CS209130B1

CS209130B1 - Furnished to crystallize Fabric, especially sugar

Info

Publication number: CS209130B1
Application number: CS158880A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Kucera
Original assignee: Stanislav Kucera
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1981-10-30

Abstract

Zařízeni na krystalizaci látek, zejména cukru. Vynález řeši uspořádáni míchacích a teplosměnných elementů v krystalizátoru. Deskové teplosměnné elementy jsou opatřeny nejméně dvěma kruhovými nebo oválnými otvory, rozmístěnými v deskových teplosměnných elementech s osovou vzdálenosti dvou sousedních otvorů v rozmezí 1,2 až 12ti násobku průměru kružnice vepsané do otvoru. Vynález je využitelný v potravinářském i chemickém průmyslu při krystalizaci řízené změnou teploty směsiApparatus for crystallization of substances, especially sugar. The invention addresses the arrangement of mixing and heat exchange elements in a crystallizer. The plate heat exchange elements are provided with at least two circular or oval holes, arranged in the plate heat exchange elements with the axial distance of two adjacent holes in the range of 1.2 to 12 times the diameter of the circle inscribed in the hole. The invention is applicable in the food and chemical industries in crystallization controlled by changing the temperature of the mixture

Description

Vynález se týká zařízeni na krystalizaci látek/ zejména cukru ze směsi matečného sirobu a krystalů cukru řízenou změnou teploty táto směsi.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for crystallizing substances / in particular sugar from a mixture of mother syrup and sugar crystals by controlling the temperature of the mixture.

//

V procesním schématu cukrovarů je běžně počítáno s tim/ že se u cukroviny/ tj. směsi matečného drobu a krystalů zajlětuje nárůst krystalů řízením jeji teploty. Řízením teploty cukroviny se totiž řidi velikost přesyceni matečného sirobu, které je hybnou silou děje. Rozhoduje tedy o dynamice procesu krystalizace. Popisovaný úsek procesní technologie cukrovaru probíhá v aparátech zvaných krystalizátory. Doba zdrženi cukroviny v krystalizátoru je různá a bývá volena především dle stupně čistoty matečného sirobu cukroviny. Proto požadovaná kapacita krystalizátoru je odvislá též od této doby zdrženi.In the process diagram of sugar refineries, it is commonly envisaged that the confectionery (i.e., a mixture of mother offal and crystals) is crystallized by controlling its temperature. In fact, by controlling the temperature of the confectionery, the amount of supersaturation of the parent syrup is controlled, which is the driving force behind the process. It therefore determines the dynamics of the crystallization process. The described section of the process technology of the sugar refinery takes place in apparatuses called crystallizers. The residence time of the confectionery in the crystallizer is different and is usually chosen according to the degree of purity of the parent confectionery syrup. Therefore, the required capacity of the crystallizer is also dependent on this delay.

Vlastni krystaUzátor býval řešen jako pparát tvořený, ležatou nádobou opatřenou teplosměnnou plochou a míchacím zařízením. Takovéto koncepční řešeni přinášelo některé nevýhody. Ve vztahu k procesní technologii budiž jmenována nízká Intenzita krystalizačniho procesu. Dále budiž řečeno/ že koncepce ležatého krystalizátoru přinášela omezeni výkonnostní řady v oblasti vyšších kapacit. Tato nepříznivá okolnost se počala projevovat jako zvlášt nepříjemný moment v posledních letech/ kdy.dochází k realizaci cukrovarů velkých kapacit. V současné době se proto objevuji krystalizátory vertikálního typu koncipované jako velkokapacitní stojatá válcová nádoby samonosná konstrukce/ vybavené opět tepLosménnou plochou a míchacím zařízením. Cukrovina v nich postupuje vlastni tíži odshora dolů. Toto koncepční řešení přináší jednak Intenzifikaci procesu, jednak umožňuje rozšířit výkonovou řadu v oblasti vyšších kapacit prakticky bez omezeni. Jako teplosměnně elementy se používají buď trubky anebo desky, které tvoři etáže ve válcová nádobě krystalizátoru. Míchací zařízeni zasahuje svým účinkem do prostorů mezi těmito etážemi. Užiti etáži ve tvaru trubkových meandrovítých svazků je výhodná z hlediska prouděni. Takto koncipovaná etáž rozbiji rychlostní profil, který se vytváří v proudu cukroviny postupující krystalizátorem. A tím ji vlastně homogenlzuje. Nevýhodou je nižší účinnost teplosměnného systému způsobená omezeným účinkem míchadla v těsné blízkosti trubek etáže. Etáž tvořená deskovým teplosměnným elementem bývá řešena tak, že asi tři čtvrtiny průtočného průřezu přehrazuje. Pro průtok je tedy v prostoru stáže z kruhového průřezu k dispozici výseč ve tvaru jednoho kvadrantu. Toto řešeni zaručuje velkou účinnost teplosměnného systému, protože michadlo může svým účinkem do značné míry narušit mezní vrstvu na teplosměnně desce. Hydraulické poměry toku cukroviny jsou však u tohoto provedeni nepříznivější než při použiti trubkových meandrovítých svazků. Př1 vyloženě laminárním charakteru tohoto toku dochází v nezanedbatelná části reakčního objemu krystalizátoru ke zpomalování proudu, př1p. k jeho stagnaci. Tento nedostatek je potom nutno eliminovat vyšším míchacím účinkem, což se nepříznivě odrazí v dimenzováni pohonu míchadla.The crystallizer itself was designed as a parchment consisting of a horizontal vessel equipped with a heat exchange surface and a stirring device. Such a conceptual solution presented some disadvantages. In relation to process technology, the low intensity of the crystallization process can be mentioned. Furthermore, the concept of the horizontal crystallizer brought about a reduction in the performance range in the field of higher capacities. This unfavorable circumstance has begun to manifest itself as a particularly unpleasant moment in recent years / when large-scale sugar refineries are being realized. At present, therefore, vertical type crystallizers conceived as large-capacity upright cylindrical vessels of self-supporting construction / equipped with a heat exchange surface and a mixing device are emerging. Sugar confection is progressing from top to bottom. This conceptual solution brings both process intensification and allows to expand the power range in the field of higher capacities with virtually no restrictions. As heat exchange elements, either tubes or plates are used which form the trays in the cylindrical vessel of the crystallizer. The mixing device reaches into the spaces between these levels by its effect. The use of a tray in the form of tubular meander bundles is advantageous in terms of flow. The tray designed in this way breaks the velocity profile which is formed in the confectionary stream passing through the crystallizer. And it actually homogenises it. A disadvantage is the lower efficiency of the heat exchange system due to the limited effect of the stirrer in close proximity to the tray tubes. The deck consisting of a plate heat exchanger element is designed so that about three quarters of the flow cross section is blocked. Thus, a quadrant-shaped segment is available for the flow in the circular placement area. This solution guarantees high efficiency of the heat exchange system, since the agitator can greatly disrupt the boundary layer on the heat exchange plate. However, the hydraulic flow rates of the confectionery are more unfavorable in this embodiment than when using meander tube bundles. Due to the strictly laminar nature of this flow, the current, e.g. to his stagnation. This drawback must then be eliminated by a higher agitation effect, which is adversely reflected in the dimensioning of the agitator drive.

Uvedená nedostatky odstraňuje zařízeni na krystalizaci látek, zejména cukru podle vynálezu, sestávající z válcové nádoby opatřená míchadlem a deskovými teplosměnnýml elementy. Podstata vynálezu spočívá v tom, že desková teplosměnná elementy jsou opatřeny nejméně dvěma kruhovými nebo oválnými otvory, rozmístěnými v deskových teplosměnných elementech s osovou vzdálenosti dvou sousedních otvorů v rozmezí 1,2 až 12to násobku průměru kružnice vepsané do otvoru. Deskové teplosměnné elementy jsou v místech otvorů opatřeny lemy v čelních dílech deskových teplosměnných elementů.These drawbacks are overcome by the apparatus for crystallizing substances, in particular sugar, according to the invention, consisting of a cylindrical vessel equipped with a stirrer and plate heat exchange elements. The principle of the invention is that the plate heat transfer elements are provided with at least two circular or oval holes distributed in the plate heat transfer elements with an axial distance of two adjacent holes in the range of 1.2 to 12 times the diameter of the circle inscribed in the hole. The plate heat exchanger elements are provided with flanges in the front parts of the plate heat exchanger elements at the apertures.

//

Výhoda zařízeni podle vynálezu spočívá v tom, že u proudu cukroviny v úsecích mezi etážemi dojde k potlačeni a v prostoru etáži k rozbiti rychlostního profilu, což zajisti homogenitu cukroviny v jednotlivých prostorech mázl etážemi. Míchací elementy plni především funkci stěračů deskových teplosměnných elementů a příp. válcového pláště, přičemž míchací účinek může být minimální. To se příznivě projeví v příkonu míchadla. Další výhodou je, že opatřením otvorů lemy se sníží výrobní náklady deskového teplosměnného elementu.The advantage of the device according to the invention is that the flow of the confectionery in the sections between the trays is suppressed and the velocity profile is broken in the space of the tray, which ensures the homogeneity of the confectionery in the individual areas of the trays. The mixing elements serve primarily as wipers of the plate heat exchange elements and, if necessary, of the wipers. the mixing effect may be minimal. This has a positive effect on the power input of the mixer. A further advantage is that the provision of the hem openings reduces the manufacturing cost of the plate heat exchange element.

Na připojených obrázcích je znázorněn přiklad provedeni zařízeni na krystalizaci látek podle vynálezu, přičemž v obr. 1 je zařízeni nakresleno v řezu rovinou A-A z obr. 2 vedenou svislou osou tohoto zařízeni, zatímco na obr. 2 je zachycen půdorys tohoto zařízeni nakreslený v řezu vodorovnou rovinou B-B z obr. 1. Na obr. 3 je nakreslena část deskového teplosměnného elementu s detaltem provedeni otvoru pro průtok cukroviny.In the accompanying drawings, an example of an apparatus for crystallization of substances according to the invention is shown, wherein in FIG. 1 the apparatus is drawn in cross-section along the plane AA of FIG. 2 taken along the vertical axis of the apparatus; 1 shows a portion of a plate heat exchanger element with a detalt of an opening for the confectionery flow.

Podle obr. 1 a 2 je zařízení na krystalizaci látek tvořeno nádobou válcového tvaru sestávající z válcového pláště 1_ s čelními dny _2, ve kterých jsou umístěny hrdlo 3 pro přítok cukroviny a hrdlo £ pro odtok cukroviny. Míchací zařízeni je tvořeno hřídelem £ umístěným v ose válcového pláště £ uloženým v ložiskách 6 a míchacími elementy £ spojenými s hřídelem 5.· Otáčivý pohyb míchacího zařízeni je zajišlován pohonem Mezi jednotlivými míchacími elementy £ jsou uloženy v etážích nad sebou deskové teplosměnné elementy £ zabírající celý kruhový průřez válcové nádoby a opatřené otvory 10 pro průchod cukroviny. Přiklad rozmístěni otvorů 10 v deskovém teplosměnném elementu £ je naznačen v obr. 2.Referring to Figures 1 and 2, the crystallization device comprises a cylindrical vessel consisting of a cylindrical shell 7 having front bottoms 2 in which a confectionery inlet 3 and a confectionery outlet 4 are located. The agitator is formed by a shaft 6 disposed in the axis of the cylindrical casing 6 mounted in the bearings 6 and agitator elements 6 connected to the shaft 5. The rotational movement of the agitator is ensured by a drive. a circular cross-section of a cylindrical vessel and provided with apertures 10 for the passage of the confectionery. An example of the arrangement of the apertures 10 in the plate heat exchanger element 6 is shown in FIG. 2.

V obr. 3 je naznačeno jedno z možných provedeni otvorů 10. ve kterém je vidět v řezu oba čelní díly 11 části deskového teplosměnného elementu £. Vzájemná poloha čelních dílů 11 vůči sobě je zajlštována pevným spojením lemů 12 jednoho z čelních dilů 11 s protějším čelním dílem 11, ve kterém jsou vytvořeny v místech lemů 12 otvory 10.In FIG. 3, one embodiment of the apertures 10 is shown, in which the two front parts 11 of a portion of the plate heat exchanger element 8 are shown in cross-section. The relative position of the end pieces 11 relative to each other is ensured by the rigid connection of the rims 12 of one of the end pieces 11 with the opposite end piece 11, in which openings 10 are formed at the places of the rims 12.

Za provozu zařízeni na krystalizaci látek vstupuje cukrovlna do nádoby hrdlem £.During operation of the substance crystallization apparatus, the confectionery enters the vessel through the throat.

V průběhu času postupuje cukrovlna vlastni tíži zařízením odshora dolů přes jednotlivé etáže tvořené deskovými teplosměnnýmí elementy £, kde protéká otvory 10. Přesyceni matečného sirobu a tim i proces krystalizace jsou řízeny sdílením tepla mezi cukrovinou a deskovými teplosměnnýmí elementy £ právě v oblasti těchto deskových teplosměnných elementů £. Krystallzačni proces vede k nárůstu krystalického podílu cukroviny postupující zařízením až k hrdlu £ pro odtok cukroviny. Míchací zařízeni zajlštuje především stíráni čelních desek 11 a vnitřku válcového pláště £.Over time, the confectionery is self-weighted from top to bottom through the individual trays formed by the plate heat exchanging elements 6, where the apertures 10 flow. The supersaturation of the mother syrup and thus the crystallization process are controlled by heat transfer between the confectionery and the plate £. The crystallization process leads to an increase in the crystalline portion of the confectionery through the apparatus down to the confectionery outlet orifice. In particular, the mixing device provides for the wiping of the end plates 11 and the inside of the cylindrical housing 6.

Zařízeni podle vynálezu je určeno pro krystalizaci látek, zejména cukru. Kromě potravinářského průmyslu je možno toto zařízeni využit i v chemickém průmyslu ke krystátizacl řízené změnou teploty směsicThe device according to the invention is intended for crystallization of substances, in particular sugar. In addition to the food industry, this equipment can also be used in the chemical industry for crystallization controlled by changing the temperature of mixtures

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION

Apparatus for crystallizing substances, in particular sugar, consisting of a cylindrical vessel equipped with a stirrer and plate heat transfer elements, characterized in that the plate heat transfer elements (9) are provided with at least two circular or oval holes (10) disposed in the plate heat transfer elements (9). / with the axial distance of two adjacent holes in the range of 1.2 to 12t1 times the diameter of the circle inscribed in the hole (10).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the plate heat transfer elements (9) are provided with flanges (12) in the front parts (11) of the plate heat transfer element (9) at the openings (10).