Аппарат для кристаллизации лактозы из раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоцИАлистичеснихРЕСПУБЛИК 19) (11) Г 1/ С 13 К 5/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ У АВТОР логическии Полянский,.Е. ДобромировГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытии(56) Храмцов А.Г., Ки др. Продукты из облока, пахты и молочнМ.; Легкая и пищевая1982, с, 21АвторскоУ 1191052,(54) АППАРАТ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИЛАКТОЗЫ ИЗ РАСТВОРА(57) Изобретение относится к оборудованию молочйой промышленности вчастности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изогидрических условиях, и может быть исполь.зовано в химической и сахароперерабатывающей промышленности Цельюизобретения является повышение выхода лактозы путем улучшения перемешивания раствора и массопередачи засчет дополнительного межфазного трения в кристаллизующемся растворе.А ат содержит вертикальныи цилинд1296581 рический корпус 1 со сферическимднищем 2 и расположенную в нем соосно обечайку 3 с образованием теплообменной рубашки 4 для охлаждения.Внутри корпуса 1 по оси установленовиброперемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала б,на котором жестко укреплены лопасти 7,выполненные в виде отдельных винтовых виткови перфррированные усеченными конои 1Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в иэогидрических условиях, и может быть исполь. зовано в химической и сахароперерабатывающей промышленности.Целью изобретения является повышение выхода лактозы путем улучшения перемешивания раствора и массопереда-чи за счет дополнительного межфазного трения в кристаллиэующемся растворе.На фиг. 1 схематично изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3- перфорированная лопасть; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг, 5 - схема отклонения упругих стенок обечайки, 20Аппарат для кристаллизации лактозы из раствора содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 со сферическим днищем 2 и расположенную в нем соосно обечайку 3 с образованием25 теплообменной рубашки 4 для охлаждения. Корпус смонтирован на трех опорах 5. Внутри корпуса 1 по оси установлено виброперемешивающее устройство. состоящее из вертикального вала б, на котором. жестко укреплены лопасти 7, выполненные в виде отдельных винтовых витков с углом подъема лопасти ы, и перфорированными усеченными коноидальными отверстиями 8, обращен ными суживающейся частью к днищу, Форма нижней перфорированной лопасти 9 соответствует форме. днища 2 кор- пуса 1. дальными отверстиями. Обечайка 3выполнена из упругого материала, например из тонкого стального листаТеплообменная рубашка разделенавертикальными перегородками на отдельные изолированные друг от другасекции, патрубки 15 и 16 для отводатеплоносителя которых подключены кгидропульсатору 18 для создания колебаний обечайки. 5 ил,2Обечайка 3 выполнена из упругого материала, например из тонкого стального листа. Теплообменная рубашка 4 разделена вертикальными перегородками 10 на отдельные изолированные друг от друга секции 11 и 12, Секции 11 и, 12 снабжены патрубками 13 и 14 для подвода и патрубками 15 и 16 для отвода хладагента. Последние сообщаются со сливной гидролинией 17 через гидропульсатор 18. Вертикальный вал 6 виброперемешивающего устройства установлен в нижнем 19 и верхнем 20 поцшипниках скольжения и соединен с низкочастотным виброприводом 21, смонтированным на крьппке 22, которая снабжена патрубком 23 для начального набора перенасыщенного раствора. В нижней части корпуса 1 расположено устройство для выгрузки кристаллизата.Аппарат работает следующим образом.Теплообменную рубашку 4 заполняют горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса кристаллизации 70-75 С, Затем через патрубок 23 в корпус аппарата подают перенасыщенный раствор лактоэы до по гружения в него верхней лопасти 7.Затем в теплообменную рубашку 4 подают под избыточным давлением через патрубки 13 и 14 постоянным потоком хладагент (ледяную воду). При этом . в секциях 11 и 12 попеременно со сдвигом по фазе на 180 происходятонизкочастотные, преимущественно инфразвуковые колебания обечайки .3. Колебания в секциях 11 и 12 поочередновозбуждаются пульсирующим потокомохлаждающей жидкости, получаемым преобразованием постоянного потока посредством гидропульсатора 18. По су-. ти секции 11 и 12 образуют пульсаторные гидравлические вибраторы с управляемым сливом. Например, секция 11 отключается гидропульсатором 18 от сливной гидролинии 17. В секции 11 ние и происходит перемещение стенки обечайки 3 внутрь корпуса аппарата. Одновременно секция 12 подключается на слив гидропульсатором 18 к гидролинии 17 и стенка обечайки 3 в этойсекции возвращается в первоначальное 15 положение, т.е. перемещается от цент ра аппарата к теплообменной рубашке4. После этого происходит переключение гидронульсатора 18 секции 11 и12 к сливной гидролинии 17. При такой работе секций в режиме пульсатор. ных гидравлических вибраторов стенка обечайки совершает колебательные движения, в результате которых находящейся в аппарате дисперсной средесообщаются силовые импульсы, а подих воздействием в ней распространяются во всем объеме раствора волныдеформации. В результате попеременного колебания в противофазе стенкиобечайки .в перенасыщенном растворепроисходит интенсивное перемешивание раствора в горизонтальном направлении и существенно возрастает активная межфазная поверхность, которая увеличивает массопередачу за счет дополнительного межфазного трения. 35 Кристаллы лактозы, находящиеся в по 40 ле действия инфразвуковых горизонтальных колебаний дисперсной среды,совершают дополнительные колебательные движения, поворачиваясь вокруг центров инерции. При этом кристаллыиспытывают значительные знакоперемен 45 ные тангенциальные (касательные) силы, увеличивающие скорость обтекания кристаллов перенасыщенным раст-вором и уменьшающие толщину пограничного насыщенного слояИсходя из режима работы секций 11 и 12 в противофазе оптимальное их число равно двум. Расход хладагента через секции 11 и 12 устанавливают таким, чтобы обеспечивался заданный технологический режим охлаждения кристаллизующегося раствора, С момента подачи при этом возрастает избыточное давле хладагента включается низкочастотный вибропривод 21, сообщающий продольные колебательные движения вертикаль" ному валу 6 в подшипниках скольжения 19 и 20. При этом лопасти 7 совер. шают возвратно-поступательные движения, например, по синусоидальному закону. Форма лопастей 7 в виде отдельных винтовых витков обеспечивает наряду с вертикальным пульсирующим транспортированием потока одновременно и его тангенциальное движение и закрутку в горизонтальной плоскости, Возникающие при этом тангенциальные (касательные) силовые импульсы способствуют более интенсивному межфазному трению граней растущих кристаллов во всем растворе и приводят к увеличению массопередачи. Вертикальное движение кристаллизующегося раствора происходит через коноидальные отверстия 8, которые позволяют создать в центральной зоне корпуса опускное движение раствора в сторону днища 2. Коноидальная форма отверстий 8 с закругленными входными и выходными кромками создает условия для минимального дробления дисперсной фазы.У днища 2 нисходящий поток раствора отражается, разворачиваетсяона 180 и переходит в восходящий поток, движущийся в кольцевом пространстве между обечайкой 3 и лопастями . Форма днища 2 в виде усеченной сферы обеспечивает наиболее благоприятные условия для поворота нисходящего потока раствора и уменьшает отложение твердой фазы у днища.По окончании процесса кристаллизации осуществляют выгрузку кристаллизата из аппарата посредством устройства 24 для выгрузки при включен" ном виброприводе 2 1. Кристаллы в вибрируемой в вертикальном и горизонтальном направлениях дисперсной среде находятся в интенсивном движейии, которое выравнивает распределение кристаллов по реакционному объему. При этом происходит улучшение массопередачи за счет дополнительного межфазного трения в двух взаимно перпендикулярных направлениях и уменьшения толщины пограничного слоя на кристаллах. Кристаллизующийся раствор оказывается подверженным воздействво двух нестационарных полей сил инерции во всем5 1296581 6 объеме, так как инФразвуковые коле- с образованием теплообменной рубашбания незначительно поглощаются жид- ки, снабженной патрубками для подачИ кой средой. и отвода хлацагента, установленное вПредложенный аппарат позволяет корпусе виброперемешивающее устрой- увеличить выход кристаллической Фазы 5 ство, состоящее из вертикального вана 6-77 путем улучшения массопереда- ла и укрепленных на нем по высоте чи за счет низкочастотной циклизации лопастей, имеющих коноидальные отвнешней возмущающей силы в горизон- верстия, и устройство для выгрузки тальной плоскости и дополнительного кристаллизата, о т л и ч а ю щ и ймежфазного трения в дисперсной сред, 1 О с я тем, с целью увеличения выхода(увеличить размеры получаемых кристал лактозы, образующая теплообменную лов в 1,5-1,6 раза и улучшить их гра- рубашку обечайка выполнена из упрунулометрический состав. гого материала, при этом теплообмен.ная рубашка разделена вертикальными15 перегородками на две отдельные сек- Ф о р м у л а н з о б р е т е н и я ции, патрубки для отвода хладагентакоторых подключены к гидроимпульсаАппарат для кристаллизации лакто- тору для создания колебаний обечайки, зы из раствора, включающий цилиндри- причем лопасти, кроме нижней, виброческий корпус со сФерическим днищем 20 перемешивающего устройства выполнерасположенную в нем соосно обечайку ны в виде отдельных винтовых витков.1296581 оставитель Г.Лошкаревехред М.Ходанич едактор К.Волощу Е.Рош орр Заказ 718/29 331 НИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж ПодписноеССР итет открытиРаушская д, 4/5 ское предприятие, г, Ужгород, ул. Проект Производственно-полиг го ЦЙ 5,