Кристаллизатор для лактозы

(57) Изобретение отнванию молочной промьпплчастности к аппаратазации молочного сахаких условиях, и можевано в химической итывающей промышленноретения является увеллактозы и снижение зталлизатор включает огическии инПолянский ерерабаелью изобвыхода трат. Крис располоаха ти.ичениергооосн ельство СССР 1/О, 1983,ьство СССР 5/00, 1987. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидеВ 1191052, кл. С 13Авторское свидетел9 1296581, кл, С 13 Я ЛАКТОЗЫ ится к оборудоенности, в для кристаллив изогидричесбыть использо1461761 женные вертикальный цилиндрическийкорпус 1 со сферическим днищем 2 ивнутреннюю обечайку 3 с образованиеммежду ними теплообменной рубашки, про.дольно разделенной перегородками надве камеры, сообщенные с гидропульсатором 19 для отвода хладагента, установленное по оси корпуса виброперемешивающее устройство в виде вала 6с отдельными винтообразными лопастями 7, имеющими коноидальные отверстия Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в част,ности, к аппаратам для кристаллизации молочного сахара в изогидрических условиях, и может быть использовано в химической и сахароперерабаты-. вающей промьппленности.Целью изобретения является увеличение выхода лактозы и снижение энер гозатрат. На фиг. 1 схематично изображенкристаллизатор, продольный разрез,на фиг, 2 - узел 1 на фиг. 1; на 15фиг. 3 - схема отклонения обечайкивправо от вертикального вала; нафиг. 4 - схема отклонения обечайки.влево от вертикального вала; нафиг. 5 - узел 11 на фиг. 3; на фиг.6 20узел 111 на фиг. 1.Кристаллизатор для лактозы содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 со сферическим днищем 2 и расположенную .соосно внутреннюю обечайку 3 с образованием между ними теплообменной рубашки 4 для охлаждения.Корпус смонтирован на трех опорах 5,Внутри корпуса 1 по оси установленовиброперемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала 6, накотором жестко укреплены лопасти 7,выполненные в виде отдельньгх винтовых витков с углом подъема лопастид и перфорированных усеченными коноидальными отверстиями 8, обращенными суживающейся частью к днищу.Форма нижней перфорированной лопасти 9 соответствует форме днища 2 корпуса 1,8 и устройство 27 для выгрузки кристаллизата. Внутренняя обечайка 3 прикреплена к днищу 2 и фланцу корпуса1 при помощи герметизирующих эластичных поясов 20 и 21 при этом перегородки, разделяющие теплообменную рубашку на камеры, выполнены из упругого материала для облегчения возвратно-поступательного перемещениявнутренней обечайки 3 в горизонтальной плоскости. 6 ил. Обечайка 3 закреплена на упругих перегородках 10, имеющих компенсационные участки 11. Участки 11 выполняют роль пружин растяжения и предназначены для придания упругим перегородкам возможности удлинения размера АВ. Теплообменная рубашка 4 разделена вертикальными перегородками 10 на две отдельные, изолированные одна от другой камеры 12 и 13, Камеры 12 и 13 снабжены патрубками 14 и 15 для подвода и патрубками 16 и 17 для отвода хладагента, Последние сообщаются со сливной гидролинией 18 через гидропульсатор 19. Обечайка 3 соединена с фланцем корпуса 1 и соответственно с днищем 2 герметизи," рующими эластичными элементами в виде поясов 20 и 21. Пояса 20 и 21 смонтированы между верхней частью корпуса 1 и верхней кромкой обечайки 3, а также между днищем 2 и нижней кромкой обечайки 3. Вертикальный вал 6 виброперемешивающего устройства установлен в нижнем 22 и верхнем 231подшипниках скольжения и соединен с низкочастотным виброприводом 24, смонтированным на крышке 25, которая снабжена патрубком 26 для начального набора перенасыщенного раствора. В нижней части корпуса 1 распос ложено устройство 27 для выгрузки кристаллизатора. 1Вибрационно-акустический кристаллизатор работает следующим образом. Теплообменную рубашку 4 заполнящт горячей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса крис- гталлизации 343-348 К. Затем черезпатрубок 26 в корпус аппарата подаютпересьпценный раствор лактозы до погружения в него лопасти 7,Затем в теплообменную рубашку 4подают под избыточным давлением через патрубки 14 и 15 постоянным потокомхладагент (ледяную воду), При этомв камерах 12 и 13 одновременно, но со 1 Оосдвигом по фазе на 180 создают низкочастотные, преимущественно инфразвуковые, пульсации давления пульсирующим потоком охлаждающей жидкости, получаемым преобразованием постоянного 15потока посредством гидропульсатора19. Камеры 12 и 13 являются рабочимикамерами пульсаторных гидравлическихвибраторов с управляемым сливом. Например, камера 12 отключается гидропульсатором 19 от сливной гидролинии18, при этом в ней возрастает положительное избыточное давление (обозначено знаком плюс). Одновременно камера 13 подключается гидропульсатором 2519 на слив в гидролинию 18, что приводит к снижению (отрицательному скачку) давления в камере 13 (обозначено знаком минус). В результате воздействия перепада давления на боковую поверхность обечайки 3 последнейсообщается значительный силовой импульс, приводящий к поперечному (вгоризонтальной плоскости) смещениювсей обечайки в сторону патрубка 17,После этого происходит переключениегидропульсатором 19 камеры 12 на сливчерез патрубок 16 и одновременно отключение камеры 13 от сливной гидролинии 18. В этом случае обечайка 3 40перемещается в сторону патрубка 16.При такой работе камер в режиме пульсаторных гидравлических вибратороввся обечайка целиком совершает колебательные движения в горизонтальной 45плоскости, в результате которых находящейся в аппарате дисперсной средесообщаются силовые импульсы. Импульсы образуются по принципу инверсии,т.е. вся среда движется относительнонеперемещающегося в горизонтальнойплоскости вала 6 с лопастями 7. Прициклическом знакопеременном обтекании лопастей 7 под их воздействиемво всем объеме раствора распростра-няются поперечные волны деформации.В результате совершаемьгх поперечныхколебаний обечайки с пересьпценным раствором относительно вала с лопастями происходит интенсивное перемешивание раствора в горизонтальном направленииКроме того, увеличивается межфазная поверхность, способствующая увеличению массопередачи за счет дополнительного межфазного трения. Кристаллы лактозы совершают при этом колебательные движения вокруг центров инерции. Кристаллы испытывают знакопеременные тангенциальные силовые импульсы, увеличивающие скорость обтекания последних раствором и уменьшающие толщину пограничного насыщЕн ного слоя.С момента подачи хладагента включается низкочастотный вибропривод 24, сообщающий продольные колебательные движения вертикальному валу 6 в подшипниках 22 и 23 скольжения. При этом лопасти 7 совершают возвратно- поступательные движения. Форма перфорированных лопастей в виде отдельных винтовых витков обеспечивает наряду с мериодиональным пульсирующим транспортированием потока одновременно и его тангенциальное движение и закрутку в горизонтальной плоскости. Вертикальное движение раствора происходит через коноидальные отверстия 8, которые обеспечивают опускную циркуляцию через перфорацию лопастей 7, У днища 2 нисходящий поток раствора разоворачивается на 180 и переходит в восходящий, циркулирующий в кольцевом промежутке между обечайкой 3 и кромками лопастей 7. Разворот потокаона 180 и минимальное отложение при этом твердой Фазы у днища 2 обеспечивает его сферическая форма.По окончании процесса кристаллизации осуществляют выгрузку кристаллизата из аппарата посредством устройства 27 для выгрузки при включенном виброприводе 24.Кристаллы в вибрируемой в вертикальном и горизонтальном направлениях дисперсной среде находятся в интенсивном двухкоординатном движении, которое носит стохастический характер и выравнивает распределение кристаллов по реакционному объему. При этом происходит улучшение массопередачи за счет дополнительного межфазного трения в двух взаимно перпендикулярных направлениях и уменьшается толщина пограничного слоя на кристаллах. Кристаллизующийся раствор оказывается подверженным воздей 1461761ствию двух перекрестных нестационарных полей сил инерции во всем объеме в силу того, что инфразвуковые колебания весьма незначительно поглощаются жидкой средой.Предложенный аппарат позволяет увеличить выход кристаллической массы на 8-127 путем усиления массопередачи за счет более эффективной низкочастотной циклизации внешней возмущающей силы в горизонтальной плоскости и дополнительного межфазного трения в дисперсной среде. Так как поперечные колебания совершает вся обечайка, а не отдельные ее части, усиливается интенсивность воздействия силовых импульсов на раствор. Кроме того, снижаются энергозатраты на совершение горизонтальных перемещений обечайки в результате исключения жесткого защемления обечайки по нижней и верхней кромкам, а следовательно, исключены, соответствующие изгибающие моменты, исключены затраты мощности на преодоление упругих свойств деформируемого в момент. пульсации материала обечайки, также упрощается технология изготовления и улучшается жесткость и стойкость на смятие обечайки: вместо использования особотонкого листового проката с требованием возможности передачи упругих деформаций применен обычный стальной лист, полностью исключена возможность смятия обечайки при повреждениях сливной гидролинии или гидропульсаторав процессе эксплуатации улучшаетсякристаллоструктура кристаллизата врезультате более направленного и равномерного перемешивания раствора вгоризонтальном направлении.Формула изобретенияКристаллизатор для лактозы, включающий соосно расположенные вертикальный цилиндрический корпус со сфе-рическим днищем и внутреннюю.обечай ку с образованием между ними теплообменной рубашки, продольно разделенной перегородками на две камеры, сообщенные с гидропульсатором для отвода хладагента, установленное по оси 20 корпуса виброперемешивающее устройство в виде вала с отдельными винтообразными лопастяйи,имеющими коноидальные отверстия, и устройство для выгрузки кристаллизата, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода лактозы и снижения энергозатрат, внутренняя обечайка прикреплена к днищу и фланпу корпуса припомощи герметизирующих эластичных поя сов, при этом перегородки, разделяющиетеплообменную рубашку на камеры, выполнены из упругого материала дляобеспечения возвратно-поступательного перемещения внутренней обечайки вгоризонтальной плоскости.1146 1761 Составитель А.Гавриловзоренко Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пат Редакт одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10 637/20 Тираж 313 Подписное Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб рытиям при ГКНТ СССР4/5