Pierwszenstwo: 27.11.1963 Francja Opublikowano: 15.Y.1969 57436 KI. 12 c, 2 MKP B 01 d 9/oo t CZYTELNIA KD Wlasciciel patentu: Fives Lille — Cail, Paryz (Francja) Urzadzenie do krystalizacji w sposób ciagly przez odparowywanie roztworu Wynalazek dotyczy urzadzenia do krystalizacji w sposób ciagly przez odparowywanie, to znaczy urzadzenia, w którym doprowadzanie i odparowy¬ wanie roztworu podstawowego, tworzenie sie i rozrost krysztalów oraz odprowadzanie uzyskiwa¬ nych produktów odbywa sie samoczynnie i w spo¬ sób ciagly.W szczególnosci wynalazek dotyczy urzadzenia do krystalizacji, skladajacego sie z poziomego walcowego naczynia, podzielonego za pomoca sta¬ lych scian dzialowych, prostopadlych do podluz¬ nej osi naczynia, na szereg komór wzajemnie la¬ czacych sie przez otwory wykonane w tych scia¬ nach dzialowych, oraz z zespolu grzejnego utwo¬ rzonego z elementów grzejnych, umieszczonych w poszczególnych komorach.W tego rodzaju urzadzeniach bedaca w stanie krystalizacji masa powinna równomiernie prze¬ plywac niezaklócanym strumieniem miedzy ele¬ mentami grzejnymi, azeby krysztaly mogly two¬ rzyc sie we wszystkich punktach roztworu i azeby mogly one regularnie rozrastac sie. A zatem w tego rodzaju urzadzeniach nie mozna stosowac mieszadel do wywolywania cyrkulacji masy pomie¬ dzy elementami grzejnymi.W znanych krystalizatorach stosuje sie zespoly grzejne skladajace sie z elementów rurowych, któ¬ re sa powodem dosyc nieuporzadkowanej cyrku¬ lacji masy krystalizujacej, poniewaz przekrój, przez który ona przeplywa, zmienia sie zarówno w plaszczyznie prostopadlej do podluznej osi na¬ czynia jak i od jednej plaszczyzny do drugiej.Wynikiem tego sa duze opory przeplywu i nie¬ równomierna cyrkulacja masy, a stad tworzenie sie krysztalów o rozmaitych wielkosciach oraz przechodzenie do nastepnych z kolei komór zbyt malych krysztalów. Z drugiej strony krystalizacja taka nie jest wystarczajaco intensywna.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad. Urza¬ dzenie do krystalizacji wedlug wynalazku chara¬ kteryzuje sie tym, ze elementy grzejne utworzone sa z pioncwych i wzajemnie równoleglych, wew¬ natrz pustych plyt, przy czym zespól grzejny po¬ siada pionowa plaszczyzne symetrii zgodna z wzdluzna plaszczyzna symetrii naczynia urzadze¬ nia, a wokól zespolu grzejnego zna'jduje sie wolna przestrzen, która zawarta jest miedzy sciana na¬ czynia i elementami grzejnymi, przeznaczona dla powrotnego przeplywu masy, bedacej w stanie krystalizacji.Konstrukcja ta stwarza dla masy bedacej w sta¬ nie krystalizacji równomierne przekroje przeply¬ wu z jednego konca naczynia do drugiego, ponie¬ waz zespól grzejny, którego oslona jest cylindry¬ czna oraz naczynie maja te sama wzdluzna plasz¬ czyzne symetrii. Ponadto w kazdej pionowej pla¬ szczyznie symetrii, prostopadlej do tej (wzdluznej) plaszczyzny symetrii przekrój, przez który prze¬ plywa masa bedaca w stanie krystalizacji, jest staly lub zmienia sie stopniowo na calej dlugosci 57 4363 57 436 4 przeplywu masy, dzieki czemu unika, sie powsta¬ wania martwych stref, w których masa znajduje sie w bezruchu oraz zawirowan" powodujacych opory przeplywu, które oslabiaja szybkosc cyrku¬ lacji.W ten sposób otrzymuje sie produkt bardziej je¬ dnolity i dzieki intensywnej cyrkulacji masy, uzy¬ skiwanej wylacznie za pomoca elementów grzej¬ nych zwieksza sie wydajnosc urzadzenia do kry¬ stalizacji. ^* ponizej opisano przykladowe wykonanie urza- Vdz|$iia w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 jest schematycznym rzutem w przekroju podluznym urzadzenia, fig. 2 — rzutem w przekroju poprzecz¬ nym urzadzenia przedstawionego na fig. 1. r *Pfzastawione -na fig. 1 i 2 urzadzenie stanowi nacz/nie', w którym jest umieszczony zespól grzej¬ ny, skladajacy sie z. wielu plaskich elementów 2, równoleglych *do podluznej plaszczyzny symetrii 3 naczynia. Zespól ten sklada sie z dwóch czesci 1 i'"4 i jest zasilany para ze skrzyn rozdzielczych 5 i 6, umieszczonych na koncach naczynia.Zespól grzejny spelnia podwójna role: 1) Umozliwia odparowywanie roztworu podsta¬ wowego, w którym znajduja sie w zawieszeniu krysztaly, a wiec mieszaniny, która w dalszym ciagu niniejszego opisu bedzie nazywana „masa bedaca w stanie krystalizacji". Odparowywanie jest konieczne w celu utrzymywania roztworu pod¬ stawowego w stanie przesycenia, wymaganego podczas procesu krystalizowania. 2) Zmusza bedaca w stanie krystalizacji mase do cyrkulowania. W tym celu z kazdej strony zespo¬ lu grzejnego jest przewidziana wolna przestrzen 7 i 8 (fig. 2) pomiedzy skrajnymi elementami 9 i scianami 10 naczynia. Przestrzenie te umozliwiaja masie, która w obrebie zespolu grzejnego znajduje sie w ruchu w kierunku z dolu do góry (pokaza¬ nym strzalka 11 na fig. 2), ponowne przeplyniecie w kierunku w dól po kazdej stronie tego zespolu grzejnego (w kierunku pokazanym strzalka 12 na fig. 2) i dalsza jej cyrkulacja w obrebie tego ze¬ spolu. Tego rodzaju uklad jest korzystny z dwóch wzgledów: a) opory przeplywu cyrkulacyjnego strumienia sa male i dzieki temu cyrkulacja jest intensywna; b) cyrkulacja odbywa sie w plaszczyznie prosto¬ padlej do plaszczyzny symetrii naczynia.Przeznaczony do krystalizacji roztwór jest wpro¬ wadzany przy jednym koncu naczynia od strony komory 13, a mieszanina krysztalów i roztworu podstawowego jest odprowadzana przy drugim je¬ go koncu, od strony komory 14.Pionowe i prostopadle do plaszczyzny symetrii naczynia sciany dzialowe 15 dziela urzadzenie na dwie komory skrajne 13 i 14 oraz komory srodko¬ we 16. Odleglosci miedzy scianami dzialowymi sa ustalane w taki sposób, aby powstawaly komory o rozmaitej objetosci, przy czym kazda z tych ko¬ mór ma zasadniczo objetosc proporcjonalna do na¬ tezenia przeplywu bedacej w stanie krystalizacji masy wplywajacej do kazdej, komory.Masa wplywajaca do kazdej z komór, z wyjat¬ kiem komory pierwszej pochodzi czesciowo z ko¬ mory poprzedzajacej i' czesciowo z rur 25 dopro¬ wadzajacych syrop. Pomimo wyparowywania wo¬ dy, które powoduje zmniejszenie objetosci, calko¬ wite natezenie przeplywu w kazdej poszczególnej komorze jest wyzsze od natezenia przeplywu w komorze poprzedzajacej. Natezenie przeplywu sy¬ ropu niezupelnie nasyconego w kazdej komorze 16 zmienia sie, lecz w przyblizeniu równa sie prze¬ cietnie polowie natezenia przeplywu w komorze pierwszej 13.Wynika z tego, ze objetosc masy znajdujacej sie w ostatniej komorze 16 jest prawie trzy razy wieksza od objetosci masy znajdujacej sie w ko¬ morze 13. Ostatnia komora 14 jest mniejsza, ponie¬ waz jej rola polega na umozliwieniu odprowadze¬ nia produktu bez zaklócania krystalizacji w ostat¬ niej komorze 16. Produkt wychodzacy z komory 16 przebywa bardzo krótko w komorze 14 i praktycz¬ nie w komorze tej nie ma procesu krystalizowania.W scianach dzialowych znajduja sie otwory 17, których wielkosc mozna zmieniac z zewnatrz na¬ czynia. Otwory te sa wyciete w scianach dzialo¬ wych, przy czym czesc wycieta pozostaje umoco¬ wana na scianie dzialowej i jest pochylona w taki sposób, aby tworzyla kierownice, która odchyla strumien bedacej w stanie krystalizacji masy w kie¬ runku sasiedniej komory, zgodnie z wsk&zaniami strzalek 18. Pochylenie kierownic moze byc rów¬ niez nastawiane.Ostatnia komora 14 jest zopatrzona w regulowana nadstawke 26, przeznaczona do utrzymywania nie¬ zmiennego poziomu produktu znajdujacego sie w urzadzeniu. . ' • W celu unikniecia zatrzymywania sie krysztalów w urzadzeniu i nadmiernego ich rozrostu, u dolu urzadzenia w jego kierunku podluznym zainstalo¬ wany jest przenosnik slimakowy 19, siegajacy badz przez wszystkie komory, badz tez tylko przez te ko¬ mory, w których znajduje sie zageszczona krysta¬ lizujaca masa. Zadaniem tego przenosnika jest przesuwanie zdekantowanych krysztalów w kierun¬ ku krócca wylotowego 20. W scianach dzialowych 14, 15, 16 sa wykonane dokladnie dopasowane do slimaka 19 otwory 21, umozliwiajace jego przesu¬ niecie. Przenosnik slimakowy otrzymuje naped od zespolu silnik — reduktor 22.Nad komora parowa 23 wznosi sie znanego typu oddzielacz 24. Poza tym w wielu miejscach urza¬ dzenia sa rozmieszczone doprowadzajace syrop ru¬ ry 25, na ogól po jednej na kazda komore.Do komory pierwszej 13 wprowadza sie syrop niezupelnie nasycony, stanowiacy roztwór produk¬ tu przeznaczonego do krystalizacji i stopniowo za pomoca znanego srodka technicznego takiego jak pompa dawkujaca 27 wprowadza sie zarodki krystalizacji w postaci malych krysztalków tego produktu. Natezenie doplywu zarodków krystali¬ zacji do komory 13 zalezy od stezenia syropu i od pozadanej wielkosci krysztalów uzyskiwanych pod koniec odparowywania. Im mniejszy bedzie doplyw- zorodków krystalizacji, tym wieksze beda krysztaly wplywajace z urzadzenia.Jezeli urzadzenie dziala prawidlowo, to w komo¬ rach 16 nie tworza sie nowe krysztaly, a tylko na wprowadzonych do komory 13 krysztalkach kry¬ stalizuje produkt, przy czym krysztaly te stopniowo 10 15 20 -25 30 35 40 45 50 55 605 powiekszaja sie wzdluz drogi przeplywu masy w urzadzeniu.W kazdej komorze masa bedaca w stanie kry¬ stalizacji, która stanowia krysztalki zawieszone w syropie, przeplywa w kierunku ku górze miedzy plaskimi elementami grzejnymi, po czym splywa pod elementy grzejne przeplywajac przez wolna przestrzen 7 i 8 miedzy scianami naczynia a pla¬ skimi elementami grzejnymi w kierunku pokaza¬ nym strzalka na fig. 2. W tym samym czasie masa przemieszcza sie powoli z jednego konca urzadzenia do drugiego, poniewaz jest ono zasilane w sposób ciagly, a otrzymany produkt usuwany jest równiez w sposób ciagly za pomoca krócca wylotowego 20.Przesuwanie masy odbywa sie zatem po torze przy¬ pominajacym linie srubowa o malym skoku.Aby produkt rozpuszczony w syropie mógl wy¬ krystalizowac oraz w celu unikniecia tworzenia sie malych krysztalów koniecznym jest utrzymywanie syropu w stanie przesycenia w okreslonych gra¬ nicach. W tym celu natezenie przeplywu syropu niedosyconego, doprowadzanego do kazdej komo¬ ry 16 przez rure 25 reguluje sie za pomoca regula¬ tora dzialajacego na zawór sterujacy natezeniem przeplywu zaleznie od wartosci przesycenia w tej komorze i od z góry ustalonej wartosci.W taki sam sposób mozna regulowac natezenie przeplywu syropu doprowadzanego do komory 13 w celu utrzymania wymaganego stezenia syropu w tej komorze. Nalezy zaznaczyc, ze syrop niedo- sycony w komorze 13 doprowadza sie po prostu do stanu nasycenia, lecz praktycznie nie ma tam kry¬ stalizacji, która nastepuje dopiero w nastepnej ko¬ morze 16.Jezeli natezenie przeplywu syropu wprowadzane¬ go do komory 13 reguluje sie w taki sposób aby utrzymac natezenie przeplywu przy wylocie urza¬ dzenia o wartosci z góry ustalonej, to wówczas dla utrzymania w tej komorze stezenia soku o po¬ zadanej wartosci, trzeba wplywac na szybkosc od¬ parowywania. W tym celu reguluje sie za pomoca zaworu 28 cisnienie pary doprowadzanej do zespolu grzejnego 4.Wiadomo, ze szybkosc krystalizacji jest tym wie¬ ksza im wieksze sa krysztaly znajdujace sie w ma¬ sie. Zatem szybkosc krystalizacji bedzie wieksza w komorach znajdujacych sie/ blizej wylotu niz w przylegajacych do wlotu urzadzenia. Otóz w ce¬ lu zwiekszenia wydajnosci urzadzenia korzystnym jest dostosowac szybkosc odparowywania do szyb¬ kosci krystalizacji.Mozna to przeprowadzic przez podzielenie ze¬ spolu grzejnego na kilka czesci, do których dopro¬ wadza sie pare pod róznym cisnieniem. W urza¬ dzeniu przedstawionym na fig. 1 zespól grzejny podzielony jest na 2 czesci 1 i 4, przy czym czesc 4 436 6 znajduje sie blisko wlotu urzadzenia i zasilana jest para o cisnieniu nizszym niz czesc 1.Mozna uzyskac takze rózne szybkosci odparowy¬ wania w kazdej komorze przez przedluzenie sciany 5 dzialowej 15 na wysokosc naczynia, tak aby odizo¬ lowac górne czesci komór i utrzymywanie w ko¬ morach tych cisnienia malejacego stopniowo w kie¬ runku od wlotu do wylotu urzadzenia.Pochodzace z zespolu grzejnego nieskraplajace 10 sie gazy moga byc wprowadzane do masy bedacej w stanie krystalizacji pod zespolem grzejnym, a to w celu przyspieszenia przeplywu masy miedzy ele¬ mentami plytowymi zespolu grzejnego.Ostatnia komora 14 jest komora odprowadzajaca, 15 Komora ta jest wyposazona w regulowany przelew, przeznaczony do utrzymywania w urzadzeniu wy¬ maganej wysokosci bedacej w stanie krystalizacji masy. Umieszczony pod króccem wylotowym 20 zawór, regulacyjny 31 jest przeznaczony do utrzy- 20 mywania wystarczajacego poziomu masy w komo¬ rze oprowadzajacej. PLPrize: 11/27/1963 France Published: 15.Y.1969 57436 IC. 12 c, 2 MKP B 01 d 9 / oo t READING ROOM KD Patent owner: Fives Lille - Cail, Paris (France) Device for continuous crystallization by evaporation of the solution The invention relates to a device for continuous crystallization by evaporation, i.e. devices, in which the supply and evaporation of the stock solution, the formation and growth of crystals, and the discharge of the products obtained take place automatically and continuously. In particular, the invention relates to a crystallization device consisting of a horizontal cylindrical vessel divided by a solid solid partition walls, perpendicular to the longitudinal axis of the vessel, into a series of chambers interconnecting through openings made in these partition walls, and a heating unit made of heating elements placed in individual chambers. the mass, which is in the state of crystallization, should flow evenly between the elements in an undisturbed stream. with heating so that crystals can form at all points in the solution and that they can grow regularly. Thus, in such devices, it is not possible to use agitators to cause mass circulation between the heating elements. Known crystallizers use heating units consisting of tubular elements, which cause a quite disordered circulation of the crystallizing mass, since the cross-section through which it flows, changes both in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the vessel and from one plane to another. The result is high resistance to flow and uneven mass circulation, and thus the formation of crystals of various sizes and the transition to the next turn chambers of too small crystals. On the other hand, such crystallization is not intense enough. It is an object of the invention to remedy these drawbacks. The crystallization device according to the invention is characterized by the fact that the heating elements are formed of vertical and mutually parallel inside the hollow plates, the heating unit having a vertical plane of symmetry in accordance with the longitudinal plane of the symmetry of the vessel of the device. and around the heating unit there is a free space, which is contained between the vessel wall and the heating elements, for the return flow of the mass which is in a crystallized state. This structure creates a uniform flow cross-section for the mass in the state of crystallization. from one end of the vessel to the other, because the heating unit, the casing of which is cylindrical, and the vessel have the same longitudinal plane of symmetry. Moreover, in each vertical plane of symmetry, perpendicular to this (longitudinal) plane of symmetry, the cross section through which the crystallized mass flows is constant or changes gradually over its entire length 57,4363 57,436 4 mass flow, thus avoiding the formation of dead zones, in which the mass is stationary, and swirls causing flow resistance, which weaken the speed of circulation. In this way a more uniform product is obtained and thanks to the intensive circulation of the mass, obtained solely by the efficiency of the crystallization device is increased by the heating elements. Below, an exemplary embodiment of the device is described, based on the drawing, in which Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of the device, Figure 2 - view in in the cross-section of the apparatus shown in FIG. 1, the apparatus provided in FIGS. 1 and 2 is the device in which a heating unit consisting of multiple flat elements 2, parallel * to the oblong symmetry plane 3 of the vessel. This unit consists of two parts 1 and "4 and is powered by steam from distribution boxes 5 and 6, placed at the ends of the vessel. The heating unit has a dual role: 1) It enables the evaporation of the stock solution in which there are crystals in suspension that is, a mixture which in the following description will be called "mass in a crystallized state". Evaporation is necessary in order to keep the stock solution supersaturated in the crystallization process. 2) Forces the mass in a crystallized state to circulate. To this end, a free space 7 and 8 (FIG. 2) is provided on each side of the heating unit between the end elements 9 and the walls 10 of the vessel. These spaces allow the mass which within the heater unit is to move downwardly (shown by arrow 11 in FIG. 2) to flow again downward on each side of the heater (in the direction shown by arrow 12). in Fig. 2) and its further circulation within this unit. Such an arrangement is advantageous in two respects: a) the flow resistance of the circulating stream is low and therefore the circulation is intensive; b) the circulation is in a plane straight to the symmetry plane of the vessel. The solution to be crystallized is introduced at one end of the vessel from the chamber side 13, and the mixture of crystals and stock solution is discharged at the other end, from the chamber side. 14.Vertical and perpendicular to the plane of symmetry of the vessel, the partition walls 15 divide the device into two outermost chambers 13 and 14 and middle chambers 16. The distances between the partition walls are set in such a way that chambers of various volumes are formed, each of these the volume of the chamber is substantially proportional to the flow rate of the crystallized mass flowing into each chamber. The mass flowing into each chamber, except the first chamber, comes partly from the preceding chamber and partly from the pipes 25 upstream. ¬ unsightly syrup. Despite the evaporation of water, which causes a reduction in volume, the total flow rate in each individual chamber is greater than the flow rate in the preceding chamber. The flow rate of the incompletely saturated oil in each chamber 16 varies, but is approximately equal to half the flow rate in the first chamber 13. It follows that the mass volume in the last chamber 16 is almost three times the volume. chamber 13. The last chamber 14 is smaller because its role is to allow the product to be drained out without disturbing the crystallization in the last chamber 16. The product exiting chamber 16 remains very briefly in chamber 14 and is practically There is no crystallization process in this chamber. In the partition walls there are openings 17, the size of which can be changed from the outside of the vessel. These openings are cut in the partition walls, the cut portion remaining secured to the partition wall and is inclined so as to form a guide which deflects the stream of the crystallized mass towards the adjacent chamber as indicated. of the arrows 18. The inclination of the blades can also be adjusted. The last chamber 14 is provided with an adjustable top 26, designed to maintain a constant level of the product contained in the device. . '• In order to avoid the retention of the crystals in the device and their excessive growth, a screw conveyor 19 is installed at the bottom of the device in its longitudinal direction, reaching either through all chambers, or only through those chambers in which the concentrated crystallizing mass. The task of this conveyor is to move the decanted crystals towards the outlet pipe 20. In the partition walls 14, 15, 16, openings 21 are made exactly matched to the screw 19, enabling its displacement. The screw conveyor is driven by a motor-reducer unit 22. Above the steam chamber 23 there is a known type separator 24. In addition, at many places on the apparatus are arranged pipes 25, generally one for each chamber. 13 a fully saturated syrup is introduced, constituting a solution of the product to be crystallized, and gradually, by a known technical means such as a dosing pump 27, crystallization seeds are introduced in the form of small crystals of the product. The flow rate of the seed into chamber 13 depends on the concentration of the syrup and on the desired size of the crystals obtained at the end of the evaporation. The smaller the inflow of crystallization nuclei, the larger the crystals flowing from the device will be. If the device is working properly, no new crystals are formed in the chambers 16, but only on the 13 crystals introduced into the chamber, the product crystallizes, with these crystals gradually 10 15 20 -25 30 35 40 45 50 55 605 increase along the mass flow path in the device. In each chamber, the mass in crystallization, which is crystals suspended in the syrup, flows upwards between the flat heating elements, then it flows under the heating elements flowing through the free space 7 and 8 between the walls of the vessel and the flat heating elements in the direction shown by the arrow in Fig. 2. At the same time, the mass moves slowly from one end of the apparatus to the other as it is it is fed continuously and the product obtained is also continuously removed by means of the outlet connection 20. Low pitch helix. For the product dissolved in the syrup to crystallize, and to avoid the formation of small crystals, it is necessary to keep the syrup supersaturated within certain limits. To this end, the flow rate of the unsaturated syrup supplied to each chamber 16 through the tube 25 is regulated by a regulator acting on the flow control valve as a function of the supersaturation value in that chamber and a predetermined value. regulate the flow rate of the syrup supplied to the chamber 13 to maintain the required concentration of syrup in that chamber. It should be noted that the unsaturated syrup in chamber 13 is simply saturated, but there is practically no crystallization, which only takes place in the next chamber 16, if the flow rate of the syrup entering chamber 13 is regulated. in such a way as to maintain the flow rate at the outlet of the device at a predetermined value, the evaporation rate must then be influenced in order to maintain the juice concentration in this chamber at the desired value. For this purpose, the pressure of the steam supplied to the heating unit 4 is regulated by means of the valve 28. It is known that the crystallization rate is the greater the larger the crystals in the mass. Thus, the rate of crystallization will be higher in chambers located / closer to the outlet than in adjacent to the inlet of the device. In order to increase the efficiency of the apparatus, it is advantageous to adjust the rate of evaporation to the rate of crystallization. This can be done by dividing the heating unit into several parts, to which a pair is brought under different pressure. In the device shown in Fig. 1, the heating unit is divided into 2 parts 1 and 4, with part 4 436 6 located near the inlet of the device and steam with a pressure lower than part 1, it is also possible to obtain different evaporation rates. in each chamber by extending the partition wall 15 to the height of the vessel, so as to de-isolate the upper parts of the chambers and maintain these chambers of pressure gradually decreasing in the direction from the inlet to the outlet of the device. be introduced into the mass which is in a crystallizing state under the heating unit, in order to accelerate the mass flow between the plate elements of the heating unit. The last chamber 14 is a discharge chamber, 15 This chamber is equipped with an adjustable overflow, intended to hold mass-crystallized height. A control valve 31 located below the outlet 20 is designed to maintain a sufficient level of mass in the lead-out chamber. PL