Способ концентрирования вязких жидкостей

/13 анскии И.В. творов вплеПроцессы пере стемах. Черка 81, У 14 хп-Д еплЫ с.233-23(56) Ставаш А.К. и ДомО концентрировании расночных аппаратах. Сб,носа в гетерогенных сисы. Дап. ОНИИТЭХим, 1981, с. 107 - 118.Будтов В.ПТ омассопернь процессах и Консетов В.В.енос в полимеризацион- Л.: Химия, 1983,1 и 1/00 // С 13 К 1/02(54) (57) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ, преимущественно растворов гидролизных сахаров,пре.дусматривающий их нагрев до кипения и последующее упаривание с одно-временным перемешиванием, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества продукта путем предотвращения его локального перегрева, в процессе упаривания определяют вязкость жидкости и скорость ее пере" мешивания уменьшают пропорционально увеличению вязкости жидкости./Изобретение относится к способам диссипативной термообработки вязких сред (упаривание растворов) и может быть, преимущественно, использовано в гидролизной промышленности для получения концентрированных растворов сахара.Цель изобретения - повышение качества продукта путем предотвращения его локального перегрева и разложенияСпособ осуществляется следуюцим образом.При упаривании растворов за "чет энергии вязкого трения вязкость жидкостей непрерывно увеличивается. Для того, чтобы воспрепятствовать одновременному увеличению тепловыделения Е которое связано с вязкостью р и скоростью сдвига 3 в жидкости зависимостью Е = п т . По предлагаемому способу измеряют крутящий момент на валу перемешивающего устро 9 ства, который пропорционален 1 и 1 ( р " р 3) Если вязкость жидкости в ходе процесса увеличивается, то при неизменной скорости сдвига увеличивается и М Информация об увеличении М подается к средству поддерживающему М на заданном уровне, которое вырабатывает управляющий сигнал и подает его на привод перемешивающего устройства ;(ПУ) . В результате поступления управляющего сигнала на привод ПУ скорость его вращения я уменьшится что приведет и к уменьшению скорости сцвига в зазоре (3 (д) таким образом. чтобы Ч было постоянньпм. Б результа-. те работы управляющей системы реализуется отрицательная обратная связь типа т 1/р .А так как Е - 1 п 3, то будет уменьшаться и тепловыцеление Е3 п1/1 п . Это обеспечит наиболее рациональный теплоподвод к обрабатываемой жидкости учитывающий ухудшение условий тепло- массообмена при повьппении вязкости среды, Пан. более жесткие режимы будут в начале процесса, затем они закономерно смяг чаются к завершению процесса термо-. обработки. Это полностью исключает воэможность пригорания и термического разложения продукта. В результате будет достигнуто повышение качества продукции, повьппение надежности работы оборудования, так как исключается возможность отложения разложив-. шего я продукта на стенках аппаратурыНа чертеже представлена схемаосуществления способа,Для проведения способа необходима емкость 1, перемещающее устройство 2 с приводом 3, Перемешивающееустройство (ПУ) снабжено средством4 для измерения величины крутящего 19 момента на валу и срецством 5 дляподдержания заданной величины этогомомента. При этом привод 3 и средства ч и 5 объединены в единую управляющую систему. В качестве емкости 15 1 и ПУ могут быть использованы ста -кан и вращающийся в нем с зазоромаилиндр соответственно. Если в качестве привода 3 использовать двигатель постоянного тока, то средст- ;Р." вами 4 и 5 может служить электрическая:хема, поддерживающая величинусилы тока в обмотках двигателя всоответствии с его нагрузочной характеристикой так, чтобы величина1-1 крутящего момента на валу оставаласьпостоянной,Способ поясняется следующими примерами юП р и и е р 1. Раствор кормового:1".1 гидролизного сахара из торфа, содержащий сухих веществ 32,77, сахаров137., имеющий доброкачественность"27 и вязкость ш, 3,5, 10 Па.с,подвергают интенсивному перемешиванию со скоростью сдвига в жидкости50 10 с. При этом интенсивность тепловыделения в начале прон -; Е 12: 8 75,10 Вт/мзО по Отепл эта испарения воды иэ растворай2,. 2510 Дж/кг. После одной минуты(60 с) обработки при постоянной скорости сдвига получают раствор с концентрацией сухих веществ 5737., сахаров 23,7 доброкачественность ;10. Доброкачественность уменьшиатась что говорит о начале термического разложения сахаров. При увеличении времени перемешивания с целью получения более концентрированных продуктов раствор подвергается сильному тержаческому разложению.П р и ." е р 2. Раствор кормовогогидролизного сахара из торфа с теми же, .то в примере 1, характеристика, к, подвергают интенсивному перемешиванию, одновременно измеряя вязкость конвентрируемого раствора, Скорость сдвига 1 изменяют в зависи1227236 мости от измеренийзакону 3 = 1, ,/ц,что в примере 1. Рприведены в табл. вязкости р погде 1 р - те же,зультаты опыта Продолжение табл.2 5 абл СкоростсдвиГа110 1,с яздер -ние Врем обра ботк ст и раствора,0 ние дер щес 0 9 64,530,555,0йтрали 70 30 и сухихимею- % и вязвергают постот 5 й инт ю Т а 2 Содержа ние суВяз Скоростьсдвигатв,% П 2,0 21,6 35,7 2,34 2,85 0 Параметры раствора в конце обра ботки, %:Содержание сухихвеществ ,9Содержание сахаров ,72Доброкачественность 43,0П р и м е р 3. Раствор кормового гидролизного сахара из торфа, содержащий сухих веществ 21,6%, сахаров 8,53%, имеющий доброкачественность51% и вязкость , 2, 34 10 Па. с, подвергают интенсивному перемешивани с постоянной скоростью сдвига в растворе 3 = 50 10 с . Через 80 с обработки получен раствор с со держанием сухих веществ 41,68%, сахаров 23,4%, доброкачественность 52%.П р и м е р 4. Раствор кормового гидролизного сахара из торфа с теми же, что в примере 3, характеристика ми, подвергают интенсивному перемешиванию, одновременно измеряя вязкостьраствора. Скорость сдвига 3 изменяют в зависимости от измеренной вязкости по закону 1 = 3,р,/р, Гдеге 45Ф - те же что в примере 3. Результаты опыта приведены в табл.2.Таблица 1 раствора в конце обраодержание сахаров оброкачественность р и м е р 5. Раствор н из древесины, содержащи ств 2,95%, сахаров 2,29 доброкачественность 72, ь Р 1,307 10Па 1 с, по нсивному перемешиванию яннои скоростью сдвига в растворе- 50 10 с . После 200 с обработкиполучен раствор с концентрацией сухихвеществ 34,6%, сахаров 28,8%, доброкачественность 81%,П р и м е р 6. Раствор нейтрализата из древесины с теми же, что в цримере 5, характеристиками, подвергаютинтенсивному перемешиванию одновременно измеряя вязкость р раствора.Скорость сдвига 3 изменяют зависимости от измеренной вязкости по закону 3 =3,3,/р, где,р - теже,что в примере 5, Результаты приведены в табл.3., - те же, что и примере 7, Результаты опыта приведены в табл. 4.Т а блица 4 Продолжение табл,3 41, 9 18,9 38,22 25,8,70 Содержание сухихвеществ 43,9Содержание сахаров 36,5Доброкачественность 83,0П р и м е р 7. Раствор нейтрализата из древесины, содержащий сухихвеществ 1,577, сахаров 1,31%, имеющий доброкачественность 71,87 и вязкость ш, 1,2210 Па с, подвергаютинтенсивному перемешиванию с постоянной скоростью сдвига в растворе50 10 с , После 200 с обработоки получен раствор с концентрациейсухих веществ 31,87, сахаров 25,37.,доброкачественность 797.,П р и м е р 8. Раствор нейтрализата из древесины с теьщ же, что впримере 7, характеристиками, подвер -гают интенсивному перемешиванию,одновременно измеряя вязкость шраствора. Скорость сдвига 1 изменяют в зависимости от измерений вязкости по закону 3 = 3,(/, где 3 2,1 3 28 0 Параметрботки, 7:Содержание сухихвеществ 43,0 Содержание сахаров 35,2 Доброкачественность 83,0 Таким образом, применение предла - гаемого способа позволяет значительно повысить качество продукта в процессе его концентрирования. Кроме того, в отличие от известного, предлагаемый способ упаривания является устойчивым, легко контролируемым, эффективно регулируемым, принципиально безопасным от термического зложения целевого продукта Составитель А.Синицын Техред Л.Олейник Редактор И.Сегляни орректор Г,Решетни каз 223 Тираж бб Подписное го комитета СССРй и открытийРаушская наб., д.4/ роизводственно-полиграфическое пр тие, г.ужгород, ул.Проектн, ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, 3-35