, которые тут же вступают в процесс рекристаллизации, причем в каждую из секций

50 I-V подается такое количество раствора, которое обеспечивает изогидрические условия варки, при котором количество воды, поступившей с раствором, равно количеству воды, выпаренной из раствора.

Для ликвидации инкрустации на внутренней поверхности емкости 1 через .коллектор 14 и форсунки 58 танген7циально подается вторичный пар с до полнительной камеры 5 3 концентрирования. Этим обеспечивается постоянный обдув стенок емкости 1 паром на протяжении всего периода активной ра боты аппарата и предотвращаются до1полнительные пародические остановки вакуум-аппарата на пропарку. Утфель, переходя из секции в секцию через щелевые каналы 41, уваривается и из- последней секции V поступает в камеру 8 осаждения через щелевой зазор 48. На пути утфеля из последней секции камеры 7 роста в камеру осаждения, под центральным циркуляционным каналом. 38, стоит устройство 43 для классификации кристаллов по размеру. Это устройство содержит корпус, расположенный внутри обечайки 15 под центральной циркуляционной трубой 38 обращенный вершиной к поверхности 9 нагрева и образующей с обечайкой 15 кольцевой зазор 48. По основанию конуса размещен коллектор 17 д подвода пара, воздуха или паровоздушной смеси. Отверстия коллектора направлены под прямым углом к образу ющей конуса, что обеспечивает продувание в кольцевом зазоре всей утфе;ль ной массы, поступающей через него из камеры 7 роста кристаллов в камеру 8 осаждения. Утфель по конусу поступает в щеле вой зазор 48 в зону вдуваемого пара из коллектора 17. Мелкие кристаллы частично растворяются, а частично, как более легкие, увлекаются паром обратно через подъемные трубы поверх ности 9 нагрева в последнюю секцию камеры 7 роста кристаллов, где благодаря наличию рециркуляции вступают в процесс рекристаллизации, при этом предотвращение попадания мелких кристаллов в камеру осаждения значительно улучшает условия агрегативной устойчивости утфеля, что предотвращает образование друз и конгломератов. Кроме того, вдувание пара (воздуха, паровоздушной смеси) интенсифицирует процесс рециркуляции, что улучшает качество утфеля за счет кристаллизации. Все это приводит к улучшению центрифугирования утфеля. Утфель, поступающий в камеру 8 , осаждения, сгущается на выходе до плотности 92-94% СВ за счёт накопле6НИН кристаллов и через задвижку 50 по трубе 51 непрерьшно поступает в приемную емкость 53, Таким образом, предлагаемая конструкция вакуум-аппарата обеспечивает улучшение качества кристаллов сахара готового продукта и снижает его потери от разложения. Формула изобретения Вакуум-аппарат для кристаллизации сахарозы в свеклосахарном проиэводстве, включающий вертикальную емкость, содержащую камеру концентрирования сиропа, кристаллогенератор, камеру роста кристаллов и камеру осаждения последних, поверхности нагрева, расположенные в камерах, и устройство для классификации кристаллов по размеру, расположенное между камерой роста и камерой осаддения, включающее коллектор для подвода пара, о т лич-ающийся тем, что, с целью уменьшения потерь сахарозы от разложения и улучшения качества кристаллов, емкость снабжена дополнительной камерой концентрирования при давлении, превьш1ающем давление в емкости на 0,2-0,25 ата, расположенной под основной и сообщенной с ней и кристаллогенератором через гидрозатворы, при этом в емкости над предполагаемым уровнем утфеля установлен коллектор, связанный с трубопроводом для отвода вторичного пара из допонительной камеры концентрирования и служащий для очистки внутренней поверхности ешсости от инкрустации, причем в камере роста кристаллов под поверхностью нагрева установлена центрально обечайка, устройство для классификации кристаллов по размеру содержит конус, расположенньй внутри обечайки, обра1ден1Шй вершиной к поверх-t ности нагревй и образующий с обечайкой кольцевой здзор, а коллектор для подвода пара размещен по основанию конуса и его отверстия расположены под прямым углом к образующей конуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 234253, кл. С 13 С 1/00, 1966 (прототип).

Фиг.1

Puz.Z