FR2727872A1

FR2727872A1 - Continuous operation crystallisation appts., for e.g. sugar soln.

Info

Publication number: FR2727872A1
Application number: FR9414904A
Authority: FR
Inventors: Christian Alsters
Original assignee: FCB
Current assignee: FCB
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1996-06-14
Also published as: FR2727872B1

Abstract

The appts. comprises an horizontal chamber (14) divided by vertical partitions into a series of linked compartments. The lower part of the chamber contains a heater which is separated from the base and partitions to form return passages (26) for the material undergoing crystallisation. At least one of the compartments contains a rotary agitator (30), situated outside the heater and in the material's return circuit to accelerate its movement. The agitator is located at the outlet end of the circulation passage, on a level with or below the base of the heater, and its axis is situated at an angle to the horizontal of between +90 and -90 degrees. It is fitted with the aid of a tube (34) which lies coaxially with its shaft and is fixed to the chamber wall.

Description

La présente invention concerne les appareils de cristallisation à marche continue constitués par une cuve horizontale, fermée et divisée par des cloisons verticales en plusieurs compartiments qui communiquent entre eux par des ouvertures ménagées dans les cloisons et qui sont traversés l'un après l'autre par la masse en cours de cristallisation. The present invention relates to continuous-running crystallization apparatuses constituted by a horizontal tank, closed and divided by vertical partitions into several compartments which communicate with each other by openings made in the partitions and which are crossed one after the other by the mass being crystallized.

Un faisceau de chauffage, constitué par exemple par des tubes horizontaux, parallèles et disposés longitudinalement, est placé dans la partie inférieure de la cuve et espacé du fond et des parois de cette dernière de façon à ménager, de chaque côté du faisceau, des passages de retour pour la masse en cours de cristallisation; lorsqu'on fait circuler un fluide chauffant, par exemple de la vapeur, dans les tubes du faisceau, la chaleur cédée à la masse en cours de cristallisation provoque dans chaque compartiment l'évaporation d'une partie du solvant, généralement de l'eau, et, par voie de conséquence, la circulation de ladite masse dans des plans transversaux suivant un mouvement ascendant à l'intérieur du faisceau et un mouvement descendant dans les passages de retour.A heating bundle, constituted for example by horizontal, parallel and longitudinally arranged tubes, is placed in the lower part of the tank and spaced from the bottom and the walls of the latter so as to provide, on each side of the bundle, passages back for the mass being crystallized; when circulating a heating fluid, for example steam, in the bundle tubes, the heat transferred to the mass being crystallized causes in each compartment the evaporation of a part of the solvent, generally water , and, consequently, the circulation of said mass in transverse planes in an upward movement inside the beam and a downward movement in the return passages.

Pour augmenter les échanges thermiques, éviter la formation de zones mortes et améliorer la régularité des cristaux produits, on a cherché à intensifier la circulation transversale de la masse en cours de cristallisation dans les différents compartiments, en particulier en injectant de la vapeur ou une solution du produit à cristalliser sous le faisceau. Dans des appareils de cristallisation à marche discontinue et dans des appareils à marche continue comportant un faisceau de chauffage annulaire à puits central, on a utilisé dans le même but des agitateurs rotatifs, placés dans le puits central du faisceau, pour intensifier la circulation de la masse en cours de cristallisation. Cette solution n'a cependant jamais été proposée pour des appareils de cristallisation à marche continue du type concerné par l'invention. To increase the heat exchange, avoid the formation of dead zones and improve the regularity of the crystals produced, attempts have been made to intensify the transverse circulation of the mass during crystallization in the various compartments, in particular by injecting steam or a solution. of the product to be crystallized under the beam. In discontinuous crystallization apparatuses and in continuous functioning apparatuses comprising an annular heating bundle with a central well, rotary agitators, placed in the central well of the bundle, have been used for the purpose of intensifying the circulation of the mass during crystallization. However, this solution has never been proposed for continuous-running crystallization devices of the type concerned by the invention.

Le but de la présente invention est d'intensifier les échanges thermiques et d'améliorer la qualité des cristaux produits dans un appareil du type décrit cidessus. The object of the present invention is to intensify the heat exchanges and to improve the quality of the crystals produced in an apparatus of the type described above.

L'appareil de cristallisation objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'un agitateur rotatif est disposé à l'extérieur du faisceau de chauffage, sur le circuit de retour de la masse en cours de cristallisation d'au moins un compartiment ; cet agitateur est placé de préférence à la sortie du passage, au niveau de la partie inférieure du faisceau ou sous le faisceau, et son axe est incliné, l'angle d'inclinaison étant compris entre + 900 et - 900. Suivant une forme de réalisation préférée, l'agitateur est monté sur l'appareil par l'intermédiaire d'un tube coaxial à l'arbre de l'agitateur et fixé sur la paroi de l'appareil, ce tube étant muni près de son extrémité extérieure d'une entrée pour une solution du produit à cristalliser ou de la vapeur.Cette disposition permet d'éviter l'encrassement de l'arbre et de l'agitateur et la formation d'une zone morte dans le tube de fixation. En outre, si l'alimentation du compartiment en solution du produit à cristalliser se fait par cette entrée, l'arrivée de la solution dans la zone d'aspiration de l'agitateur permet d'améliorer le mélange de la solution et de la masse en cours de cristallisation. The crystallization device which is the subject of the present invention is characterized in that a rotary agitator is arranged outside the heating beam, on the return circuit of the mass during crystallization of at least one compartment; this agitator is preferably placed at the outlet of the passage, at the level of the lower part of the beam or under the beam, and its axis is inclined, the angle of inclination being between + 900 and - 900. According to a form of preferred embodiment, the agitator is mounted on the apparatus by means of a tube coaxial with the shaft of the agitator and fixed to the wall of the apparatus, this tube being provided near its outer end with an inlet for a solution of the product to be crystallized or steam.This arrangement prevents fouling of the shaft and the agitator and the formation of a dead zone in the fixing tube. In addition, if the solution compartment is supplied with the product to be crystallized via this inlet, the arrival of the solution in the suction zone of the agitator makes it possible to improve the mixing of the solution and the mass. during crystallization.

La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins
La figure 1 est une représentation schématique, en coupe horizontale, d'un appareil de cristallisation à marche continue conforme à l'invention
La figure 2 est une Ih vue en coupe, par un plan vertical, de la partie inférieure de l'appareil de la figure 1, représentée à plus grande échelle ; et
La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant d'autres dispositions possibles pour l'agitateur.The following description refers to the accompanying drawings which show, by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention. On these drawings
Figure 1 is a schematic representation, in horizontal section, of a continuous operation crystallization apparatus according to the invention
Figure 2 is a 1h sectional view, through a vertical plane, of the lower part of the apparatus of Figure 1, shown on a larger scale; and
Figure 3 is a view similar to Figure 2 showing other possible arrangements for the agitator.

L'appareil de cristallisation à marche continue représenté sur le dessin est constitué par une cuve cylindrique 14, à section circulaire ou autre, disposée horizontalement. Cette cuve est fermée et reliée à une source de vide. L'intérieur de la cuve est divisé par des cloisons verticales transversales 16 et par une cloison verticale longitudinale 18 en plusieurs compartiments 1 à 13. Ces cloisons n'atteignent pas le sommet de la cuve, de sorte que tous les compartiments communiquent avec l'espace supérieur de la cuve mis sous vide. Par ailleurs, les compartiments voisins communiquent entre eux par des ouvertures ménagées dans les cloisons de façon à imposer à la masse en cours de cristallisation un trajet sinueux. The continuous-running crystallization apparatus shown in the drawing consists of a cylindrical tank 14, of circular or other section, arranged horizontally. This tank is closed and connected to a vacuum source. The interior of the tank is divided by transverse vertical partitions 16 and by a longitudinal vertical partition 18 into several compartments 1 to 13. These partitions do not reach the top of the tank, so that all the compartments communicate with the upper space of the tank evacuated. Furthermore, the neighboring compartments communicate with each other through openings in the partitions so as to impose a sinuous path on the mass during crystallization.

Un faisceau de chauffage 20, formé par exemple de tubes horizontaux parallèles, est disposé dans la partie inférieure de la cuve, à l'écart du fond et des parois. Ce faisceau est alimenté en vapeur et permet de chauffer tous les compartiments. Chaque compartiment est alimenté en sirop par des moyens non représentés. Un magma d'ensemencement est introduit en 22 dans le premier compartiment, et les cristaux produits sont extraits, avec la liqueur mère, du dernier compartiment au moyen d'une pompe 24. A heating bundle 20, formed for example of parallel horizontal tubes, is arranged in the lower part of the tank, away from the bottom and the walls. This bundle is supplied with steam and makes it possible to heat all the compartments. Each compartment is supplied with syrup by means not shown. A sowing magma is introduced at 22 into the first compartment, and the crystals produced are extracted, with the mother liquor, from the last compartment by means of a pump 24.

Lorsque l'appareil est en marche, le faisceau est noyé dans la masse en cours de cristallisation et la chaleur produite par la condensation de la vapeur circulant dans les tubes est transmise à cette masse et provoque l'évaporation d'une partie du solvant, généralement de l'eau. Cette ébullition provoque un mouvement ascendant de la masse en cours de cristallisation, à l'intérieur du faisceau, avec retour sous le faisceau par les passages 26 ménagés dans chaque compartiment entre la paroi de la cuve 14 et une tôle 28 fixée sur le flan du faisceau. Ce mouvement transversal de la masse en cours de cristallisation se superpose, dans chaque compartiment, au mouvement général de la masse, de l'entrée vers la sortie du compartiment. When the apparatus is in operation, the beam is drowned in the mass in the course of crystallization and the heat produced by the condensation of the vapor circulating in the tubes is transmitted to this mass and causes the evaporation of part of the solvent, usually water. This boiling causes an upward movement of the mass during crystallization, inside the beam, with return under the beam through the passages 26 formed in each compartment between the wall of the tank 14 and a sheet 28 fixed on the blank of the beam. This transverse movement of the mass during crystallization is superimposed, in each compartment, on the general movement of the mass, from the entry to the exit of the compartment.

Conformément à l'invention, un agitateur rotatif est placé au bas du passage de retour 26 de certains compartiments. Il est constitué par des pales 30 fixées à l'extrémité inférieure d'un arbre 32 et conçues pour communiquer à la masse en cours de cristallisation un mouvement descendant. L'agitateur est disposé de telle sorte que son axe se trouve dans le plan médian, parallèle aux cloisons 16, du compartiment ; cet axe est incliné, l'angle d'inclinaison sur l'horizontale Ct étant égal à 350 dans l'appareil représenté sur la figure 2. According to the invention, a rotary agitator is placed at the bottom of the return passage 26 of certain compartments. It consists of blades 30 fixed to the lower end of a shaft 32 and designed to communicate to the mass during crystallization a downward movement. The agitator is arranged so that its axis is in the median plane, parallel to the partitions 16, of the compartment; this axis is inclined, the angle of inclination on the horizontal Ct being equal to 350 in the apparatus shown in FIG. 2.

La figure 3 montre d'autres dispositions possibles pour l'agitateur ; il peut être disposé, avec son axe vertical, à la sortie du passage 26, ou sous le faisceau 20 ou dans toute position intermédiaire (a compris entre - 90 et + 90 ). Figure 3 shows other possible arrangements for the agitator; it can be arranged, with its vertical axis, at the outlet of passage 26, or under bundle 20 or in any intermediate position (between - 90 and + 90).

L'agitateur est monté latéralement sur la paroi de la cuve par l'intermédiaire d'un tube 34 coaxial à l'arbre 32 et dont l'extrémité extérieure est fermée par un couvercle 36 ; un joint (presse étoupe), assure l'étanchéité à la traversée du couvercle par l'arbre. Un moteur, non représenté, placé à l'extérieur de la cuve, permet d'entraîner l'agitateur en rotation. Une tôle perforée 38 fixée dans le tube 34, à une certaine distance du couvercle 36, forme avec celuici une chambre 40 munie d'une entrée qui est reliée à une source de vapeur ou de solution du produit à cristalliser.Cette disposition permet d'éviter l'encrassement de l'arbre et des pales de l'agitateur et, en cas d'alimentation en solution du produit à cristalliser, d'améliorer le mélange de la solution avec la masse en cours de cristallisation, grâce à l'admission de la solution dans la zone d'aspiration de l'agitateur. Elle permet aussi d'éviter la formation d'une zone morte dans le tube de fixation 34. La tôle 38 permet de répartir la vapeur ou la solution sur toute la section du tube 34. The agitator is mounted laterally on the wall of the tank via a tube 34 coaxial with the shaft 32 and the outer end of which is closed by a cover 36; a seal (cable gland), seals the shaft through the cover. A motor, not shown, placed outside the tank, makes it possible to drive the agitator in rotation. A perforated sheet 38 fixed in the tube 34, at a certain distance from the cover 36, forms with it a chamber 40 provided with an inlet which is connected to a source of vapor or solution of the product to be crystallized. avoid fouling of the shaker shaft and the agitator blades and, when the product to be crystallized is supplied with a solution, improve the mixing of the solution with the mass being crystallized, thanks to the intake of the solution in the suction area of the agitator. It also makes it possible to avoid the formation of a dead zone in the fixing tube 34. The sheet 38 makes it possible to distribute the vapor or the solution over the entire section of the tube 34.

L'agitateur permet d'intensifier la circulation transversale de la masse en cours de cristallisation et, par conséquent, d'augmenter le coefficient d'échange thermique ce qui permet de réduire l'écart des températures entre la vapeur de chauffage et la masse en cours de cristallisation, d'améliorer la qualité granulométrique des cristaux produits (cristaux plus réguliers), d'augmenter le rendement et de diminuer l'encrassement lorsque le produit cristallisé à tendance à adhérer aux parois et aux cloisons de la cuve, comme c'est le cas, en particulier, pour le sucre. The agitator makes it possible to intensify the transverse circulation of the mass during crystallization and, consequently, to increase the heat exchange coefficient which makes it possible to reduce the difference in temperatures between the heating vapor and the mass in during crystallization, to improve the particle size quality of the crystals produced (more regular crystals), to increase the yield and to reduce fouling when the crystallized product tends to adhere to the walls and partitions of the tank, as it is the case, in particular, for sugar.

Dans l'appareil représenté seuls les compartiments 9, 10, 11, 12 et 13 sont équipés d'agitateurs, parce que dans les compartiments précédents la masse en cours de cristallisation est plus fluide et la circulation naturelle provoquée par l'évaporation est suffisante. Mais il est bien évident que ce mode d'équipement n'est pas limitatif et que tous les compartiments ou seulement les derniers, côté sortie, pourraient être équipés d'agitateurs. Par ailleurs, l'invention s'applique à tous les appareils du type décrits, quelle que soit le nombre et la disposition des cloisons ; en particulier, elle s'applique aussi aux appareils ne comportant pas de cloison longitudinale et dans lesquels les compartiments occupent toute la largeur de la cuve ; dans ce cas, les compartiments ou certains d'entre eux seront équipés de deux agitateurs, disposés de chaque côté de la cuve. In the device shown only compartments 9, 10, 11, 12 and 13 are equipped with agitators, because in the preceding compartments the mass being crystallized is more fluid and the natural circulation caused by evaporation is sufficient. But it is obvious that this type of equipment is not limiting and that all the compartments or only the last, on the outlet side, could be equipped with agitators. Furthermore, the invention applies to all devices of the type described, regardless of the number and arrangement of the partitions; in particular, it also applies to devices that do not have a longitudinal partition and in which the compartments occupy the entire width of the tank; in this case, the compartments or some of them will be equipped with two agitators, arranged on each side of the tank.

Claims

1. Continuous crystallization apparatus consisting of a horizontal tank (14) divided by vertical partitions (16, 18) into several compartments (1 to 13) which communicate with each other and comprising a heating beam (20) placed in the lower part of the tank and spaced from the bottom and the walls of the latter so as to provide in each compartment at least one return passage (26) for the mass being crystallized, characterized in that, in at least one of the compartments , a rotary agitator (30) is arranged outside the heating beam (20), on the return circuit of the mass during crystallization, so as to accelerate the movement of the mass during crystallization.

2. Crystallization apparatus according to claim 1, characterized in that said agitator (30) is placed at the outlet of said passage (26), at the bottom of the heating beam (20).

3. Crystallization apparatus according to claim 1, characterized in that said agitator (30) is placed under the heating beam (20).

4. Crystallization device according to claim 1,2 or 3, characterized in that the axis of the agitator (30) is inclined on the horizontal by an angle (a) between - 900 and + 90 ".

5. A crystallization apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the axis of the agitator (30) is located in the median plane, perpendicular to the axis of the tank, of the compartment.

6. Crystallization apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the agitator (30) is mounted on the apparatus by means of a tube (34) coaxial with the shaft (32) of the agitator and fixed to the wall of the tank (14).

7. Crystallization apparatus according to claim 6, characterized in that said tube (34) is provided, near its outer end, with an inlet for a solution of the product to be crystallized and / or steam.

8. A crystallization apparatus according to claim 7, characterized in that said tube (34) is provided with means (38) for distributing the vapor or the solution throughout the section of the tube.

9. Crystallization apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that; l comprises several agitators in the same compartment.