W wiekszosci galezi przemyslu gotowa¬ nie produktów stanowiacych niezbyt geste masy uskutecznia sie w aparatach próznio¬ wych, ewentualnie w warnikach o dziala¬ niu przerywanym. W ten sposób wygoto¬ wuje sie ekstrakty, np. syrop ziemniaczany, mase karmelowa, mydlo lub mleko, przy czym dazy sie tylko do osiagniecia wieksze¬ go stezenia suchej substancji w produkcie koncowym. Bardziej zlozony sposób stosu¬ je sie przy zageszczaniu roztworu przez odparowywanie w celu otrzymywania pro¬ duktów krystalicznych w cukrownictwie i w innych dzialach przemyslu chemicznego.Do tego celu stosuje sie przewaznie apara¬ ty krystalizacyjne, prózniowe i wyparnicze o dzialaniu okresowym z tego wzgledu, ze przy wykrystalizowywaniu produktu goto¬ wego z soku gestego otrzymuje sie wieksza wydajnosc tylko przy okreslonej wielkosci i równomiernosci krysztalów, co mozna jed¬ nak osiagnac tylko w razie jednorazowego wprowadzenia zarodków krysztalów i dal¬ szego ich rozrostu w aparatach o dzialaniu okresowym.Istotnie, w cukrownictwie calego swiata stosuje sie tylko tego rodzaju aparaty o dzialaniu okresowym, podczas gdy próby zastosowania aparatów o dzialaniu ciaglym okazaly sie bezskuteczne.Sposób gotowania wzglednie odparowy¬ wania w przypadku zwyklego zageszczania roztworu oraz wygotowywania az% do kry¬ stalizacji polega na tym, ze zageszczonyroztwór ipompuje sie czesciowo do wyparki i po napompowaniu wygotowuje sie go do pewnej gestosci, nastepnie czynnosc te po¬ wtarza sie wielokrotnie, az do otrzymania okreslonej ilosci produktu koncowego o danej gestosci.Przy takim stopniowym zwiekszaniu ilosci gotowanej masy oraz jej gestosci stezanie roztworu jest latwiejsze, przy czym osiaga sie duza szybkosc odparowy¬ wania. Przy odparowywaniu roztworu poddawanego krystalizacji podobne stop¬ niowe zwiekszanie ilosci odparowywanej masy i jej gestosci jest nie tylko pozadane ze wzgledu na wieksza sprawnosc aparatu, fec£ $&wet niezbedne do wlasciwego prze¬ biegu krystalizacji. Z tego powodu szcze¬ gólne znaczenie ma wlasciwe okreslanie czasu, w którym nalezy dokonac pompowa¬ nia, oraz oznaczanie stopnia gestosci ma,sy odparowywanej w kazdym poszczególnym okresie gotowania i ilosci nastepnie wpro¬ wadzanego roztworu.Jednak, pomimo ze wyparowywanie roztworów przez gotowanie ich jest znane od dawna, w wielu galeziach przemyslu nie ma dokladnych sposobów i przyrza¬ dów do kontrolowania lub regulowania przebiegu tego gotowania.Na przyklad w cukrownictwie do kon¬ trolowania przebiegu gotowania cukrzycy proponowano stosowanie przewaznie przy¬ rzadów ebulioskopowych, optycznych i e- lektrometrycznych. Jednak przyrzadami tymi mozna kontrolowac tylko stezenie lu¬ gów pokrystalizacyjnych, lecz nie mozna kontrolowac przebiegu tworzenia sie mie¬ szaniny krystalizujacej wzglednie stosun¬ ku ilosciowego masy wygotowywanej do produktu napompowywanego. Oprócz te¬ go kontrola stopnia stezenia lugu po- krystalizacyjnego za pomoca tych przy¬ rzadów jest bardzo trudna, gdyz zmienny sklad chemiczny roztworu i wahania tem¬ peratury wywieraja silny wplyw na wska¬ zania tych przyrzadów. Z tego powodu dotychczas regulowanie przebiegu wypij rowywania rozmaitych roztworów wzglgj dnie cukrzycy jest dokonywane przez d swiadczonych fachowców przez oznacza! nie „na oko".Obecnie stwierdzono, ze podczas wyl| parowywania mozna kontrolowac stopieni stezenia roztworu wzglednie zawiesiny A dostateczna dokladnoscia, niezaleznie o4i skladu chemicznego odparowywanej masyi i temperatury, przebiegu odparowywania,; przez mierzenie wzglednej ilosci wody od¬ parowanej z danego syropu. Przy tym o- kazalo sie, ze okreslajac stopien stezenia gotowanej masy z dokladnoscia do 1 — 2()/o- owej zawartosci w niej suchego materia¬ lu, tj. do 1—2° Brixa, mozna nie tylko re¬ gulowac przebieg wyparowywania roztwo¬ ru, lecz takze wplywac na wlasciwy prze¬ bieg krystalizacji wydzielajacego sie przy tym materialu.W cukrownictwie np. przy gotowaniu cukrzycy przebieg krystalizacji moze byc dokladnie okreslony, jezeli oznaczony jest ciezar wlasciwy wygotowywanej masy z dokladnoscia do 2° Brixa, bez uwzglednie¬ nia przy tym wahan temperatury i zmniej¬ szonego cisnienia, wywierajacych wplyw na stopien przesycenia roztworu, o ile wielkosc wahan cisnienia nie przekracza 10 cm slupa rteci i odpowiednie wahania temperatur wrzenia roztworu stezonego równiez pozostaja w granicach 10°C (od 75° do 85°C).Przy stalym stezeniu, np. 80° Brixa, wahania temperatury do 10° wywoluja zmiane wskaznika przesycenia nie wiek¬ sza niz 0,17. Jezeli dopuszczalne wahania podczas krystalizacji leza pomiedzy 1,0 a 1,4, to blad wynoszacy 0,17 nie ma znacze¬ nia. Poza tym wahania temperatury w granicach 10° odnosza sie do calego prze* biegu gotowania od soku gestego az do ctH krzycy.W rzeczywistosci zas podczas gotowa* nia w okresach czasu jednakowej dlugosci — 2 —temperatura waha sie w granicach znacz¬ nie mniejszych, a mianowicie nie wiek¬ szych niz 2 — 3°C.Jezeli temperatura wrzenia ciagle do¬ prowadzanego soku gestego wynosi 65 — 70°C, to temperatura wytwarzania sie krysztalów zawsze utrzymuje sie w gra¬ nicach 77 — 80°C.Mierzenie wzglednych ilosci odparowy¬ wanej wody daje dostatecznie scisly spo¬ sób kontroli procesu gotowania cukrzycy przy fabrykacji cukru itd.Sposób niniejszy polega wiec na tym, ze w celu kontroli ilosci roztworu groma¬ dzacego sie w warniku oraz ilosci odparo¬ wanej wody (rozpuszczalnika) okresla sie w sposób ciagly cisnienie hydrostatyczne slupa cieczy wrzacej w warniku za pomo¬ ca urzadzenia manometrycznego.Fig. 1 rysunku przedstawia schematy¬ cznie ogólne rozmieszczenie na warnikach przyrzadów kontrolujacych wedlug wyna¬ lazku niniejszego, fig. 2 — 4 przedstawia¬ ja same przyrzady kontrolujace, a fig. 5 przedstawia urzadzenie do scentralizowa¬ nej kontroli kilku warników za pomoca ta¬ kich przyrzadów.Jak uwidoczniono na fig. 1, hydrosta¬ tyczne cisnienie slupa masy wrzacej okre¬ sla sie w aparacie prózniowym za pomoca manometru 1 polaczonego z nim rurkami 37, 40. Rurka 37 jest zanurzona pod po¬ ziom gotujacej sie masy i wchodzi do roz¬ szerzonego dzwonu powietrznego 38, który jest otwarty do wewnatrz warnika. Jeden koniec rurki 37 jest polaczony ze zbiorni¬ kiem wodnym manometru 1, który moze byc ustawiony w pewnej odleglosci od warnika. Przewód UO laczy przestrzen warnika, znajdujaca sie powyzej po¬ ziomu cieczy, z górnym koncem rur¬ ki mierniczej manometru. Przy napelnia¬ niu warnika ciecza zamyka ona w dzwo¬ nie powietrznym 38 pewna okreslona ilosc powietrza i za posrednictwem tego powie¬ trza hydrostatyczne cisnienie slupa cieczy w warniku przenosi sie do zbiornika ma¬ nometru, w. którym moze byc zmierzone wysokoscia slupa cieczy, znajdujacej sie w manometrze, np. rteci. Zbiornik manome¬ tru jest wykonany jako zbiornik calkowi¬ cie zamkniety.Po napelnieniu warnika sokiem gestym i wytworzeniu pewnego cisnienia w dzwo¬ nie 38 poziom cieczy chociaz pomalu, ale stale jednak podnosi sie, a zatem otrzymu¬ je sie przenoszenie cisnienia na mierzony slup cieczy w manometrze przy zmianie poczatkowego poziomu soku gestego w warniku. Bardzo dokladny sposób przeno¬ szenia cisnienia na manometr przy stalym poziomie zerowym masy mierzonej polega na tym, ze do dzwonu 38 wprowadza sie stale przez dolny zbiorniczek manometry- czny rurka 37 slaby strumien powietrza, które wypelnia dzwon i wychodzi spod dolnego jego brzegu. W ten sposób cisnie¬ nie powietrza^ w dzwonie 38, a zatem rów-. niez w zbiorniczku manometru, zawsze jest równe cisnieniu slupa wrzacej cieczy wzglednie preznosci jej pary, wychodzacej spod dolnego brzegu dzwonu powietrzne¬ go.Jezeli warniki pracuja pod cisnieniem atmosferycznym wzglednie cisnieniem wiekszym, to powietrze doprowadza, sie do rurki 37 pod cisnieniem zwiekszo¬ nym o okolo 0,5 atm. Ale w warnikach pracujacych pod cisnieniem zmniejszonym (w prózni) nie potrzebne jest w tym celu wprowadzanie powietrza pod zwiekszonym cisnieniem, gdyz wysokosc slupa hydrosta¬ tycznego masy zalezy od stopnia rozrze¬ dzenia powietrza w aparacie.Zwykle w wiekszych aparatach próz¬ niowych o grubosci warstwy cieczy zage¬ szczanej = okolo 4 m wygotowuje sie te ciecz do ciezaru wlasciwego 1,45. Odpo¬ wiada to wysokosci slupa rteci H = *,u •L*0 = 0,426 m = 42,6 cm 13,6 — 3 r-Zatem cisnienie, równe cisnieniu 45 cm slupa rteci, jest zupelnie wystarczajace, przy czym powietrze przeplywa przez zbiorniczek manometru i moze byc wessa- ne przez rurke 37 do aparatu prózniowego.Aby przy opróznianiu aparatu prózniowe¬ go gotowany sok gesty nie mógl przenik¬ nac do rurki 37, zastosowany jest zawór zwrotny 35, który uniemozliwia przejscie scisnietego powietrza z powrotem przez zbiorniczek manometru do dzwonu po¬ wietrznego. To samo mozna osiagnac rów¬ niez bez uzycia zaworu zwrotnego 35 od¬ laczajac manometr przez zamkniecie kur¬ ka na rurce 37.Na fig. 1 przedstawiony jest manometr cieczowy 38 z pochyla rurka miernicza przystosowany do warnika o malej pojem¬ nosci.Przy kontrolowaniu przebiegu gotowa¬ nia sposobem wedlug wynalazku niniej¬ szego mozna zastosowac do okreslania hy¬ drostatycznego cisnienia slupa cieczy go¬ towanej znane przyrzady manometryczne róznego rodzaju, np, dzwonowy miernik ciagu, rteciowa wage pierscieniowa lub manometr metalowy.Wedlug wynalazku niniejszego przy kontroli zmiany ciezaru wlasciwego masy wrzacej jest jednak rzecza pozadana, aby nawet przy przepuszczaniu batrdzo malej ilosci powietrza byla pewnosc, ze powie¬ trze istotnie plynie rurka 37, a zatem u- chodzi spod dolnego brzegu dzwonu, co wy¬ maga specjalnej budowy barometru ze zbiorniczkiem kontrolnym do obserwacji strumienia powietrza przeplywaj acego przez przyrzad.Na fig. 2 — 4 przedstawiony jest od¬ powiedni ksztalt takiego barometru cieczo¬ wego do przeprowadzania kontroli prze¬ biegu gotowania w aparatach o wiekszej objetosci.Do deski 1 przymocowana jest rurka szklana 2, wtopiona w zbiorniczek 3. Rur¬ ka 2 wchodzi do zbiornika 3 pod pozio¬ mem rteci i nie dochodzi do przegrody 5.W czesci górnej umieszczona jest tuleja 12 sluzaca, do laczenia przestrzeni prózniowej aparatu prózniowego z urzadzeniem 1U do lapania skroplin. Zbiorniczek 3 jest po¬ dzielony przegroda 5 na dwie przestrze¬ nie. Przestrzen górna tworzy zbiorniczek manometryczny, zaopatrzony w doplywo¬ wy króciec powietrzny 6, dolna zas — zbiorniczek kontrolny z króccem 7 do wprowadzania powietrza plynacego przez ciecz, znajdujaca sie w tym zbiorniczku i tworzaca zamkniecie cieczowe dzwonu po¬ wietrznego, znajdujacego sie pod pozio¬ mem cieczy w aparacie prózniowym. Obie przestrzenie zbiornika 3 sa polaczone ze soba rurka U wtopiona w przegrode 5.Za króccem 7 umieszczony jest zawór zwrotny 8, zaopatrzony badz w krazki gu¬ mowe, których brzegi sa na stale zacisnie¬ te w cylindrze metalowym, badz tez w kul¬ ke metalowa. Nastepnie powietrze rurka 9 przechodzi do cylindra 10, sluzacego do lapania skroplin, a potem — rurka 11 do wyzej polozonego dzwonu powietrznego.Tylko jeden raz, przed rozpoczeciem kontroli gotowania, za pomoca zaworu igli¬ cowego umieszczonego w tulei 12 dokony¬ wa sie wyregulowania wielkosci strumienia powietrza. Zbiorniczek przyrzadu jest za¬ bezpieczony przed uszkodzeniem za, pomo¬ ca oslony 20, zaopatrzonej w szczeline wziernikowa, umozliwiajaca obserwowanie przeplywu powietrza przez zbiorniczek kontrolny. Na tej oslonie zaznacza sie po¬ ziom nalanej rteci i cieczy tworzacej za¬ mkniecie cieczowe, to jest cieczy, przez która przechodza pecherzyki powietrza.Przez lejek rurki 2, zamykanej kor¬ kiem gumowym 2U, wlewa sie rtec, a przez zawór regulujacy — ciecz kontrolowana.Obydwa konce rurki 2 sa przymocowane do deski mierniczej, na której z prawej strony napisano „poczatek pompowania", a z lewej strony — „koniec pompowania,".Czynnosci poczatkowe sa oznaczone cy- _ 4 _frami rzymskimi, a czynnosci koncowe — cyframi arabskimi.Na tej samej desce mierniczej zazna¬ czona jest chwila wlaczenia sekcji po¬ wierzchni ogrzewalnej, np. para I, para II itd., tak samo jak chwila wprowadzania do aparatu frakcji gotowania oznaczonych ja¬ ko : „bialy sok gesty", „zielony sok gesty", „koniec gotowania" itd.Kontrolowanie przebiegu gotowania za pomoca takiego przyrzadu manometryczne- go 7, zaopatrzonego w odpowiednio wyska- lowana podzialke, jest bardzo latwe.Przy kazdym otwieraniu zaworu nale¬ zy zwracac uwage tylko na lewa strone deski mierniczej, a nastepnie obserwuje sie, az do nastepnego napompowania, zmiane wysokosci slupa rteci tylko na pra¬ wej stronie deski mierniczej. Podczas na¬ pelniania warnika syropem obserwuje sie tylko lewa strone deski mierniczej i za¬ myka sie zawór napelniajacy w chwili, gdy rtec dojdzie do kreski oznaczonej jako: „wprowadzanie soku gestego". Nastepnie obserwuje sie tylko lewa strone deski mier¬ niczej i, gdy po wyparowaniu roztworu rtec w manometrze opadnie do kreski 1 oznaczajacej „wprowadzanie krysztalu", wprowadza sie do warnika krysztalek cu¬ kru i rozpoczyna sie pierwsze dopompowy- wanie, które .powtarza sie, az do osiagnie¬ cia wskazania / na pranej stronie deski mierniczej. W chwili gdy slup rteci na pra¬ wej stronie deski mierniczej opadnie az do wskazania II, rozpoczyna, sie drugie do- pompowywanie, które trwa tak dlugo, az rtec na lewej stronie deski mierniczej osia¬ gnie wskazanie 2. Wyparowywanie prowa¬ dzi sie tak dlugo, az slup rteci na lewej stronie deski mierniczej dosiegnie kreski oznaczonej jako koniec gotowania.Podobny przyrzad z podwójnie wyska¬ lowana deska miernicza umozliwia zawsze sprawdzenie, które dopompowanie zostalo juz uskutecznione, a które ma nastapic.Na przyklad na lewej stronie deski mierniczej slup rteci znajduje sie miedzy 8 a 7 dopompowywaniem, ale powyzej cy¬ fry IX, co wskazuje na to, ze 8-me dopom-. powanie bylo juz rozpoczete, a poczatek dziewiatego zbliza sie.Jesli nie zaobserwowano poczatku dziewiatego dopompowywajiia i slup rteci znajduje sie miedzy 8 a, 7, lecz pod IX, to sluzy to za wskazówke, ze ósme dopompo- wywanie bylo juz rozpoczete i wkrótce na¬ stapi dziewiate.Przyrzad niniejszy odtwarza wiec do¬ kladnie okresy przebiegu procesu w war¬ niku i pozwala na. spokojne i w odpowied¬ nim czasie dokonywane przygotowywanie sie do nastepnego okresu.Skalowanie podzialki przyrzadu wy¬ konuje sie w ten sposób, ze przymocowu¬ je sie poczatkowo do deski mierniczej zwy¬ kly papier milimetrowy i oznacza sie na nim polozenie slupa rteci w pewnych mo¬ mentach przebiegu próbnego gotowania.Otrzymane w ten sposób oznaczenia na¬ nosi sie na wlasciwa deske miernicza z od¬ powiedniego materialu, np. szkla mleczne¬ go lub kartonu papierowego, który w kon¬ cu powleka sie przezroczystym lakierem i przymocowuje do plytki metalowej.W ten sposób oznacza sie na skali przy¬ rzadu manometrycznego poczatek i koniec kazdego pompowania, jak równiez i inne czynnosci przebiegu gotowania: wpuszcza¬ nie pary, rozpoczecie krystalizacji, dopro¬ wadzanie rozmaitych roztworów itd.Wszystkie te czynnosci sa oznaczane podczas przebiegu próbnego gotowania i nastepnie za kazdym razem musza byc po¬ wtarzane wedlug wskazan przyrzadu. Za¬ sadniczym warunkiem osiagniecia stalych wyników przebiegu gotowania przy podob¬ nym mechanicznym powtarzaniu poszcze¬ gólnych czynnosci jest stalosc stezenia kaz¬ dego pompowanego roztworu.Przeprowadzone doswiadczenia wygo¬ towywania cukrzycy rafinowanej wykaza¬ ly, ze wahania stezenia syropu wyjsciowe- — 5 —go w granicach od 5 do 7° Brixa nie wy¬ wieraja zadnego wplywu na, wynik kon¬ cowy przebiegu gotowania.Za kazdym razem cukrzyca, wygotowa¬ na z takiego syropu sposobem wedlug wy¬ nalazku, wykazuje stale stezenie 92,71° Brixa.Na tej podstawie przyrzady manome- tryczne wedlug wynalazku niniejszego, slu¬ zace do kontrolowania przebiegu wygoto¬ wywania wszystkich produktów, otrzymy¬ wanych przy fabrykacji cukru rafinowane¬ go, i produktów drugiego rzutu przy fabry¬ kacji krysztalu, moga posiadac stala ska¬ le, przy czym otrzymuje sie wyniki po¬ myslne, gdy stezenie produktów wyjscio¬ wych waha sie w granicach 5° Brixa. Do gotowajiia pierwszego produktu przy fa¬ brykacji krysztalu nalezy stezenie soku dobrac /poczatkowo przez wygotowanie wstepne w ten sposób, aby wahania tego stezenia pozostawaly w granicach 5° Brixa? lub zmienic podzialke na desce pomiarowej manometru odpowiednio do zwiazanego z ta zmiana stezenia soku gestego.Przy gotowaniu np. soku gestego o 60 — 65° Brixa prace przeprowadza sie we¬ dlug jednej skali, stosujac zas sok o ste¬ zeniu 50 — 55° Brixa uzywa sie innej ska¬ li odpowiadajacej temu stezeniu.Bardzo wygodne jest gotowanie tak zwanego soku standaryzowanego, który wytwarza sie przy zastosowaniu najnow¬ szych sposobów fabrykacji cukru.Niniejszy sposób prowadzenia przebie¬ gu gotowania przy starej kontroli za pomo¬ ca przyrzadu manometrycznego rzeczywi¬ stych ilosci odparowywanej wody nadaje sie do wszystkich przypadków gotowania kazdego roztworu lub zawiesiny w apara¬ cie prózniowym i wyparkach w przemysle spozywczym i chemicznym, w których zwy¬ kle przerabia sie produkty, wykazujace wieksze wahania zawartosci wody wzgle¬ dnie innych rozpuszczalników.Przebieg gotowania przeprowadza sie przy tym podobnie do opisanego takiego! przebiegu przy fabrykacji cukru.Fig. 5 rysunku przedstawia urzadzenie do prowadzenia przebiegu gotowania w kilku warnikach zaopatrzonych w przy¬ rzady manometryczne wedlug wynalazku ze scentralizowana kontrola ich.Warniki prózniowe A, B i C sa polaczo¬ ne przewodami 22 i 23 z opisanymi wyzej manometrami 30 , 30B, 30c, które sa u- mieszczone na wspólnej desce rozrzadczej 31. Kazdy warnik jest zaopatrzony w za¬ wór samoczynny 2U, który w razie obrotu zasuwy 25 na desce rozrzadczej przekazu¬ je hydrauliczne wzglednie parowe cisnie¬ nie z rury 28 do rurek zasilajacych 26,27.Woda, pochodzaca ze skroplenia, pary od¬ lotowej, jest odprowadzana przez zawór 2k i zasuwe 25 i wchodzi do przewodu po¬ wrotnego 29. PL