Сатуратор для сахаросодержащих растворов

(19) 04 С 13 РЗО ГОСУДАРСТ по делдм ННЫЙ НОМИТЕТ ССЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬС АХАРОСОДЕРЖАЦ(71) Киевский технологический институт пищевой промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский институт сахарной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР У 530054, кл. С 13 Р 3/06, 1976.Авторское свидетельство СССР У 753900, кл. С 13 й 3/04, 1980.(57) Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано для Йдсорбционной очисткисахаросодержащих растворов. Цельюизобретения является повышение доброкачественности очищенного раствора пупутем повышения козффициента утилизации диоксида углерода, Сатураторвключает вертикальную цилиндрическуюемкость 1, установленный внутри неестакан 3 с образованием внутреннейи наружной секций внутри которого по-"1377296 ярусно размещен ряд дисков 9 со щелями, установленными с возможностьювозвратно-поступательного движенияпо вертикали, барботер 12 для подачигаза в наружную секцию, патрубок 19для подвода газа во внутреннюю секцию и устройство для создания пульсаций газожидкостной смеси внутри емкости, содержащее пульсационную камеру 5, подключенную к стакану .3, дополнительную трубчатую емкость 13 для Изобретение относится к сахарному производству и может быть использовано для адсорбционной очистки сахаросодержащих растворов,5 Цель изобретения - повьппение доброкачественности очищенного раствора .путем повьппения коэффициента утилизации диоксида углерода.10На чертеже изображен сатуратор,продольный разрез,Сатуратор содержит вертикальную цилиндрическую расширенную в верхней части емкость 1 с коническим днищем 2. Внутри емкости 1 установлен стакан 3, открытый по верхнему торце, К нижнему торцу стакана 3 через конический раструб 4 подключена пульса ционная камера 5 устройства для создания пульсаций газожидкостной смеси внутри емкости с трубопроводом 6 для пульсирующей подачи воздуха.,При этом емкость 1 сатуратора разделена25 на две секции сатурации - внутреннюю 7 и наружную 8. Внутри стакана 3 поярусно размещен ряд дисков 9 со щелями, которые образованы отогнутыми наклонно к поверхности каждого диска 9 в разные стороны и параллельно друг другу отбортовками 10, Причем наклон отбортовок 10 соседних дисков 9 имеет противоположное направление. Диски со щелями установлены с возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали за счет того, что между дисками 9 по высоте стакана 3 вмонтированы пружинные элементы 11. образования в соке углекальциевогосахарата,снабженную в нижней частигазораспределителем 18 и патрубком16 для подвода сока, а в верхней части - коническим раструбом 14 и сборником сока 15, подключенным к стакану 3 основной емкости, при этом отношение высоты трубчатой емкости 13от газораспределителя 18 до конического раструба 14 к ее диаметру Й сос-тавляет 8-10, 1 ил. В нижней части наружной секции 8 установлен кольцевой барботер 12 для подачи диоксида углерода.Сатуратор снабжен дополнительнойтрубчатой емкостью 13 для образования в соке углекальциевого сахарата, к верхнему торцу которой прикреплен конический раструб,14, расположенный в сборнике 15 сока, подключенным к стакану основной емкости 3. Нижняя часть дополнительной трубчатой емкости 13 содержит патрубки 16 и 17 для подвода раствора и газа. Над патрубками 16 и 17 расположен газораспределитель 18 со щелями, При этом отношение высоты Н трубчатой емкости от газораспределителя 18 до конического раструба 14 к ее диаметру состав ляет 8-10, В нижнюю часть сборника 15 сока вмонтирован трубопровод для сообщения с внутренней секцией 7 сатуратора. Подвод диоксида углерода во внутреннюю секцию 7 осуществляетсяпосредством патрубка 19, расположенного в указанном трубопроводе, В расширенной части емкости 1 сатуратора и верхней части сборника 15 сока размещены отражательные зонты 20.В нижней части наружной секции 8 вмонтирован патрубок 21 для сообщения с контрольным ящиком 22. Сатуратор снабжен патрубками 23-25 для периодического и окончательного спуска сока,Сатуратор работает следующим образом.Сахаросодержащий раствор поступает по патрубку 16 в нижнюю часть дополнительной трубчатой емкости 13 (1 и начало 11 этапов сатурации) и в прямотоке с газом подымается вверх по трубчатой емкости, переливается через края конического раструба 145 и попадает в сборник 15 сока с наклонным днищем. Отсюда через трубопровод раствор (со щелочностью Фильтра О, 18-0,21 СаО) поступает во внутреннюю секцию 7 сатуратора (11, начало 111 этапов сатурации), подымается по стакану 3 внутренней секции 7 в прямотоке с газом и со щелочностью фильтрованного раствора О, 13-0,17 СаО переливается в наружную секцию 8. Здесь раствор сатурируется до оптимальных значений рН и щелочности (завершение 111 этапа сатурации) и через патрубок 21 и контрольный ящик 22 выходит из аппарата. Диоксид углерода подводится в трубчатую емкость 13 через патрубок 17, во внутреннюю секцию 7 и наружную 8 соответственно при помощи патрубка 19 и кольцевого 25 барботера 12.Диоксид углерода при входе в ниж-, нюю часть трубчатой емкости 13 интенсивно поглощается высокощелочным раствором. Диск 9 способствует допол нительному дроблению газа на мелкие пузырьки и равномерному распределению их цо сечению дополнительной трубчатой емкости 13. Благодаря соотношению высоты этой емкости 13 к диаметру от 8 до 10 смесь раствора и га 35 за быстро поднимается вверх, исключая образование накипи на диске 9, Кроме того, такое соотношение позволяет обеспечить плавное снижение40 щелочности нефильтрованного сока по высоте трубчатой емкости 13, что весьма существенно, так как в противном случае характер отложения накипи будет иным. В коническом раструбе 45 14 скорость потока смеси значительно снижается. Здесь на внутренней поверхности конического раструба 14 при течении потока смеси с малыми скоростями происходит интенсивное отложение накипи.50Сохранив, таким образом, зоны высокой щелочности и обеспечив плавное ее снижение по высоте колонны, ,достигаются условия, при которых максимально используется адсорбционная55 способность твердой Фазы и наиболь,шее отложение ее на внутренней поверхности конического раструба. Газ, поступающий в нижнюю частьтрубопровода через патрубок 19 способствует быстрой подаче вязкого раствора в нижнюю часть стакана 3. Образовавшаяся смесь раствора и газа проходит через щели диска 9 с наклонными отбортовками 1 О и движется под углом к горизонтали, На каждом последующем диске 9 поток смеси попеременноменяет направление движения (по часовой стрелке и против)Таким образом, на каждом диске 9происходит дробление газа на мелкиепузыри и равномерное распределениеих по сечению внутренней секции 7,способствуя интенсивному поглощениюгаза вязким раствором. Диски 9 препятствуют также процольному перемещению раствора, в результате чего происходит плавное снижение щелочностинефильтрованного раствора по высотевнутренней секции 7 без смешиванияпорций раствора различной степени обработки, что способствует повьппениюдоброкачественности очищенного сока,Пульсации раствора вызываются колебаниями давления воздуха в трубопроводе б и пульсационной камере 5. Приповьппении давления воздуха уровеньраствора в пульсационной камере 5снижается, а смесь раствора и газа вовнутренней секции 7 стакана 3 переме-щается вверх с ускорением, При снижении давления воздуха в трубопроводеб раствор поднимается в пульскамере 5из-за разности гидростатических давлений смеси раствора и газа во внутренней секции 7 и раствора в этой камере,Подключение пульсационной камерык стакану через конический раструб4.позволяет максимально использоватьэнергию пульсационного импульса, повышает эффективность применения дисков 9. Кроме того, диски 9 благодаря вмонтированным между ними по высоте стакана 3 пружинным элементам совершают колебательные движения по вертикали, Происходит это следующим образом. Под действием скоростного напора потока смеси раствора и газа диски 9 сдвигаются по вертикали вверх, растягивая пружинные элементы, Затем усилия, возникающие при растяжении пружинных элементов, возвращают дис ки 9 в исходное положение. Этот про1377296 25 30 35 40 45 цесс многократно повторяется при работе сатуратора,Таким образом, колебательные дви"жения дисков 9 по вертикали способ 5ствуют дополнительному дроблению пузырей газа и более полному поглощениювязким раствором диоксида углерода.Использованный газ и образующийсяпар подымаются в верхнюю часть сатуратора, где посредством отражательныхзонтов 20 происходит отделение увлекаемых газов капель раствора,Толщина отложений на внутреннейповерхности аппаратов в процессе сатурации изменяется в зависимостиот щелочности раствора следующим образом: резкое .увеличение до максимальной величины и начало уменьшения (1 этап сатурации), монотонноеуменьшение (11 этап сатурации) научастках поверхности, где проходитП 1 этап сатурации толщина отложений незначительна. Конструктивное выполнение дополнительной трубчатой емкости для образования в соке углекальциевых саха- патов позволяет обеспечить ее работу в режиме, близком к полному вытеснению, и тем самым соблюдению зависимости между изменением толщины отложений и щелочности. Последнее обеспечивает работу дисков внутренней секции в условиях образования незначительных отложений и максимальное использование энергии пульсационных воздействий на втором этапе сатурации.Благодаря такому конструктивному выполнению в дополнительной трубчатой емкости создаются определенные гидродинамические условия: повышенная скорость потока смеси раствора и газа на прямом вертикальном отрезке емкости и минимальная в коническом раструбе,Повышенная скорость потока смеси организуется большим соотношением высоты дополнительной трубчатой емкос 50 ти к ее диаметру (8-10) и является необходимым условием плавного снижения щелочности по высоте (режим близкий к полному вытеснению), предотвращение отложений на газораспредели 55 теле (диске), расположенном в нижней части дополнительной трубчатой емкости и на дисках во второй емкости сатуратора. Минимальная скорость потока смеси в расширенной конусообразной части колонны (коническом раструбе) достигается путем увеличения ее сечения и является необходимым условием для максимального отложения осадка на ее внутренней поверхности.Сохранив, таким образом, зоны высокой щелочности и обеспечив плавное ее снижение по высоте трубчатой емкости, достигаются условия, при которых максимально используется адсорбционная способность твердой фазы на 1 этапе сатурации и наибольшее отложение ее на внутренней поверхности конического раструба трубчатой емкости, что позволяет исключить увеличение гидравлического сопротивления во внутренней секции и обеспечить производительность сатуратора на заданном уровне.Кроме того, использование колонны, позволяет разгрузить внутреннюю секцию сатуратора по газу, снизить щелочность раствора до 0,18-0,21 СаО (максимальная вязкость системы) и наиболее полно использовать потенциальные возможности пульсаций по увеличению доброкачественности раствора и коэффициента использования диоксида углерода.Сатуратор позволяет повысить средний коэффициент утилизации диоксида углерода на 15-18 при повышении доброкачественности очищенного сахаросодержащего раствора в среднем на 0,8 ед, и увеличении эффективности очистки на 5-10 . Формула из об ре тения.ФСатуратор для сахаросодержащих растворов, включающий вертикальную ци-. линдрическую емкость с технологическими патрубками, установленный внутри нее стакан с образованием внутренней и наружной секции, внутри которого поярусно размещен ряд дисков с щелями, барботер для подачи газа в наружную секцию, патрубок для подвода газа во внутреннюю секцию и устройство для создания пульсаций газожидкостной смеси внутри емкости, содержащее пульсационную камеру, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения доброкачественности очищенного раствора путем повышения коэффициента утилизации диоксида угЗаказ 817/18 Тираж 308 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5;Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7лерода, сатуратор снабжен дополнитель ной трубчатой емкостью для образования в соке углекальциевого сахарата, снабженной в нижней части газорас 5 пределителем и патрубком для подвода сока, а,в верхней части - коническим раструбом и сборником сока, подклю-. ченным к стакану основной емкости,при этом отношение высоты трубчатойемкости от газораспределителя до конического раструба к ее диаметру составляет 8-10, причем пульсационнаякамера подключена к стакану, а дискисо щелями внутри последнего установлены с возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали.