RU148700U1 - Устройство для ошпаривания свекловичной стружки - Google Patents

Abstract

1. Устройство для ошпаривания свекловичной стружки, включающее корпус, состоящий из закрытой и открытой зон, в котором открытая зона в верхней части имеет входные патрубки, закрытая зона имеет входные и выходные патрубки, а в верхней части снабжена загрузочным карманом и крышкой, с расположенными на ней датчиком уровня жидкости и пульсатором, соединенным с загрузочным карманом, парогенератором и приводом, связанным с блоком управления, соединенным с датчиком уровня жидкости, а выходные патрубки закрытой зоны соединены с нагревателем, связанным с загрузочным карманом и входным патрубком открытой зоны корпуса.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочный карман закрытой зоны дополнительно снабжен дозатором.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закрытая зона имеет не менее одного входного патрубка.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закрытая зона имеет не менее одного выходного патрубка.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входные патрубки закрытой зоны расположены выше выходных патрубков закрытой зоны.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что открытая зона имеет не менее одного входного патрубка.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что открытая зона дополнительно снабжена нагревательным кожухом.

Description

Полезная модель относится к устройствам для тепловой обработки свекловичной стружки и может быть использована в сахарной промышленности.

Известны устройства различных конструкций для предварительного ошпаривания свекловичной стружки перед поступлением в диффузионный аппарат [SU 543675 A, 09.03.77; SU 767206 A, 03.10.80; SU 744036 A, 30.06.80; SU 806755 A, 25.02.81; SU 962307 A, 30.09.82; SU 1057540 A, 30.11.83; SU 1392099 A1, 30.04.88; SU 1527263 A1, 07.12.89; SU 17037010 A1, 07.01.92; RU 2105816 C1, 27.02.98; RU 64213 U1, 27.06.07; RU 2332466 C1 27.08.08].

Наиболее эффективными, применяемыми в настоящий момент в сахарной промышленности, являются ошпариватели, в которых реализовано противоточное движение свекловичной стружки (твердой фазы) и ошпаривающей жидкости (жидкой фазы), что обеспечивает лучший теплообмен и обессахаривание стружки.

Одним из вариантов эффективного типа ошпаривателя является противоточный ошпариватель КТИПП-БМЗ, основу конструкции которого составляет наклонный двухшнековый диффузионный аппарат С-17 [«Анализ работы существующих диффузионных аппаратов при производстве сахара (часть I)» http://mppnik.ru/publ/krakhmalo_-patochnaja_i_sakharnaja_promyshlennost/analiz_raboty_sushhestvujushhikh_diffuzionnykh_apparatov_pri_proizvodstve_sakhara_chast_i/13-1-0-765, 2014]. В верхней части ошпаривателя установлена кровлеобразная перегородка, отделяющая основную часть корпуса от мешалки, служащей для приготовления сокостружечной смеси, поступающей непосредственно в насос, подающий эту смесь в колонну. На верхней половине корпуса ошпаривателя расположены греющие камеры. Свекловичная стружка поступает в ошпариватель через загрузочную горловину, а циркуляционный сок подается из диффузионной колонны в мешалку самотеком. Нагретый сок подается в рабочую часть ошпаривателя ниже уровня стружки вблизи наклонной перегородки. Двигаясь навстречу стружке, сок ошпаривает и нагревает ее. Таким образом, в противоточном ошпаривателе КТИПП-БМЗ ошпаривание и нагрев стружки протекают в условиях противотока сока и стружки.

Описан противоточный ошпариватель А2-ГГОБ-30 [«Пути создания высокоэффективных диффузионных аппаратов» http://mppnik.ru/publ/-krakhmalo_patochnaja_i_sakharnaja_promyshlennost/puti_sozdanija_vysokoehffektivnykh_diffuzionnykh_apparatov/13-1-0-768, 2014]. Принципиальной особенностью этого ошпаривателя является устройство его транспортной системы и размеры поперечного сечения аппарата. Транспортная система включает наклонную перегородку, обеспечивающую отделение сока от стружки при поступлении стружки в мешалку ошпаривателя. Оптимальные гидродинамические условия для тепло- и массообмена достигаются лишь при достаточно большой площади поперечного сечения аппарата.

Известно использование в промышленности [http://www.bma-worldwide.com/uploads/media/Extraktion_ru.pdf, 2014] противоточного ошпаривателя, подразделенного на две камеры: теплообменную и смесительную. Свежая холодная стружка подается в противоточный ошпариватель без доступа воздуха на входе в теплообменную камеру. Расположение и конструкция транспортирующих лопастей и контрлопастей в теплообменной камере, а также бесступенчатое регулирование числа оборотов вала ошпаривателя обеспечивают образование гомогенного и плотного слоя стружки, необходимого для оптимального теплообмена. Идущий противотоком к стружке охлажденный диффузионный сок откачивается через встроенное в торцовую стенку сито из проволоки из нержавеющей стали, со щелями с двойным конусным сечением и с полезной ситовой поверхностью 34%. В смесительной камере противоточного ошпаривателя поступающий из теплообменной камеры плотный слой стружки разрыхляется, завершается подогрев стружки и приготовляется сокостружечная смесь, пригодная для перекачивания насосом. Описанный ошпариватель содержит также устройство для пеногашения.

Известные устройства для ошпаривания свекловичной стружки, в том числе работающие в противоточном режиме, обладают общими недостатками - имеют сложную конструкцию, включающую транспортеры свекловичной стружки внутри корпуса, не обеспечивают равномерное нагревание свекловичной стружки и сохранение структуры сырья. Они сложны в эксплуатации и обслуживании, материало- и энергоемки.

При этом основным недостатком является неравномерный прогрев стружки ввиду значительной толщины слоя и наличии «застойных» зон, локальный перегрев стружки при длительном воздействии на нее ошпаривающей жидкости и/или острого пара, умягчение стружки при обработке ошпаривающими агентами, увеличение мезгообразования при транспортировании сырья внутри корпуса устройства для ошпаривания свекловичной стружки.

Задача полезной модели - конструкционно простое устройство для ошпаривания свекловичной стружки, обеспечивающее постепенное равномерное нагревание свекловичной стружки в процессе ошпаривания при минимально коротком контактировании сырья с ошпаривающей жидкостью и паром в отсутствие перемешивания.

Технический результат заключается в обеспечении более полного взаимодействия твердой и жидкой фаз при противоточном их движении под пульсационным воздействием, обеспечивающим турбулентное движение жидкой фазы вокруг твердых частиц, сохранении фильтрационных свойств слоя свекловичной стружки в условиях отсутствия механического перемешивания фаз.

Технический результат полезной модели проявляется в интенсификации взаимодействия системы твердое тело-жидкость, обеспечении равномерного нагрева свекловичной стружки, отсутствии локальных перегревов, сохранении исходной структуры сырья в процессе ошпаривания за счет короткого времени взаимодействия сырья с жидкой фазой, а также в предотвращении образования взвесей, снижении содержания веществ коллоидной дисперсности в жидкой фазе, и устранении опасности размножения микроорганизмов.

Технический результат достигается заявляемым устройством для ошпаривания свекловичной стружки, которое представляет собой корпус, состоящий из двух зон - закрытой и открытой. Открытая зона в верхней части снабжена входными патрубками. В верхней части закрытой зоны имеется загрузочный карман и крышка, на которой расположены датчик уровня жидкости и пульсатор, соединенный с загрузочным карманом, парогенератором и приводом, связанным с блоком управления, соединенным с датчиком уровня жидкости. В закрытой зоне корпуса расположены входные и выходные патрубки, последние соединены с нагревателем, связанным с загрузочным карманом и входными патрубками открытой зоны корпуса.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом (фигура).

Устройство для ошпаривания свекловичной стружки включает корпус 1, состоящий из двух зон: закрытой зоны 3, нижняя часть которой соединена с открытой зоной 4, представляющей собой наклонную отводящую трубу, направленную вверх. Закрытая зона 3 снабжена загрузочным карманом 2. Корпус 1 в обеих зонах (закрытой 3 и открытой 4) выполнен полым, имеет любое, например, круглое сечение. Заявляемое устройство снабжено патрубками - в нижней части закрытой зоны 3 выходными патрубками 5 для отвода экстракта и расположенными выше них входными патрубками 6 для подачи острого пара, а также в верхней части открытой зоны 4 - входными патрубками 7 для подачи ошпаривающей жидкости. Закрытая зона 3 корпуса 1 содержит не менее одного выходного патрубка 5 и не менее одного входного патрубка 6. Открытая зона 4 содержит не менее одного входного патрубка 7 для подачи ошпаривающей жидкости. Закрытая зона 3 в верхней части имеет крышку, на которой расположены пульсатор 8 и датчик 9 уровня жидкости. Пульсатор 8 соединен с приводом 10, парогенератором 11, а также с загрузочным карманом 2. Привод 10 связан с блоком управления 12, соединенным с датчиком 9 уровня жидкости. Выходные патрубки 5 для отвода экстракта соединены с нагревателем 13, связанным с загрузочным карманом 2, и входными патрубками 7 в верхней части открытой зоны 4 корпуса 1 заявляемого устройства. Для дополнительного подогрева извне открытая зона 4 может быть снабжена нагревающим устройством, например, нагревательным кожухом. Загрузочный кармам 2 может быть снабжен дозатором, который может, в случае необходимости, плотно закрываться для того, чтобы препятствовать потере импульса и выплескиванию сокостружечной смеси через дозатор.

Элементы заявляемого устройства выполнены из термостойкого материала (выдерживающего температуру не менее 100°C), реакционностойкого к сахарозе, например, из нержавеющей стали.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

В предлагаемой полезной модели источником нагрева свекловичной стружки является острый пар, подаваемый в закрытую зону 3 через входные патрубки 6, а также через пульсатор 8. При контактировании со свекловичной стружкой острый пар конденсируется, образуя жидкую фазу, которая отводится из закрытой зоны 3 в виде экстракта через выходные патрубки 5, нагревается в нагревателе 13 и направляется в корпус 1 устройства для ошпаривания свекловичной стружки через загрузочный карман 2 в закрытую зону 3, а через входные патрубки 7 - в открытую зону 4.

Заявляемое устройство имеет три зоны нагрева свекловичной стружки.

Свекловичная стружка поступает в загрузочный карман 2, например, через дозатор, где смешивается с подаваемой в загрузочный карман 2 нагретой в нагревателе 13 ошпаривающей жидкостью - это первая зона нагрева. В загрузочном кармане 2 происходит теплообмен ошпаривающей жидкости и свекловичной стружки.

Из загрузочного кармана 2 сокостружечная смесь опускается в закрытую зону 3 корпуса 1. Здесь происходит следующий этап нагревания свекловичной стружки - это вторая зона нагрева. Через входные патрубки 6 в закрытую зону 3 корпуса 1 поступает острый пар извне, являясь основным источником нагрева свекловичной стружки. Через пульсатор 8 импульсно поступает острый пар, вырабатываемый парогенератором 11, также в некоторой степени нагревая сокостружечную смесь. Работа пульсатора 8 регулируется блоком управления 12. Как только уровень жидкости достигает датчика 9 уровня жидкости, сигнал подается на блок управления 12, с него через привод 10 на пульсатор 8, и через пульсатор 8 в зону 3 подается импульс острого пара. Под действием импульсов острого пара сокостружечная смесь продвигается далее в закрытую зону 3. Как только уровень жидкости опускается ниже датчика 9 уровня жидкости, сигнал подается на блок управления 12, с него через привод 10 на пульсатор 8, и через пульсатор 8 происходит стравливание пара в загрузочный карман 2. Под действием импульсов острого пара сокостружечная смесь, совершая возвратно-поступательное движение, продвигается из закрытой зоны 3 в открытую зону 4 в противотоке поступающей через входные патрубки 7 в верхней части открытой зоны 4 ошпаривающей жидкости - это третья зона нагрева. Дополнительно открытая зона 4 может быть снабжена нагревательным кожухом - для дополнительного подогрева извне, например, при низких температурах окружающей среды. Ошпаренное сырье из верхней части открытой зоны 4 выгружается в экстрактор для дальнейшей переработки.

Время контакта сырья - свекловичной стружки - с ошпаривающей жидкостью составляет не более 5 минут.

Столь короткое время контакта сырья с ошпаривающей жидкостью и паром способствует сохранению исходной структуры сырья, предотвращает образования взвесей - снижает содержание веществ коллоидной дисперсности в жидкой фазе, что улучшает качество диффузионного сока, и полностью исключает возможность размножения микроорганизмов. Кроме того, короткое время процесса и импульсная подача острого пара решает проблему ценообразования, что исключает необходимость комплектации заявляемого устройства приспособлениями для пеногашения, применяемыми в настоящее время при ошпаривании свекловичной стружки. Это способствует более легкой эксплуатации и обслуживанию предлагаемого устройства.

Наличие нескольких зон нагрева в устройстве для ошпаривания свекловичной стружки позволяет нагревать сырье равномерно, тем самым избежать локальных перегревов, что способствует сохранению структуры сырья.

Отсутствие перемешивания сырья в заявляемом устройстве для ошпаривания свекловичной стружки также способствует сохранению структуры сырья.

Отсутствие транспортирующих сырье механизмов внутри устройства для ошпаривания, а также приспособлений для пеногашения делает заявляемое устройство конструкционно простым, удобным в эксплуатации и обслуживании и позволяет исключить недостатки, связанные с наличием транспортирующих механизмов, таких, как образование застойных зон в местах контакта сырья с транспортирующим механизмом, не позволяющим достичь равномерного прогрева сырья в массе.

В заявляемом устройстве ошпаривания свекловичной стружки созданы условия для реализации оптимального тепло- и массобмена, что достигается образованием равномерного по плотности слоя стружки, возвратно-поступательным движением сокостружечной смеси под действием периодической импульсной подачи острого пара и противоточным движением твердое тело-жидкость с турбулентным движением жидкости вокруг твердых частиц.

Таким образом, заявлено новое конструкционно простое и удобное в обслуживании устройство для ошпаривания свекловичной стружки, в котором реализованы:

- интенсификация взаимодействия твердое тело-жидкость;

- сокращение времени взаимодействия твердое тело-жидкость при ошпаривании, составляющее в заявляемом устройстве не более 5 минут, способствующее снижению содержания веществ коллоидной дисперсности в диффузионном соке и устраняющее опасность размножения микроорганизмов;

- равномерный нагрев свекловичной стружки в трех нагревательных зонах, позволяющий избежать локальных зон перегрева и сохранить структуру сырья;

- отсутствие механического перемешивания, что также способствует сохранению структуры сырья;

- образование равномерного по плотности слоя стружки, необходимого для оптимального тепло- и массообмена;

- противоточное движение твердое тело-жидкость и турбулентное движение жидкости вокруг твердых частиц, обеспечиваемое пульсационным воздействием острого пара, способствующие оптимальному тепло- и массообмену.

Claims (7)

1. Устройство для ошпаривания свекловичной стружки, включающее корпус, состоящий из закрытой и открытой зон, в котором открытая зона в верхней части имеет входные патрубки, закрытая зона имеет входные и выходные патрубки, а в верхней части снабжена загрузочным карманом и крышкой, с расположенными на ней датчиком уровня жидкости и пульсатором, соединенным с загрузочным карманом, парогенератором и приводом, связанным с блоком управления, соединенным с датчиком уровня жидкости, а выходные патрубки закрытой зоны соединены с нагревателем, связанным с загрузочным карманом и входным патрубком открытой зоны корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочный карман закрытой зоны дополнительно снабжен дозатором.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закрытая зона имеет не менее одного входного патрубка.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закрытая зона имеет не менее одного выходного патрубка.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входные патрубки закрытой зоны расположены выше выходных патрубков закрытой зоны.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что открытая зона имеет не менее одного входного патрубка.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что открытая зона дополнительно снабжена нагревательным кожухом.

Images