SU1296581A1 - Аппарат дл кристаллизации лактозы из раствора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию молочной промьшленности, в частности к аппаратам дл  кристаллизации молочного сахара в иэогидри ческих услови х, и может быть использовано в химической и сахароперера- батьтающей промьшленности. Целью изобретени   вл етс  повышение выхода лактозы путем улучшени  перемешивани  раствора и массопередачи за счет дополнительного межфазного трени  в кристаллизующемс  растворе. Аппарат содержит вертикальньй цилинд

Description

129

рический корпус 1 со сферическим днищем 2 и расположенную в нем соос- но обечайку 3 с образованием тепло- обменной рубашки 4 дл  охлаждени . Внутри-корпуса 1 по оси установлено виброперемешивающее устройство, состо щее из вертикального вала 6,на котором жестко укреплены лопасти 7,выполненные в виде отдельных винтовых витков и перфррированные усеченными корои ,

1

Изобретение относитс  к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам дл  кристаллизации молочного сахара в изогидри- ческих услови х, и может быть использовано в химической и сахароперера- батывающей промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода лактозы путем улучшени  перемешивани  раствора и массопереда чи за счет дополнительного межфазного трени  в кристаллизующемс  растворе .

На фиг. 1 схематично изображен аппарат , продольный разрез; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - перфорированна  лопасть; на фиг. А- разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - схема отклонени  упругих стенок обечайки .

Аппарат дл  кристаллизации лактозы из раствора содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 со сферическим днищем 2 и расположенную в нем соосно обечайку 3 с образованием теплообменной рубашки 4 дл  охлаждени . Корпус смонтирован на трех опорах 5. Внутри корпуса 1 по оси установлено виброперемешивающее устройств состо щее из вертикального вала 6, на котором, жестко укреплены лопасти 7, выполненные в виде отдельных винтовых витков с углом подъема лопасти об и перфорированными усеченными коноидальными отверсти ми 8, обращен ными суживающейс  частью к днищу. нижней перфорированной лопасти 9 соответствует форме днища 2 кор пуса I.

дальными отверсти ми. Обечайка 3 выполнена из упругого материала, например из тонкого стального листа. Теплообменна  рубашка разделена вертикальными перегородками на отдельные изолированные друг от друга секции, патрубки 15 и 16 дл  отвода теплоносител  которых подключены к гидропульсатору 18 дл  создани  колебаний обечайки. 5 ил.

Ш

5

о ., - 35 -i

20

25

30

Обечайка 3 выполнена из упругого материала, например из тонкого стального листа. Теплообменна  рубашка 4 разделена вертикальными перегородками 10 на отде.льные изолированные друг от друга секции 1.1 и 12. Секции 11 и. 12 снабжены патрубками 13 и 14 дл  подвода и патрубками 15 и 16 дл  отвода хладагента. Последние сообщаютс  со сливной гидролинией 17 через гвдропульсатор 18. Вертикальный вал 6 виброперемешивающего устройства установлен в нижнем 19 и верхнем 20 подшипниках скольжени  и соединен с низкочастотным виброприводом 21, смонтированным на крьппке 22, котора  снабжена патрубком 23 д.гг  начального набора перенасыщенного раствора. В нижней части корпуса 1 расположено устройство дл  выгрузки кристаллизата.

Аппарат работает следующим образом .

Теплообменную рубашку 4 заполн ют гор чей водой и разогревают аппарат до температуры начала процесса кристаллизации 70-75 С. Затем через патрубок 23 в корпус аппарата подают перенасыщенньй раствор лактозы до по-- гружени  в Hei-o верхней лопасти 7.

Затем в теплообменную рубашку 4 подают под избыточным давлением через патрубки 13 и 14 посто нным потоком хладагент (лед ную воду). При этом . в секци х 11 и 12 попеременно со сдвигом по фазе на 180° происход т низкочастотные, преимущественно ин- фразвуковые колебани  обечайки 3. Колебани  в секци х 11 и 12 поочередно

возбуждаютс  пульсирующим потоком охлаждающей жидкости, получаемым преобразованием посто нного потока по- средством гидропульсатора 18. По сути секции 11 и 12 образуют пульсатор- 5 ные гидравлические вибраторы с управ- л емым сливом. Например, секци  11 отключаетс  гидропульсатором 18 от сливной гидролинии 17. В секции 11

при этом возрастает избыточное давле- О нар ду с вертикальным пульсирующим

ние и происходит перемещение стенки обечайки 3 внутрь корпуса аппарата Одновременно секци  12 подключаетс  на слив гидропульсатором 18 к гидролинии 17 и стенка обечайки 3 в этой секции возвращаетс  в первоначальное положение, т.е. перемещаетс  от центра аппарата к теплообменной рубашке 4. После этого происходит переключение гидропульсатора 18 секции 11 и 12 к сливной гидролинин 17. При такой работе секций в режиме пульсатор ных гидравлических вибраторов стенка обечайки совершает колебательные движени , в результате которых наход щейс  в аппарате дисперсной среде сообщаютс  силовые импульсы, а под их воздействием в ней распростран ютс  во всем объеме раствора волны деформации. В результате попеременного колебани  в противофазе стенки обечайки в перенасыщенном растворе происходит интенсивное перемешивание раствора в горизонтальном направлении и существенно возрастает активна  межфазна  поверхность, котора  увеличивает массопередачу за счет дополнительного межфазного трени . Кристаллы лактозы, наход щиес  в поле действи  инфразвуковых горизонтальных колебаний дисперсной среды, совершают дополнительные колебательные движени , поворачива сь вокруг центров инерции. При этом кристаллы испытывают значительные знакоперемен ные тангенциальные (касательные) силы, увеличивающие скорость обтекани  кристаллов перенасьпценным раствором и уменьшающие толщину пограничного насыщенного сло 4

Исход  из режима работы секций 11 и 12 в противофазе оптимальное их число равно двум.

Расход хладагента через секции 11 и 12 устанавливают таким, чтобы обеспечивалс  заданный технологический режим охлаждени  кристаллизующегос  раствора.- С момента подачи

хладагента включаетс  ниэкочастотньй вибропривод 21, сообщающий продольные колебательные движени  вертикальному валу 6 в подшипниках скольжени  19 и 20. При этом лопасти 7 совершают возвратно-поступательные движени , например, по синусоидальному закону. Форма лопастей 7 в виде отдельных винтовых витков обеспечивает

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 привод т к увеличению массопередачи. Вертикальное движение кристаллизующегос  раствора происходит через коноидаль- ные отверсти  8, которые позвол ют создать в центральной зоне корпуса опускное движение раствора в сторону

днища 2. Коноидальна  форма отверстий 8 с закругленными входными и выходными кромками создает услови  дл  минимального дроблени  дисперсной фазы.

У днища 2 нисход щий поток раствора отражаетс , разворачиваетс  на 180 и переходит в восход щий поток . Движущийс  в кольцевом пространстве между обечайкой 3 и лопаст ми 7. Форма днища 2 в виде усеченной сферы обеспечивает наиболее благопри тные услови  дл  поворота нисход щего потока раствора и уменьшает отложение твердой фазы у днища.

По окончании процесса кристаллизации осуществл ют выгрузку кристал- лизата из аппарата посредством устройства 24 дл  выгрузки при включенном виброприводе 21.

45

Кристаллы в вибрируемой в вертикальном и горизонтальном направлени х дисперсной среде наход тс  в интенсивном движейии, которое выравнивает распределение кристаллов по реакционному объему. При этом происходит улучшение массопередачи за счет дополнительного межфазного трени  в двух взаимно перпендикул рных направлени х и уменьшени  толщины пограничного сло  на кристаллах. Кристаллизующийс  раствор оказываетс  подверженным воздействию двух нестационарных полей сил инерции во всем

0

объеме, так как инфразвуковые колебани  незначительно поглощаютс  жидкой средой.

Предложенный аппарат позвол ет увеличить выход кристаллической фазы на 6-7% путем улучшени  массопереда- чи за счет низкочастотной циклизации внешней возмущающей силы в горизонтальной плоскости и дополнительного межфазного трени  в дисперсной среде увеличить размеры получаемых кристал- лов в 1,5-1,6 раза и улучшить их гранулометрический состав.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Аппарат дл  кристаллизации лактозы из раствора, включающий цилиндрический корпус со сферические днищем, 20 расположенную в нем соосно обечайку

   с образованием теплообменной рубашки , снабженной патрубками дл  подачи и отвода хладагента, установленное в корпусе виброперемешивающее устройство , состо щее из вертикального вала и укрепленных на нем по высоте лопастей, имеющих коноидальные отверсти , и устройство дл  выгрузки кристаллизата, отличающий- с   тем, с целью увеличени  выхода лактозы, образующа  теплообменную рубашку обечайка выполнена из упругого материала, при этом теплообмен- на  рубашка разделена вертикальными перегородками на две отдельные секции , патрубки дл  отвода хладагента которых подключены к гидроимпульса- тору дл  создани  колебаний обечайки, причем лопасти, кроме нижней, вибро- перемешивающего устройства выполне- . ны в виде отдельных винтовых витков.

   А-А

   Ю

   7

   фие. 4Редактор К.Волощук

   Составитель Г.Лошкарева Техред М.Ходанич

   Заказ 718/29

   Тираж 331Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   ф(/е. 5

   Корректор Е.Рошко