BRPI0621429A2 - aparelho vertical do tipo tacho para a cristalização contìnua de açúcar - Google Patents

Abstract

APARELHO VERTICAL DO TIPO TACHO PARA A CRISTALIZAçãO CONTINUA DE AçúCAR. A presente invenção refere-se a um aparelho de tacho de vacuo contínuos vertical que consiste em oito câmaras (2) (em vez de quatro ou cinco) e um tanque de armazenamento ou tampão (27) na parte superior, dentro da altura convencional existente, caracterizado pelo fato de que cada câmara possui um circulador mecânico montado inferior alojado em uma cavidade isolada (28) no segmento de espaço de vapor (29) de cada câmara e não no espaço adicional acima da câmara.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO VERTICAL DO TIPO TACHO PARA A CRISTALIZAÇÃO CONTÍNUA DE AÇÚCAR".

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se a um aparelho aprimorado para a crista- lização contínua de uma substância de uma solução, que utiliza um tacho de vácuo e mais particularmente, porém não exclusivamente, para a cristaliza- ção contínua de açúcar em um tacho de vácuo contínuo vertical.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO (TÉCNICA ANTERIOR)

Definição de Termos importantes:

1. Massecuite: (Pronuncia-se = mess-kit)

Trata-se de uma mistura de cristais e licor-mãe descarregados de um tacho de vácuo.

2. Calandria: Equipamento que consiste em tubos de metal com espaçamento próximo para troca de calor.

A presente invenção descreve um aparelho aprimorado para a produção contínua de açúcar, o qual consiste em múltiplas câmaras de vá- cuo ou de operação dispostas verticalmente, umas sobre as outras. As câ- maras realizam a função de cristalização e evaporação. Cada câmara é ver- ticalmente conectada à próxima, fazendo com que o xarope de açúcar após obter uma dada consistência mediante a evaporação e cristalização em uma câmara, se mova para a próxima, onde é concentrado adicionalmente devi- do à evaporação e à cristalização. O processo continua de maneira seqüen- cial, de modo que o produto concentrado, ou seja, Massecuite seja removido da última câmara. Esse massecuite é, então, adicionalmente processado, para produzir essencialmente o produto cristalizado final, ou seja, açúcar.

Convencionalmente, em vez do processo contínuo, o processo por lote que emprega um tacho de vácuo, foi usado. Entretanto, esse apre- senteou as seguintes desvantagens:

1. Eficiência: Baixa eficiência do evaporador-cristalizador devido ao fato de todas as etapas serem realizadas em um único recipiente;

2. Consumo de vapor: tanto quantitativa como qualitativamente maior;

3. Qualidade do produto: Taxas de crescimento lentas e irregula- res.

4. Tempo Fatal: É o tempo durante o qual um processo é com- pletado e o próximo deve ser iniciado. Subseqüentemente, o processo era descontínuo, um intervalo de tempo teve de ser dado para limpar o recipien- te e torná-lo operacional para uma nova remessa, resultando em "tempo morto".

5. Carga variável: Demanda de vapor de aquecimento instável e exigências de pressão de vapor variável resultando em maior consumo de energia, carga irregular sobre a caldeira e o condensador respectivamente, resultando em custo de produção aumentado e eficiência de operações re- duzida.

Essas desvantagens resultaram no desenvolvimento de tachos de vácuo contínuos onde o processo é realizado ao alimentar continuamente os cristais de semente e a solução de açúcar em um evaporador- cristalizador, enquanto remove-se o massecuite (suspensão altamente con- centrada) do evaporador-cristalizador. O aparelho contínuo consiste em dois tipos - vertical e horizontal. No tipo vertical, os compatimentos de evapora- ção-cristalização ficam dispostos verticalmente, um sobre o outro. No tipo horizontal, os mesmo são conectados um ao outro de forma horizontal.

A vantagem do aparelho contínuo horizontal é que a função de crescimento médio dos cristais foi aprimorada, resultando em melhor quali- dade de produto. Vários tipeo de aparelhos horizontais foram descritos na técnica anterior. (Patentes N9S IN161506, IN170702, GB1049798, US3627582, DE2128031).

Entretanto, o tacho de vácuo contínuo do tipo horizontal apre- senta diversas desvantagens, a saber.

a) Variável de qualidade do produto: grande variação de tama- nho dos cristais finais devido ao curto-circuito da trajetória de fluxo do mas- secuite;

b) Dificuldades de processamento: os xaropes de alta-pureza foram difíceis de se processar;

c) Problema de incrustação: propenso a incrustações, especial- mente nas aberturas entre os compartimentos. As incrustações não são uma característica desejada visto que essas reduzem a eficácia de transferência de calor e atrapalham a circulação/movimento do xarope, reduzindo a produ- tividade;

d) Falta de fornecimento de desvio: no tipo horizontal, todos os compartimentos são interconectados e colocados no mesmo recipiente. O movimento do xarope de um compartimento para outro ocorre de forma con- tínua, sem fornecimento de desvio para qualquer compartimento particular. Então, no caso de manutenção de qualquer compartimento, toda a unidade deve ser parada.

e) Redução de qualidade no produto final: aglomeração & falsa formação de grão é mais propensa à redução de qualidade do produto final.

e) Redução de produtividade: curto-circuito e borrifo de masse- cuite de um compartimentt para outro resultam em produtividade insatisfató- ria ou reduzida.

f) Exigência de espaço maior: requer espaço ocupado conside- ravelmente maior. Pode não ser possível uma fábrica utilizar um tacho em batelada de tipo mais antigo com agitador mecânico que ocupa muito menos espaço, para substituí-lo por um tacho horizontal contínuo.

g) Desenho Complexo e Dispendioso: Os tachos de vácuo con- tínuos possuem um desenho complexo e dispendioso com compartimentos não-idênticos.

Várias tentativas, em tachos de vácuo contínuos horizontais, para superar as desvantagens acima resultaram em complicações indeseja- das no aparelho e sistemas de controle tornando os fatores estruturais e de engenharia de processo desfavoráveis. (Patentes NeS US3879215, EP01 72965, US5201957 e Pedido de Patente N0 US2004177846).

As desvantagens do sistema contínuo horizontal foram supera- das ao projetar um sistema contínuo vertical. Foi entendido que as desvan- tagens do sistema horizontal, especialmente aqueles conectados com a qua- lidade dos cristais de produto, a saber, grande variação de tamanho de cris- tal, aglomeração, falsa formação de grão, etc., também surgem devido às diferentes condições em etapas separadas em um tacho. Portanto, um tra- tamento diferente é necessário em etapas diferentes. A necessidade de se conceder tal tratamento diferente resultou na proposta de um tacho de vácuo contínuo vertical. No aparelho tipo vertical, diversos recipientes de mistura com aquecimento e com/sem meio de agitação são montados um sobre o outro de forma vertical e em comunicação um com o outro. Vários tipos de sistemas verticais foram descritos na técnica anterior. (Patentes NQs JP52001045, US4120745, EP0065775, EP0201629, DE3839182, FR2695837, e Pedido de Patente N2 IN/PCT/2002/02149/CHE).

A importância da circulação de massecuite utilizando circulado- res mecânicos (agitadores) em tachos de vácuo é bem estabelecida. Essa teve impacto sobre a energia, exaustão de massecuite e sobre a qualidade do açúcar. Como resultado, os agitadores de tacho (circuladores) foram in- vestigados e geralmente usados para promover circulação. (Patente N— EP0065775, FR2695837) Os circuladores mecânicos (agitadores) foram mostrados para aprimorar a qualidade de cristais de açúcar. Os cristais se desenvolvem mais uniformemente e há menos inclusões de licor-mãe (van der poel 1980, Rieger et al. 1989: Zukerindustrie, 105, 237-240). Há menos cor no açúcar e risco reduzido de perdas de açúcar sugar Iosses por supe- raquecimento local. Além disso, a agitação também reduz o consumo de água de lavagem centrífuga em 50%. (van der poel 1980: Zukerindustrie, 105, 237-240). Pequenas diferenças de temperatura (<12 K) entre o vapor de aquecimento e massecuite apenas são possíveis com o uso de agitado- res. Uma operação confiável sem agitadores (circulação mecânica) não é possível e pode resulta em sedimentação dos cristais (Austmeyer, K.E.; Sc- hliephake, D.; Ekelhof, B.; Sittel, G. (1989): Zukerindustrie 114, 875-878). O uso de menos vapores de pressão torna-se possível (por exemplo, partindo do efeito do 2- ou 32 evaporador), permitindo a redução nas exigências de vapor da fábrica. Também há menos depósito sobre os tubos, devido ao e- feito de abrasão por atrito dos cristais de circulação. Aqueles que exigem circulação racional sem o uso de agitadores o fazem a custo de simplicidade de desenho e economia de calor. (Patente indiana Ν°s IN145885, IN169913 e Patente estrangeira N°s US4120745, EP0201629, DE3839182, FR2695837 e Pedido de Patente N° IN/PCT/2002/02149/CHE).

A solução de açúcar é transferida de um recipiente para outro em etapas com o fornecimento de desvio para uma câmara particular por meio de canos apropriados. Tipos diferentes de aparelhos contínuos verti- cais equipados com agitador para fabricação de açúcar foram descritos na técnica anterior. (Patente N°s EP0065775, FR2695837).

A Patente N° EP0065775 (DE3120732) descreve um aparelho

que consiste em duas ou mais câmaras de um tacho de vácuo empilhadas umas sobre as outras onde o fundo de cada câmara é circundado pelo vapor passivo da câmara abaixo. A versão preferida possui quatro câmaras sobre- postas. Os agitadores das primeiras que fluíram através das câmaras são implementados como agitadores de mistura de alta velocidade e os agitado- res das câmaras seguintes como agitadores de movimento de um lado para outro, dispostos, em cada caso, sobre um eixo comum.

As principais vantagens oferecidas por tal sistema são:

i. O aprimoramento na qualidade do produto devido à redução na aglomeração e falsa formação de grão.

ii. A homogeneização do massecuite é obtida.

iii. Ciclo de Operação Longo: O tacho está disponível durante a campanha sem qualquer paralisação total da fábrica, mesmo para massecui- tes de alta pureza reduzindo, assim, drasticamente o tempo fatal.

iv. Ótima adaptação de câmaras de cristalização e agitadores (circuladores mecânicos) ás condições do processo.

v. Economia de energia, ou seja, custos operacionais reduzidos. Entretanto, tal disposição viola uma característica fundamental de tachos de vácuo contínuos verticais, os agitadores montados sobre um eixo comum apresentam uma desvantagem quando uma das câmaras é reti- rada de operação para limpeza ou outros motivos.

Para superar as ditas desvantagens, os agitadores separada- mente acionados (circuladores) de cada câmara de evaporação-cristalização foram introduzidos comercialmente, de modo que o processo não seja inter- rompido quando qualquer câmara câmara for retirada de operação para lim- peza, etc. Isso é obtido mediante a introdução de seções intermediárias en- tre as câmaras, onde foram montados acionadores do agitador (circulador) e caixa de mudanças com o eixo do circulador se estendendo através da tam- pa superior de cada recipiente com um circulador mecânico (impulsor) na descida. Esse desenho do tacho permite a adaptacao de uma 5â camara para aumentar sua capacidade. (Website de B.M.A. company - www.bma- de.com).

Devido às diferenças nos tempos de retenção de cristal e con- seqüentemente no desenvolvimento de cristal, há uma ampla distribuição de tamanho de cristal. A causa inerente disso é o número limitado de câmaras de evaporação-cristalização equipadas com agitador.

Uma vez que a variação na qualidade do cristal é causada pelas limitações de processamento devido ao número limitado de recipientes de evaporação-cristalização, uma solução aparentemente simples para o pro- blema poderia ser aumentar o número de recipientes.

Na verdade, tentativas iniciais para realizar a cristalização por evaporação como um processo contínuo resultaram no reconhecimento que devido à ampliação da distribuição de tamanho de cristal, esse objetivo só poderia ser atingido se ao menos 8 câmaras com agitadores (circuladores) fossem dispostas seqüencialmente (Austmeyer, K.E. 1982; Zuckerindustrie 107, 401-414).

Conseqüentemente, primeiramente foi proposto construir uma cascata de oito câmaras com agitadores das quais sete estavam em opera- ção, enquanto uma estave limpando. Entretanto, por motivos econômicos, esse conceito não poderia ser implementado até esta data. Os maiores pro- blemas associados com o aumento do número de câmaras de tratamento estão descritos a seguir:

1. A altura aumentada do aparelho;

2. O eixo do agitador se torn muito comprido, tanto no caso de motor montado no topo do agitador mecânico como no caso de agitadores montados sobre um eixo comum.

3. Problemas técnicos associados: por exemplo, complexidades de instalação, problemas de manutenção, níveis de ruído aumentados, exi- gências de alinhamento/direção, etc.

A partir da descrição acima, fica claro que apesar de o aparelho contínuo do tipo vertical oferecer vantagens distintas sobre o sistema hori- zontal, esse também apresenta limitações técnicas com relação ao número de etapas que poderia ser incorporado em um único aparelho. Uma modali- dade alternativa proposta na Patente N2 EP0065775 com uma multiplicidade de câmaras é construir o aparelho vertical sob a forma de duas torres per- pendiculares fixas e trocar as câmaras das torres de tal maneira que as câ- maras de cada torre fluam sucessivamente, de cima para baixo. Entretanto, tal disposição de "torre gêmea" também possui desvantagens.

i) Tal fato aumenta as exigências de energia, por exemplo, bom- beamento e

ii) resulta em redução do desempenho e eficia total do sistema além das desvantagens mencionadas acima.

iii) Também há problemas associados com a passagem das câ- maras em tal disposição.

A presente invenção foi capaz de superar essas desvantagens de maneira original.

Uma pesquisa dos bancos de dados da patente indiana revela que nenhuma patente a não ser a presente invenção foi descrita na técnica anterior.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

O principal objetivo da invenção é descrever um aparelho verti- cal aprimorado em que os problemas de limitações técnicas e também eco- nomia associados com a introdução de diversas câmaras em uma altura fixa foram superados.

Ainda outro objetivo da invenção é proporcionar um aparelho de cristalização por evaporação contínuo vertical aprimorado, em que os pro- blemas de qualidade de cristal insatisfatória devido à ampla distribuição de tamanho de cristal, aglomeração e falsa formação de grão são considera- velmente reduzidos, porém a economia de operação é mantida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma pequisa da técnica anterior revela que apesar de ser alta- mente desejado possuir um único tacho de vácuo contínuo vertical de oito câmaras para ótima qualidade de produto, isso ainda não foi implementado a nível comercial, devido às dificuldades técnicas e econômica. O aparelho existente no estado da técnica consiste em quatro ou cinco câmaras equipa- das com agitador dispostas umas sobre as outras, que ocupam uma altura total em torno de 31 metros. Na presente invenção, aproximadamente dentro da mesma altura, em vez de quatro ou cinco câmaras, oito câmaras junta- mente com um tanque de armazenamento/tampão adicional, foram incorpo- rados utilizando uma nova abordagem. De acordo com essa abordagem, o espaço intermediário entre as câmaras que aloja os acionadores de circula- dor mecânico e caixas de mudanças foi eliminado completamente sem utili- zar eixos comuns para circuladores mecânicos (agitadores), ao alojar os a- cionadores em cavidades especialmente isoladas no espaço de vapor em cada câmara. Ademais, outra nova abordagem foi adotada para fabricar os acionadores montados no fundo, resultando em redução considerável no comprimento do eixo, de 5,0 a 6,0 metros em aparelhos existentes para a- penas 0,5 a 0,56 metro na presente invenção, permitindo uma instalação e manutenção fácil e resultando em economia de energia.

RELATO DA INVENÇÃO

Conseqüentemente, a presente invenção proporciona um tacho de vácuo contínuo vertical aprimorado que compreende um alojamento cilín- drico que possui um eixo vertical em que uma pluralidade de câmaras de vácuo são empilhadas umas sobre as outras em um eixo geométrico comum caracterizado pelo fato de que cada câmara possui um circulador mecânico montado no fundo alojado em uma cavidade isolada no segmento de espaço de vapor de cada câmara e não no espaço adicional acima da câmara per- mitindo a incitação de ao menos oito câmaras de vácuo de operação e um tanque de armazenamento ou tampão na parte superior do alojamento cilín- drico, na mesma altura em que anteriormente apenas 4 ou 5 câmaras de operação foram erguidas eliminando, assim, a necessidade de erguer duas torres perpendiculares fixas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra um corte em elevação do tacho de vácuo con- tínuo vertical aprimorado de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 mostra outra vista do corte em elevação da Figura 1; e

A Figura 3 é uma vista ampliada da parte superior de duas câ- maras de operação do tacho da Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO COM REFERÊNCIA AOS DE- SENHOS

A presente invenção consiste em um tacho de vácuo contínuo vertical aprimorado que consiste em oito câmaras e um tanque de armaze- namento no topo, dentro da altura convencional existente (Figura 1 & 2), ca- racterizado pelo fato de que cada câmara possui um mecanismo montado no fundo alojado em uma cavidade isolada no segmento de espaço de vapor de cada câmara e não no espaço adicional acima da câmara. Como resulta- do, os problemas técnicos associados com as diversas câmaras foram solu- cionados na presente invenção. O aumento do número de compartimentos em um aparelho vertical possui vantagens distintas de aumentar a qualidade do produto, além da economia de operação. Entretanto, as limitações eco- nômicas impedem o aumento da altura do aparelho que poderia resultar em um número aumentado de câmaras. Também, problemas técnicos associa- dos com o posicionamento, instalação e manutenção dos acionadores de agitador (circulador) impedem o aumento no número de câmaras na mesma altura do aparelho.

Na nova invenção, três inovações principais foram realizadas:

1. Nova utilização de espaço existente para alojar os acionado- res de agitador (circulador mecânico): Na presente invenção, em vez de uti- lizar o espaço adicional para alojar a montagem de circulador mecânico, o espaço de vapor existente em cada câmara foi utilizado para alojar os acio- nadores. Essa nova disposição se tornou possível ao cortar uma cavidade isolada de um segmento do espaço de vapor da câmara de operação inferior para adaptar um agitador mecânico acionado (circulador) no cone pontiagu- do para cima do fundo em forma de "W" no piso de cada câmara de opera- ção.

Como resultado disso, ao menos 8 (oito) câmaras foram ergui- das com um tanque de armazenamento ou tampão adicional no topo apro- ximadamente na mesma altura em torno de 31 metros em que anteriormente apenas 4 (quatro) ou 5(cinco) câmaras de operação foram erguidas. Um a- primoramento significativo na qualidade e rendimento do produto é obtido devido à maior superfície de aquecimento e volume líquido de um aparelho de dimensões similares. Também elimina-se a necessidade de incitar duas torres perpendiculares fixas aumentando, assim, o desempenho e eficácia total do sistema.

2. Alteração da posição adaptação do mecanismo da montagem de agitador (circulador): O acionador de agitador adaptado inferior (circula- dor) & caixa de mudanças é um acionador planetário em linha com monta- gem direta sem acoplamento e com comprimento de eixo bastante reduzido, de apenas cerca de 0,5m a 0,56m comparado com o comprimento do eixo convencional de 5,Om a 6,Om permitindo, assim, uma instalação fácil, redu- ção de consumo de energia, exigências de manutenção, eliminação de es- capamentos de ar tornando, assim, o sistema compacto e aumentando-se a eficácia total do sistema.

3. Eliminação de um eixo comum: Cada compartimento possui sua própria montagem de agitador (circulador), eliminando-se a necessidade de um eixo comprimento montado de forma central que torna a manutenção difícil. Ao contrário, a manutenção e limpeza no presente aparelho são muito simples.

Como resultado dessas inovações, os problemas técnicos e e- conômicos que impedem a introdução de múltiplas câmaras em um aparelho de altura fixa foram superados. O aparelho consiste em:

Um alojamento cilíndrico 1 que possui um eixo geométrico verti- cal em que uma pluralidade de câmaras de vácuo 2 são empilhadas umas sobre as outras em um eixo geométrico comum (Figura 1) sendo que cada câmara de vácuo 2 possui substancialmente um fundo em forma de "W" 3 com um espaço abaixo circundado pelo vapor passivo da câmara abaixo; cada câmara de operação 2 associa com as mesmas um controle de ponto fixo para a condição de massecuite e volume de descarga por hora e que o volume de descarga por hora de uma determinada câmara é maior do que o volume de descarga por hora da câmara de operação imediatamente anteri- or;

um meio de fornecimento de calor que compreende uma calan- dria anular fixa de tubo vertical 4 fornecida por vapor de aquecimento ativo de um fornecimento comum 5 fora do alojamento cilíndrico;

uma descida central 6 equipada com rompedores de redemoinho 7 e em que um impulsor de fluxo axial ou um circulador mecânico 8 está lo- calizado na descida 6 de cada câmara de operação 2;

um ou mais mecanismos para controlar-

a) a pressão de vapor de aquecimento, b) pressão de vapor,

c) condição de massecuite,

d) proporção de fornecimento de xarope de alimentação e taxa de fluxo, te,

e) razão de xarope de alimentação para fornecimento de semen-

f) nível de massecuite, e

g) transferência de massecuite do tacho superior para o inferior e tais meios de transferência incluem meios de descarga de gravidade;

um tubo de descarga de massecuite 9 no piso de cada câmara 2 equipado com uma válvula de controle 10 regulada por um sensor de nível da mesma câmara e conectado ao tubo de fornecimento de massecuite 11 da próxima abertura de câmara inferior na descida 6; uma caixa de alimentação 12 que possui entradas controladas por válvula para cristais de semente, xarope de alimentação e água quente e conectada a um tubo de entrada comum 13 que flui na direção externa no tubo de fornecimento de massecuite 11 em cada câmara exceto a primeira câmara (topo) onde esse flui diretamente na descida 6 reduzindo, assim, as múltiplas entradas em cada câmara e exigências de tubulação;

um meio 14 para a introdução de xarope de alimentação em ca- da câmara conectado a um tubo de comunicação de alimentação de xarope comum 15 através de uma válvula de controle regulada por um sensor de brix, que possui uma saída na caixa de alimentação 12;

um meio 16 para introduzir continuamente cristais de semente na primeira câmara de operação que flui na direção externa na caixa de ali- mentação 12;

um meio de saída 17 para remvoer continuamente o xarope de açúcar e cristais de produto da última câmara de vácuo de operação 2;

meios para expelir vapor e não-condensáveis através de uma linha de vapor comum 18 conectada a um condensador/recompressor de vapor e também equipada com meios para separação por aprisionamento 19;

meios para remoção de condensado 20;

meios para passagem de uma câmara de operação particular 2 por disposição de tubos apropriados 21; meios de rompimento de vácuo 22;

meios para limpeza que compreendem linha de fornecimento de vapor controlado por válvula 23, linhas de fornecimento de água quente & fria 24 & 25 com uma linha de dreno para lavagem 26 conectada ao duto de descarga de massecuite 9 no piso da câmara e regulada por uma válvula de controle, que flui na direção externa em um tubo de dreno para lavagem (não mostrado).

De acordo com as características mais importantes da presente invenção será observado que uma nova abordagem foi adotada para permi- tir o Ievamento de ao menos oito câmaras de vácuo de operação 2 e um tan- que de armazenamento ou tampão 27 no topo do alojamento cilíndrico 1, na mesma altura em que anteriormente apenas 4 ou 5 câmaras de operação foram erguidas eliminando, assim, a necessidade de erguer duas torres per- pendiculares fixas aumentando, assim, o desempenho e eficacia total do sistema.

Isso se tornou possível ao cortar uma cavidade isolada 28 de um segmento do espaço de vapor 29 da câmara de operação inferior para adap- tar um agitador mecânico acionado inferior (circulador) no cone pontiagudo para cima do fundo substancialmente em forma de "W" no piso de cada câ- mara de operação. A cavidade isolada possui espaço adequado para permi- tir os serviços de instalação e manutenção.

O dito agitador mecânico adaptado inferior (circulador), é um acionador planetario em linha com montagem direta 30 sem acoplamento e com comprimento de eixo bastante reduzido, de apenas cerca de 0,5m a 0,56m permitindo, assim, uma fácil instalação, reduzindo o consumo de e- nergia, exigências de manutenção, eliminação de escapamentos de ar, re- sultando no aumento da eficácia total do sistema. Isso foi obtido por dois fatores:

a. Posicionamento: O posicionamento dos meios de vedação & montagem de suporte em um alojamento de vedação e suporte especial 31 disposto completamente dentro da câmara de operação de tacho de vácuo 2; e

b. Uso de caixa de mudanças aprimorada: o uso da caixa de mudanças compacta & leve 32 de tipo planetário em linha possui uma saída de ranhura oca e entrada oca com uma disposição de chave para montagem de flange em linha direta do acionador. O mesmo é montado diretamente sobre o fundo de cada câmara de operação 2 sem qualquer acoplamento e estrutura de suporte. Também, os acionadores de graus inferiores são insta- lados em agitadores mecânicos (circuladores) de câmaras de operação su- perior àqueles instalados na última câmara de operação e/ou câmara de o- peração inferior, sem alterar o desenho das pás do impulsor (circulador), tornando o sistema mais eficiente com relação à energia.

O alojamento de vedação e suporte 31 é fornecido sobre sua parte externa por um cone invertido 33. A vantagem do dito cone invertido 33 é que esse impede a estagnação de áreas adjacentes aos alojamentos 31 e ajuda na circulação do massecuite na câmara de operação de tacho de vácuo 2. Uma vantagem adicional do cone invertido 33 é que esse propor- ciona reforço ao alojamento de vedação e suporte 31.

Uma característica adicional da invenção é que um tanque de armazenamento 27 com câmaras para xarope, água quente e água fria é montado no topo do alojamento cilíndrico 1, ou seja, acima das câmaras de vácuo de operação 2. Isso reduz as exigências de bombeamento contínuo, o tanque de armazenamento que atua como um tampão para fornecimento contínuo, complementando novamente a eficácia do sistema. O fundo do dito tanque de armazenamento ou tampão 27 está sob a forma de um cone invertido 34. O tubo de comunicação de xarope de alimentação comum 15, tubos de comunicação de água quente e fria 24 & 25 são conectados às su- as respectivas saídas do tanque de armazenamento ou tampão 27.

Outra característica é que os meios de separação por aprisio- namento incluem separadores por aprisionamento tipo centrífuga muito compacta 19 com duas câmaras de operação superiores que possuem qua- tro separadores por aprisionamento compactos e as outras câmaras inferio- res que possuem três separadores por aprisionamento compactos. O uso de separadores por aprisionamento leves e compactos em vez de um grande tem a a vantagem de possuir uma fácil fabricação, instalação e manutenção.

Em outra modalidade da invenção a câmara de vácuo de opera- ção mais elevada ou mais inferior pode ser usada como uma câmara de granulação. A dita câmara de granulação opera em um nível de colisão mai- or do que as câmaras de operação.

Um aprimoramento significativo na qualidade e rendimento do produto é obtido na presente invenção devido ao aumento no número de câmaras dentro das mesmas dimensões resultando em maior superfície de aquecimento e volume líquido, enquanto mantém a economia de operação.

Uma comparação das características técnicas da presente in- venção com o aparelho comercializado de uma companhia de ponta é de- terminada abaixo e é ilustrativa:

<table>table see original document page 16</column></row><table>

* O aparelho descrito no documento EP 0065775 e comercializado pela em- presa Braunschweigische Masch Ban (B.M.A.), conhecida como VKT (Ver- dampfungs-Kristallisations-Turm, ou seja, torre de cristalização por evapora- ção contínua)

** (Website: www.bma-de.com).

Devido à redução na razão de tempo de retenção com o aumen- to do número de compartimentos na presente invenção, o coeficiente de va- riação é reduzido, ou seja, açúcar com uma faixa estreita de distribuição de tamanho de partícula pode ser produzido.

Embora a invenção seja dsecrita com referência às modalidades específicas, essa descrição não pretende ser interpretada com um sentido limitativo. Várias modificações das modalidades descritas, bem como moda- lidades alternativas da invenção, se tornarão óbvias para os versados na técnica mediante referência à descrição da invenção. Deve ser, portanto, contemplatado que tais modidicacoes podem ser feitas sem que se abando- ne o espírito e escopo da presente invenção como descrito.

Claims (18)

1. Aparelho vertical do tipo tacho para a cristalização contínua de açúcar, compreendendo: um alojamento cilíndrico (1) que possui um eixo geométrico ver- tical em que uma pluralidade de câmaras de vácuo (2) são empilhadas umas sobre as outras em um eixo geométrico comum, sendo que cada câmara possui substancialmente um fundo (3) em forma de "W" com espaço baixo circundado pelo vapor passivo da câmara abaixo, cada câmara (2) tem com ela associada um controle de ponto de regulagem fixo para a condição de massecuite e volume de descarga por hora, o volume de descarga por hora de uma determinada câmara de operação sendo maior do que o volume de descarga por hora da câmara de operação imediatamente anterior; um meio de fornecimento de calor que compreende uma calan- dria anular fixa de tubo vertical (4) alimentada por vapor de aquecimento ati- vo proveniente de um suprimento comum (5) fora do alojamento cilíndrico; uma descida central (6) na qual está localizado um impulsor de fluxo axial ou um circulador mecânico (8); pelo menos um mecanismo operável para controlar: a) a pressão de vapor d'água de aquecimento, b) pressão de vapor, c) condição de massecuite, d) proporção de fornecimento de xarope de alimentação e vazão, e) razão de xarope de alimentação para fornecimento de semente, f) nível de massecuite, e g) transferência de massecuite do tacho superior para o tacho inferior utilizando meios de transferência que incluem meios de descarga por gravidade; um tubo de descarga de massecuite (9) no fundo de cada câma- ra (2), equipado com uma válvula de controle (10) regulada por um sensor de nível da mesma câmara e conectado ao tubo de fornecimento de masse- cuite (11) da próxima câmara inferior; uma entrada (12) para a introdução de xarope de alimentação em cada câmara conectado a um tubo coletor comum de alimentação de xarope (15) através de uma válvula de controle regulada por um sensor de brix; um meio (16) para introduzir continuamente cristais de semente na primeira câmara (2); uma saída (17) para remvoer continuamente o xarope de açúcar e cristais de produto da última câmara de vácuo (2); meios para descarga de vapor e não-condensáveis através de uma linha de vapor comum (18) conectada a um condensador/recompressor de vapor e também equipada com meios para separação por aprisionamento (19); meios (20) para remoção de condensado; meios para realizar o desvio de uma dada câmara de vácuo (2) mediante a disposição de tubos apropriados (21); e meios para limpeza que compreendem uma linha de fornecimen- to de vapor d'agua (23) controlado por válvula, linhas de fornecimento de água quente e fria (24, 25) com uma linha de dreno para lavagem (26) co- nectada ao tubo de descarga de massecuite (9) no fundo da câmara e regu- lada por uma válvula de controle, que flui na direção externa em um tubo de dreno para lavagem comum; caracterizado pelo fato de que cada câmara (2) possui um cir- culador mecânico (30) montado no fundo, todos os circuladores mecânicos (30), com a exceção do mais baixo, sendo alojados em uma cavidade isola- da (28) no segmento de espaço de vapor (29) da próxima câmara imediata- mente em baixo.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada circulador mecânico (30) é montado no espaço cônico em baixo do fundo (3), substancialmente em forma de "W", de cada câmara (2) e possui uma construção compacta com comprimento de eixo de circula- dor consideravelmente reduzido.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza- do pelo fato de que cada circulador mecânico (30) é dotado de um meio de vedação e um mancai que são dispostos completamente dentro da câmara (2) em um alojamento especial de vedação e mancai (31).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o alojamento de vedação e mancai (31) é proporcionado com um cone invertido (33).

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -4, caracterizado pelo fato de que o acionador de cada circulador mecânico é coaxialmente montado com uma caixa de mudanças (32) e a caixa de mu- danças é montada diretamente sobre o fundo (3) de cada câmara (2) sem qualquer estrutura de acoplamento e suporte.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que a caixa de mudanças (32) é uma caixa de mudanças planetária em linha com montagem direta com saída de chaveta oca e entrada oca com uma disposição de chave para montagem de flange em linha direta do acionador.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -6, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos seis das referidas câmaras (2), cada qual possuindo o seu circulador (30) e cada circulador tendo a sua classificação, os cinco circuladores superiores possuindo acio- nadores respectivos com uma classificação inferior do que pelo menos um acionador associado com um circulador inferior, o referido circulador inferior e os cinco circuladores superiores tendo pás do mesmo desenho.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento cilíndrico (1) é proporcionado com um tanque de armazenamento ou tampão (27) com câmaras para xarope, água quente e água fria, e é montado na parte superior do alojamento cilíndrico.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o fundo do tanque de armazenamento ou tampão (27) é um cone invertido (34).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracteri- zado pelo fato de que o tubo coletor comum de alimentação de xarope (15) e as linhas de comunicação de água quente e fria (24, 25) são conectados a respectivas saídas do tanque de armazenamento ou tampão.

11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anterioers 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as referidas câmaras (2) compreende possuem meios de separação por aprisionamento (19), sendo que os ditos meios de separação por aprisionamento incluem quatro sepa- radores por aprisionamento tipo centrífuga em cada uma das duas câmaras superiores e três separadores por aprisionamento tipo centrífuga em cada uma das outras câmaras inferiores.

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a câmara de vácuo mais alta ou mais baixa pode ser usada como uma câmara de granulação.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dita câmara de granulação opera em um nível maior do que as câmaras de operação.

14. Aparelho de cristalização contínua do tipo tacho compreen- dendo uma pluralidade de câmaras aquecidas (2) empilhadas umas sobre as outras, sendo que: a referida pluralidade de câmaras (2) inclui uma primeira câmara e uma segunda câmara; a segunda câmara (2) está em um nível inferior que a primeira câmara (2); a primeira câmara possui uma entrada e uma saída; a segunda câmara possui uma entrada e uma saída; a saída da primeira câmara está ligada operantemente para ali- mentar a entrada da segunda câmara; a primeira câmara tendo nela montado um circulador (30); e o aparelho inclui um acionador conectado ao circulador; caracterizado pelo fato de que o referido acionador do circula- dor (30) é localizado entre as primeira e segunda câmaras (2).

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o referido acionador do circulador é montado no espaço da segunda câmara.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 14 ou 15, em que a primeira câmara (2) tem um piso que define o fundo de um tacho para xaro- pe, caracterizado pelo fato de que o referido fundo (3) possui uma seção transversal em forma de "W" e o acionador do circulador (30) é montado em baixo do dito piso (3), aninhado na seção em forma de "W".

17. Aparelho de acordo com a reivindicação 15 ou 16, em que a segunda câmara (2) tem um piso que define o fundo de um tacho para xaro- pe e um espaço para vapor (29) acima deste, caracterizado pelo fato de que o referido acionado do circulador (30) é montado dentro de um aloja- mento isolado (28) no interior do espaço para vapor (29) da segunda câmara (2).

18. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, incluindo uma terceira câmara (2) mais baixo que a segunda câmara (2), cada uma das segunda e terceira câmaras tendo uma entrada, uma saí- da e um respectivo segundo ou terceiro circulador (30) montado na mesma, a saída da segunda câmara (2) sendo ligada operantemente para alimentar a entrada da terceira câmara (2), caracterizado pelo fato de que os referi- dos primeiro, segundo e terceiro circuladores (30) possuem acionadores in- dependentes, uns dos outros, permitindo que cada circulador (30) possa ser acionado a uma velocidade independnete, o acionador do primeiro circulador (30) sendo montado em baixo da primeira câmara (2) e o acionador do se- gundo circulador (30) sendo montado em baixo da segunda câmara (2).