FR2732901A1 - Crystallisation cell esp. for sugar crystallisation - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet une cellule de cristallisation comportant une cuve, un faisceau d'éléments chauffants disposé dans la partie inférieure de la cuve, à l'écart du fond de cette dernière, un passage étant ménagé soit au centre du faisceau, soit entre celui-ci et au moins une paroi de la cuve pour permettre le retour sous le faisceau de la masse en cours de cristallisation, et au moins un agitateur apte à accélérer la circulation de ladite masse. Une telle cellule peut constituer un appareil à marche discontinue ou être associée à d'autres cellules pour constituer un appareil à marche continue. Ces appareils sont utilisés en particulier pour la production de cristaux de sucre. The present invention relates to a crystallization cell comprising a tank, a bundle of heating elements arranged in the lower part of the tank, away from the bottom of the latter, a passage being formed either in the center of the beam, or between the latter and at least one wall of the tank to allow the mass under crystallization to return to the beam, and at least one agitator capable of accelerating the circulation of said mass. Such a cell may constitute a device with discontinuous operation or be associated with other cells to constitute an apparatus with continuous operation. These devices are used in particular for the production of sugar crystals.
Dans les appareils où l'agitateur est placé dans un puits central du faisceau,
I'écoulement du produit se fait parallèlement à l'axe de l'agitateur dans le puits, et se transforme en un écoulement radial à la sortie du puits, le courant s'étalant sur le fond de la cuve avant de remonter dans le faisceau ; il en résulte une mauvaise alimentation de la partie du faisceau bordant le puits central, en particulier parce que l'écoulement radial à grande vitesse du produit en cours de cristallisation crée à la sortie du puits une dépression qui s'oppose à la circulation naturelle ascendante du produit dans cette partie du faisceau. Les appareils à faisceau central ou flottant présentent le même inconvénient lorsqu'ils sont équipés d'un agitateur.In devices where the agitator is placed in a central well of the beam,
The flow of the product takes place parallel to the axis of the agitator in the well, and is transformed into a radial flow at the exit of the well, the current spreading on the bottom of the tank before going up in the beam ; this results in poor supply of the part of the beam bordering the central well, in particular because the high-speed radial flow of the product being crystallized creates at the exit of the well a depression which opposes the upward natural circulation of the product in this part of the beam. Central or floating beam devices have the same disadvantage when equipped with an agitator.
Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé de prolonger le tube qui délimite le puits central sous la face inférieure du faisceau, mais l'amélioration apportée par cette solution est très limitée car le prolongement du tube central écarte le courant de produit de la face inférieure du faisceau ce qui va à l'encontre du but recherché. To overcome this drawback, it has been proposed to extend the tube which delimits the central well under the underside of the bundle, but the improvement provided by this solution is very limited since the extension of the central tube separates the product flow from the face lower beam which goes against the desired goal.
Une autre solution consiste à prévoir autour du puits central une zone dépourvue d'éléments chauffants et à profiler le bas de cette zone de façon à favoriser l'écoulement du produit en cours de cristallisation vers la partie du faisceau immédiatement adjacente à cette zone. Cette solution à l'inconvénient de réduire la surface chauffante pour une section donnée de la cuve. Another solution consists in providing around the central well an area devoid of heating elements and in profiling the bottom of this area so as to favor the flow of the product during crystallization towards the part of the bundle immediately adjacent to this area. This solution has the drawback of reducing the heating surface for a given section of the tank.
Le but de la présente invention est d'améliorer l'alimentation du faisceau de chauffage pour uniformiser le débit du produit en cours de cristallisation dans le faisceau, sur toute sa section, sans réduire la surface chauffante. The object of the present invention is to improve the supply of the heating bundle in order to standardize the flow rate of the product being crystallized in the bundle, over its entire section, without reducing the heating surface.
La cellule de cristallisation objet de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle comporte une jupe placée sous le faisceau et qui prolonge vers le bas le passage ménagé au centre du faisceau ou entre celui-ci et au moins une paroi de la cuve, et en ce que un ou plusieurs agitateurs à flux axial sont disposés sous le faisceau, avec leur axe approximativement perpendiculaire au plan ou aux plans de la face inférieure du faisceau, dans l'espace délimité par la jupe et éventuellement une ou plusieurs parois de la cellule, de telle sorte que lesdits agitateurs communiquent un mouvement ascendant à toute la masse du produit en cours de cristallisation se trouvant sous le faisceau. L'expression agitateur à flux axial désigne tout agitateur créant un écoulement dont la composante principale est parallèle à son axe.Dans le cas où la cellule comporte un faisceau à puits central, la jupe est évasée et fixée à l'extrémité inférieure de la virole délimitant le puits, et les agitateurs sont placés sous le faisceau dans l'espace annulaire délimité par la jupe et la paroi de la cuve. Dans une cellule à faisceau central, la jupe est fixée sous le bord inférieur du faisceau et les agitateurs sont disposés dans l'espace délimité par la jupe. The crystallization cell which is the subject of the present invention is characterized in that it comprises a skirt placed under the bundle and which extends downward the passage formed in the center of the bundle or between it and at least one wall of the tank, and in that one or more axial flow stirrers are arranged under the bundle, with their axis approximately perpendicular to the plane or the planes of the underside of the bundle, in the space delimited by the skirt and possibly one or more walls of the cell, so that said agitators communicate an upward movement to the whole mass of the product under crystallization which is under the beam. The expression axial flow agitator designates any agitator creating a flow whose main component is parallel to its axis. In the case where the cell has a central well beam, the skirt is flared and fixed to the lower end of the ferrule delimiting the well, and the agitators are placed under the beam in the annular space delimited by the skirt and the wall of the tank. In a central beam cell, the skirt is fixed under the lower edge of the beam and the agitators are arranged in the space delimited by the skirt.
Lorsque le faisceau est adossé à une ou plusieurs parois ou cloisons de la cuve, en particulier dans une cellule d'appareil à marche continue, la jupe est fixée sous le ou les bords inférieurs du faisceau qui ne sont pas attenants aux parois ou cloisons et courbée vers le centre du faisceau.When the bundle is leaned against one or more walls or partitions of the tank, in particular in a unit of apparatus with continuous operation, the skirt is fixed under the lower edge or edges of the bundle which are not adjacent to the walls or partitions and curved towards the center of the beam.
La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, deux formes de réalisation de 1 invention et sur lesquels
La figure 1 est une vue partielle, en coupe verticale, d'un appareil de cristallisation à marche discontinue réalisé conformément à l'invention;
La figure 2 est une vue en coupe horizontale, suivant 2-2 de l'appareil de la figure 1; et
La figure 3 est une vue partielle, en coupe transversale, d'un appareil de cristallisation à marche continue réalisé conformément à l'invention.The following description refers to the accompanying drawings which show, by way of nonlimiting example, two embodiments of the invention and in which
Figure 1 is a partial view, in vertical section, of a discontinuous crystallization apparatus produced according to the invention;
Figure 2 is a horizontal sectional view along 2-2 of the apparatus of Figure 1; and
Figure 3 is a partial view, in cross section, of a continuous running crystallization apparatus produced in accordance with the invention.
L'appareil représenté sur les figures 1 et 2 est un appareil à cuire de sucrerie, à marche discontinue. Il est constitué par une cuve cylindrique à axe vertical 10 dont seule la partie inférieure est représentée sur la figure 1. Cette cuve est fermée et sa partie supérieure est reliée à une source de vide. Le fond 12 de la cuve est constitué par un tronc de cône inversé fixé par sa grande base au bord inférieur de la paroi 13 de la cuve et par un cône dont le bord est fixé sur la petite base du tronc de cône. Un ou plusieurs orifices de vidange, munis de vannes, non représentés, sont prévus sur le fond, dans la zone de raccordement du cône et du tronc de cône. The appliance shown in FIGS. 1 and 2 is a candy cooking appliance, with discontinuous operation. It consists of a cylindrical tank with a vertical axis 10 of which only the lower part is shown in FIG. 1. This tank is closed and its upper part is connected to a vacuum source. The bottom 12 of the tank is constituted by an inverted truncated cone fixed by its large base to the lower edge of the wall 13 of the tank and by a cone whose edge is fixed on the small base of the truncated cone. One or more drain openings, provided with valves, not shown, are provided on the bottom, in the connection area of the cone and the truncated cone.
Un faisceau de chauffage 14 est placé dans la partie inférieure de la cuve ; il peut être constitué par des tubes verticaux où circule le produit en cours de cristallisation et qui sont chauffés extérieurement par de la vapeur, ou par des plaques creuses, par exemple par des plaques annulaires disposées concentriquement, dans lesquelles circule de la vapeur. A heating bundle 14 is placed in the lower part of the tank; it can be constituted by vertical tubes where the product circulates during crystallization and which are heated externally by steam, or by hollow plates, for example by annular plates arranged concentrically, in which vapor circulates.
Le faisceau comporte un puits central 16 délimité par une virole 18 qui se prolonge vers le bas, au-delà de la face inférieure du faisceau, par une jupe évasée 20. The bundle comprises a central well 16 delimited by a ferrule 18 which extends downwards, beyond the underside of the bundle, by a flared skirt 20.
Dans l'espace annulaire délimité dans le faisceau par la paroi de la cuve et la jupe 20 sont disposés des agitateurs à hélices à axe vertical et à flux axial 22. Ces agitateurs dont les arbres 24 traversent le fond de la cuve sont entraînés en rotation par des moteurs, non représentés, situés à l'extérieur de la cuve ; des joints d'étanchéité sont prévus à la traversée du fond de la cuve par les arbres 24. Six agitateurs ont été représentés sur la figure 2 mais ce nombre n'est pas limitatif. In the annular space delimited in the bundle by the wall of the tank and the skirt 20 are arranged agitators with propellers with vertical axis and axial flow 22. These agitators whose shafts 24 pass through the bottom of the tank are driven in rotation by motors, not shown, located outside the tank; seals are provided at the crossing of the bottom of the tank by the shafts 24. Six agitators have been shown in FIG. 2 but this number is not limiting.
En cours de cristallisation, le faisceau 14 est noyé dans le produit qui circule en circuit fermé comme indiqué par les flèches sur la figure 1. Cette circulation est induite par l'ébullition du produit à l'intérieur du faisceau et par les agitateurs à hélice 22. Ceuxci sont régulièrement répartis sous le faisceau de façon à créer pratiquement dans tout l'espace annulaire délimité par la paroi 13 de la cuve et la jupe 20 un mouvement vertical ascendant du produit qui assure une alimentation uniforme du faisceau, sur toute sa section. La jupe 20 empêche l'écoulement radial du produit à la sortie du puits 16, qui perturberait le fonctionnement des agitateurs, et par conséquent, l'alimentation de la partie du faisceau bordant le puits. During crystallization, the beam 14 is embedded in the product which circulates in a closed circuit as indicated by the arrows in FIG. 1. This circulation is induced by the boiling of the product inside the beam and by the propeller agitators 22. These are regularly distributed under the bundle so as to create practically throughout the annular space delimited by the wall 13 of the tank and the skirt 20 a vertical upward movement of the product which ensures a uniform supply of the bundle, over its entire section. . The skirt 20 prevents the radial flow of the product at the outlet of the well 16, which would disturb the operation of the agitators, and consequently, the supply of the part of the bundle bordering the well.
L'appareil de cristallisation à marche continue représenté partiellement sur la figure 3 est constitué par une cuve cylindrique 30 disposée horizontalement. Cette cuve est fermée et sa partie supérieure est reliée à une source de vide. L'intérieur de la cuve est divisée en plusieurs compartiments ou cellules par des cloisons verticales transversales 32 et par une cloison verticale longitudinale 34 disposée dans le plan de symétrie de la cuve. Ces cloisons n'atteignent pas le sommet de la cuve, de sorte que toutes les cellules communiquent avec l'espace supérieur de la cuve raccordé au vide. Les cellules voisines communiquent entre elles par des ouvertures ménagées dans les cloisons de telle sorte que le produit en cours de cristallisation traverse successivement toutes les cellules. The continuous-running crystallization apparatus partially shown in Figure 3 consists of a cylindrical tank 30 arranged horizontally. This tank is closed and its upper part is connected to a vacuum source. The interior of the tank is divided into several compartments or cells by transverse vertical partitions 32 and by a longitudinal vertical partition 34 disposed in the plane of symmetry of the tank. These partitions do not reach the top of the tank, so that all the cells communicate with the upper space of the tank connected to the vacuum. The neighboring cells communicate with each other through openings in the partitions so that the product being crystallized passes successively through all the cells.
Chaque cellule est alimentée avec une solution concentrée du produit à cristalliser. Un magma d'ensemencement est introduit dans la première cellule et les cristaux produits sont extraits, avec la liqueur-mère, de la dernière cellule.Each cell is supplied with a concentrated solution of the product to be crystallized. A seed magma is introduced into the first cell and the crystals produced are extracted, with the mother liquor, from the last cell.
Un faisceau de chauffage 36 formé de tubes ou de plaques est disposé dans la partie inférieure de la cuve, à l'écart du fond et des parois. Ce faisceau admet un plan de symétrie longitudinal qui coïncide avec celui de la cuve. Il est alimenté en vapeur et permet de chauffer le produit dans toutes les cellules. A heating bundle 36 formed of tubes or plates is arranged in the lower part of the tank, away from the bottom and the walls. This beam has a longitudinal plane of symmetry which coincides with that of the tank. It is supplied with steam and allows the product to be heated in all the cells.
Dans chaque cellule un ou plusieurs agitateurs rotatifs à flux axial 38 sont disposés sous le faisceau. Les axes des agitateurs sont perpendiculaires à la face inférieure du faisceau et leurs arbres traversent, de manière étanche, le fond de la cuve. In each cell one or more rotary axial flow agitators 38 are arranged under the beam. The axes of the agitators are perpendicular to the underside of the bundle and their shafts pass tightly through the bottom of the tank.
Une tôle 40 fixée sur le flan du faisceau de chauffage délimite, avec la paroi de la cuve, un passage 42 pour le retour du produit en cours de cristallisation sous le faisceau. A sheet 40 fixed to the blank of the heating bundle defines, with the wall of the tank, a passage 42 for the return of the product being crystallized under the bundle.
Cette tôle se prolonge vers le bas, au-delà du bord inférieur du faisceau, par une jupe 44 recourbée vers le plan médian du faisceau. Cette jupe a pour but de guider le courant de retour vers la zone d'aspiration du ou des agitateurs et d'empêcher le produit de s'écouler parallèlement à la face inférieure du faisceau à sa sortie du passage 42.This sheet extends downward, beyond the lower edge of the bundle, by a skirt 44 curved towards the median plane of the bundle. The purpose of this skirt is to guide the return current towards the suction zone of the agitator (s) and to prevent the product from flowing parallel to the underside of the bundle as it leaves the passage 42.
Lorsque l'appareil est en marche, le faisceau est noyé dans la masse du produit en cours de cristallisation et la chaleur libérée par la condensation de la vapeur dans le faisceau 36 provoque l'ébullition du produit. Cette ébullition et l'action du ou des agitateurs engendre un mouvement ascendant du produit à l'intérieur du faisceau, avec retour sous le faisceau par le passage 42. Ce mouvement transversal du produit se superpose, dans chaque cellule au mouvement général du produit de l'entrée vers la sortie de la cellule. La disposition du ou des agitateurs et la présence de la jupe permettent de créer sous le faisceau, pratiquement sur toute sa section, un écoulement perpendiculaire à sa face inférieure et, par conséquent, de réaliser une alimentation uniforme du faisceau. When the apparatus is in operation, the beam is embedded in the mass of the product being crystallized and the heat released by the condensation of the vapor in the beam 36 causes the product to boil. This boiling and the action of the agitator (s) generates an upward movement of the product inside the beam, with return under the beam through the passage 42. This transverse movement of the product is superimposed, in each cell on the general movement of the product of the entry towards the exit of the cell. The arrangement of the agitator (s) and the presence of the skirt make it possible to create under the beam, practically over its entire section, a flow perpendicular to its underside and, consequently, to produce a uniform supply of the beam.
Il est bien entendu que l'invention s'applique à tous les appareils de cristallisation à marche continue ou discontinue, quelles que soient la forme et la structure du faisceau de chauffage, et que le nombre et la dimension des agitateurs dépendent de la forme et des dimensions du faisceau. En particulier, la face inférieure du faisceau pourra être tronconique ou en forme de tronc de pyramide dans le cas d'un appareil à marche discontinue ou constituée par une surface cylindre ou prismatique dans le cas d'un appareil à marche continue ; dans tous les cas, les axes des agitateurs seront approximativement perpendiculaires aux portions de surface sous lesquelles ils sont placés. It is understood that the invention applies to all crystallization apparatuses with continuous or discontinuous operation, whatever the shape and structure of the heating bundle, and that the number and the size of the agitators depend on the shape and beam dimensions. In particular, the underside of the beam may be frustoconical or in the form of a pyramid trunk in the case of a device with discontinuous operation or constituted by a cylinder or prismatic surface in the case of an apparatus with continuous operation; in all cases, the axes of the agitators will be approximately perpendicular to the surface portions under which they are placed.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9504307A FR2732901B1 (en) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | CRYSTALLIZATION CELL |
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Publications (2)
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| FR2732901A1 true FR2732901A1 (en) | 1996-10-18 |
| FR2732901B1 FR2732901B1 (en) | 1997-06-20 |
Family
ID=9477979
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| FR (1) | FR2732901B1 (en) |
Cited By (2)
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1995
- 1995-04-11 FR FR9504307A patent/FR2732901B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2732901B1 (en) | 1997-06-20 |
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| ST | Notification of lapse |