Кристаллизатор для лактозы

(19) К 5 51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ г;"ъ 1 ц 1Л, и, ,. л САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО(71) Воронежский технологический институт (72) С.М, Петров, Ю.Н. Анчеков и Е,Н, Сига- чева(56) Авторское свидетельство СССР М 1296581, кл. С 13 К 5/00, 1985.Авторское свидетельство СССР 1 ч. 1191052, кл. С 13 К 1/02, 1983.(54) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ЛАКТОЗЫ (57) Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам дпя кристаллизации молочного сахара. в иэогидрических условиях,и может быть использовано в химической и сахарной промышленности, Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества продукта путем уменьшения осаждения кристаллов на днище корпуса аппарата, Кристаллизатор для лактоэы имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 и/Ф кожух 2, образующий с корпусом теппообменную рубашку 3, устройство 4 для отвода кристаллизата в виде задвижки и установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 и жестко укрепленных на нем по высоте дисков 6, имеющих сопла 7; направленные суживающейся частью вверх. Форма нижнего диска 8 соответствует форме сферического днища 9, при этом нижний диск расположен у днища с зазором и имеет по периметру направляющий усеченный конус 10, обра щенный меньшим основанием вверх. Теплообменная рубашка 3 снабжена патрубком 11 для подвода и патрубком 12 для отвода хладагента. Вертикальный вал 5 виброперемещающего устройства установлен кон сально в верхнем подшипнике скольжения 13 и соединен с низкочастотным виброприводом 14, смонтированным на крышке 15, которая снабжена патрубком 16 для начального набора перенасыщенного раствора. 3 ф ил. р /авеЬИзобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизациимолочного сахара в изогидрических условиях, и может быть использовано в химической и сахарной отраслях промышленности,Известен кристаллизатор для лактозы,включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, расположенную в нем соосно обечайку изупругого материала с образованием теплообменной рубашки, разделенной перегородками на отдельные секции, патрубки дляотвода хладагента которых подключены кгидропульсатору для создания колебанийобечайки, установленное в корпусе виброперемешивающее устройство, состоящееиз вертикального вала и укрепленных повысоте лопастей в виде отдельных винтовыхвитков, имеющих сопла 1),Однако в кристаллизаторе наличиеопорного устройства с нижним подшипником определяет расстояние между нижнейлопастью и днищем таким, что затопленныеструи не оказывают существенного влиянияна смыв кристаллов, образовавшихся иосевших на днище аппарата, что снижаетего производительность и ухудшает гранулометрический состав продукта.Между стойками опорного устройстванижнего подшипника образуется конусжидкости, вызванный набегающим потоком, т.е, застоянная зона, в которой вероятность осаждения, роста, агломерациикристаллов резко возрастает, что негативноотражается на работе устройства для выгрузки кристаллизата.Недостатком является также центробежная сепарация, кристаллов, особеннокрупных, в пристенную область, вызваннаявинтообразной поверхностью лопастей.Известен кристаллизатор для лактозы,включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, снабженный технологическими патрубками итеплообменной рубашкой, установленное вкорпусе перемешивающее устройство, состоящее из вала и укрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которыхимеет форму, аналогичную форме днища, ивибропривод вала 23,Известный кристаллизатор имеет не. достаточную производительность из-засравнительно низкой интенсивности перемешивания, что удлиняет процесс кристаллизации.Недостатком является также возможность отложения твердой фазы на днище ивнутренних поверхностях аппарата с последующим накоплением массы кристаллов особенно у днища, где накапливаются крупные кристаллы и образуются в результатекристаллические агрегаты (конгломераты).Качество продукта снижено в связи с5 неэффективным ростом кристаллов в осевшем слое у днища аппарата, наблюдаетсяразнородный гранулометрический составкристаллов с повышенным содержаниемкристаллов мелкой фракции в связи со сни 10 жением интенсивности омывания осевшегослоя маточным раствором,Цель изобретения - повышение производительности и улучшения качества продукта путем уменьшения осаждения15 кристаллов на днище корпуса аппарата.Указанная цель достигается тем, что вкристаллизаторе для лактозы, включающемвертикальный цилиндрический корпус сосферическим днищем, снабженный техно 20 логическими патрубками и теплообменнойрубашкой, установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее иэ вала иукрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которых имеет форму, анало 25 гичную форме днища, и вибропривод вала,вал перемешивающего устройства укреплен консольно, а его нижний диск расположен у днища с зазором для проходакристаллизуемой массы в сопла этого диска30 и снабжен установленным по его периметрунаправляющим усеченным конусом, обращенным меньшим основанием вверх, приэтом сопла дисков расположены таким образом, что их сужающиеся части направле 35 ны также вверх,На фиг, 1 изображен кристаллизатор,продольный разрез; на фиг, 2 - сечение А - Ана фиг. 1; на фиг, 3 - нижний диск с направляющим усеченным конусом,40 Кристаллизатор для лактозы включаетвертикальный цилиндрический корпус 1 икожух 2, образующий с корпусом теплообменную рубашку 3, устройство 4 для отводакристаллизатора в виде задвижки и установ 45 ленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 5 ижестко укрепленных на нем по высоте дисков 6, имеющих сопла 7, направленные суживающейся частью вверх, Форма нижнего50 диска 8 соответствует форме сферическогоднища 9, при этом нижний диск расположену днища с зазором и имеет по периметрунаправляющий усеченный конус 10, обращенный меньшим основанием вверх.55 Теплообменная рубашка 3 снабженапатрубками для подвода 11 и для отвода 12хладагента. Вертикальный вал 5 перемешивающего устройства установлен консольнов верхнем подшипнике 13 скольжения и соединен с низкочастотным виброприводом40 45 50 55 14, смонтированным на крышке 15, которая снабжена патрубком 16 для начального набора перенасыщенного раствора,Кристаллизатор работает следующим образом,Теплообменную рубашку 3 заполняют горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса кристаллизации (343 - 348 К), затем через патрубок 16 в корпус аппарата подают перенасыщенный раствор лактозы до погружения в него верхнего диска 6.Затем в теплообменную рубашку 3 подают под избыточным давлением через патрубок 11 хладагент(ледяную воду), расход которой устанавливают таким, чтобы обеспечивался заданный технологическим режимом темп осаждения кристаллизующегося раствора.С момента подачи хладагента включается низкочастотный вибропривод 14, сообщающий продольные колебательные движения вертикальному валу 5 в подшипнике 13 скольжения. При этом пакет дисков 6 совершает возвратно-поступательные движения вместе с валом. Одновременно обеспечивается вертикальная пульсационная циркуляция кристаллизующегося раствора в корпусе 1: соплами 7 на дисках 6 раствор поднимается от днища аппарата к его свободной поверхности, образуя восходящий поток, а в кольцевом зазоре между пакетом дисков 6 и корпусом 1 создается, соответственно, нисходящий поток. У дни-. ща 9 нисходящий поток раствора разворачивается за счет всасывающего действия нижнего диска 8 и вновь переходит в восходящий, Разворот потока и исключение отложения при этом твердой фазы у днища 9 обеспечивают следующие обстоятельства: сферическая форма нижнего диска 8 (повторяющая форму днища), близкое расположение диска 8 к днищу, на расстоянии около одного диаметра входного отверстия сопла и ориентация сопел суживающейся частью вверх, направляющий усеченный конус 10 по периметру нижнего диска,Направляющий усеченный конус 10 является коническим сходящимся насадкам, усиливающим действие сопел и снижающим выходдисперсной среды в пристенную область, что привело бы к возмущению пристенной зоны и неизбежному снижению скорости осаждения находящихся в ней кристаллов. Направляющий усеченный конус снижает отрицательное влияние краевого эффекта, выражающегося в образовании завихрений на кромках диска 8 с выведением части кристаллов из восходящего потока при его отсутствии. 5 10 15 20 25 30 35 Кроме того. конус 10 сообщает дополнительную скорость потокам жидкости, разогнанным в соплах, вследствие чего двухступенчатый разгон среды в соплах 7 и конусе 10 эффективнее раздельного их применения,Обеспечение более интенсивного пульсационного движения дисперсной среды в центральной части аппарата в направлении, противоположном действию силы тяжести, способствует увеличению скорости относительного перемещения кристаллов в жидкости с соответствующим увеличением скорости их роста и интенсификации массо- передачи,Изобретение позволяет увеличить производительность кристаллизатора и повысить качество готового продукта путем исключения оседания кристаллов на днище аппарата за счет подсасывающего действия сопел нижнего диска при его расположении на расстоянии порядка одного диаметра входного отверстия сопел, Такое расположение нижнего диска обеспечивает формирование профиля скорости в зазоре между днищем и диском с вертикальными и поперечными (вдоль днища) составляющими.Улучшение качества готового продукта достигается путем выравнивания гранулометрического состава кристаллов и снижения в них мелкой фракции. Нижний сферический диск, работая на подъем кристаллов за счет всасывающего эффекта, обеспечивает меньшее дробление и истирание кристаллов при переходе последних из опускающегося потока в восходящий, что в конечном счете позволяет уменьшить потери лактозы в мелассе,Формула изобретения Кристаллизатор для лактозы, включающий вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, снабженный технологическими патрубками и теплообменной.рубашкой, установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вала и укрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которых имеет форму, аналогичную форме днища, и вибропривод вала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества продукта путем уменьшения осаждения кристаллов на днище корпуса, вал перемешивающего устройства укреплен консольно, а его нижний диск расположен у днища с зазором для прохода кристаллизуемой массы в сопла этого диска и снабжен установленным по его периметру направляющим усеченным конусом, обра1693068 сужающиеся части направлены такжевверх. орректор Э.Лончак едакт Заказ 4052 Тираж Подпи ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 щенным меньшим основанием вверх, при этом сопла дисков расположены так, что их Составитель С,Пет овецкая Техред М,Моргентаоеытиям при ГКНТ ССС