RU2020157C1

RU2020157C1 - Crystallizing tank

Info

Publication number: RU2020157C1
Authority: RU
Inventors: Леонид Сергеевич Покутнев
Original assignee: Леонид Сергеевич Покутнев
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: sugar production, food and microbiological industries. SUBSTANCE: crystallizing tank includes vertical cylindrical body with bottom plate having massecuite inlets and outlets, mixer installed inside body and comprised of shaft with paddles attached over its height and main heat-exchange coil pipes located above mixer paddles. Arranged under main heat-exchange coil pipes are additional heat-exchange coil pipes so that pipes of the latter are displaced through half the coil pitch of the main heat-exchange coil pipes. Outlet section of each additional heat-exchange coil pipe is communicated with inlet section of main heat-exchange coil pipe. Pipes of both heat-exchange coil pipes are attached to radial plate ribs to form heat-exchange sections. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к сахарной промышленности, пищевой, микробиологической, а именно к оборудованию для кристаллизации сахара в утфеле последней ступени кристаллизации при охлаждении, для кристаллизации лимонной кислоты и других продуктов. The invention relates to the sugar industry, food, microbiological, and in particular to equipment for crystallization of sugar in the massecuite of the last stage of crystallization upon cooling, for crystallization of citric acid and other products.

Известно устройство для кристаллизации утфеля, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, снабженный патрубками для загрузки и выгрузки утфеля, установленную в нем мешалку с лопастями и размещенную равномерно по высоте корпуса поверхность теплообмена, состоящую из отдельных секций, каждая из которых содержит по высоте два ряда параллельных труб, подключенных к входным и выходным коллекторам. Корпус закрыт крышкой, на которой расположен привод лопастной мешалки. Трубы каждой последующей по ходу движения утфеля секции расположены перпендикулярно к трубам предыдущей секции [1]. A device for crystallizing the massecuite is known, comprising a vertical cylindrical body equipped with nozzles for loading and unloading the massecuite, a stirrer with blades installed therein and a heat exchange surface arranged uniformly along the height of the body, consisting of separate sections, each of which contains two rows of parallel pipes in height, connected to the input and output collectors. The housing is closed by a cover on which the drive of the paddle mixer is located. Pipes of each subsequent section of the massecuite section are located perpendicular to the pipes of the previous section [1].

Это устройство имеет следующие недостатки:
Каждая отдельная секция поверхности теплообмена имеет два ряда параллельных труб, которые неравномерно распределены по горизонтальному сечению корпуса.This device has the following disadvantages:
Each individual section of the heat transfer surface has two rows of parallel pipes that are unevenly distributed over the horizontal section of the casing.

Этот недостаток приводит к тому, что утфель при прохождении через секцию охлаждается по всему сечению массы не в равной степени. This disadvantage leads to the fact that the massecuite when passing through the section is not equally cooled over the entire cross section of the mass.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для кристаллизации утфеля, включающее вертикальный цилиндрический корпус с днищем, снабженный патрубками для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей, и размещенные над лопастями мешалки теплообменные трубчатые змеевики [2]. The closest technical solution to the proposed one is a device for crystallizing the massecuite, including a vertical cylindrical body with a bottom, equipped with nozzles for supplying and discharging the massecuite, a mixer installed inside the body, consisting of a shaft and blades mounted on it along the height of the body, and tubular heat exchangers placed above the blades coils [2].

Последние соединены последовательно по высоте мешалки. The latter are connected in series along the height of the mixer.

Недостатки известного устройства заключаются в том, что указанное соединение змеевиков приводит к неравномерному охлаждению утфеля по высоте корпуса, не обеспечивается правильное перераспределение утфеля при проходе его через трубчатые змеевики, и, кроме этого, поверхность теплообмена между трубчатыми змеевиками и утфелем является недостаточно большой, что приводит к длительности процесса кристаллизации и неравномерности кристаллов по размерам в утфеле. The disadvantages of the known device are that the specified connection of the coils leads to uneven cooling of the massecuite along the height of the case, the proper redistribution of the massecuite when it passes through the tubular coils is not ensured, and, in addition, the heat exchange surface between the tubular coils and the massecuite is not large enough, which leads the duration of the crystallization process and the unevenness of the crystals in size in the massecuite.

Цель изобретения заключается в ускорении процесса кристаллизации и получении более равномерных по величине кристаллов в утфеле. The purpose of the invention is to accelerate the crystallization process and obtain a more uniform in size crystals in the massecuite.

Для достижения этой цели предложенное устройство для кристаллизации утфеля, включающее вертикальный цилиндрический корпус с днищем, снабженный патрубками для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей, и размещенные над лопастями мешалки теплообменные трубчатые змеевики, снабжено дополнительными теплообменными трубчатыми змеевиками, каждый из которых расположен под основным таким образом, что его трубы смещены на половину шага спирали относительно труб основного теплообменного змеевика, при этом выходной участок дополнительного змеевика подключен к входному участку основного, причем трубы указанных теплообменных змеевиков укреплены на радиальных пластинчатых ребрах с обpазованием теплообменной секции. To achieve this goal, the proposed device for crystallizing the massecuite, including a vertical cylindrical body with a bottom, equipped with nozzles for supplying and discharging the massecuite, an agitator installed inside the housing, consisting of a shaft and blades mounted on it along the height of the housing, and heat-exchange tubular coils located above the agitator blades , is equipped with additional heat-exchange tubular coils, each of which is located under the main so that its pipes are offset by half the pitch of the spiral relative to RUB main heat exchange coil, the output portion of the additional coil is connected to the inlet portion of the core, wherein the heat exchange coils of said pipe mounted on the radial edges of the plate with FORMATION heat exchange section.

На фиг.1 схематически изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2. Figure 1 schematically shows a device, a longitudinal section; in FIG. 2 - section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 2.

Устройство для кристаллизации утфеля включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с днищем 2, снабженный патрубками 3 и 4 для подачи и отвода утфеля, установленную внутри корпуса мешалку, состоящую из вала 5 и укрепленных на нем по высоте корпуса лопастей 6 рамного типа, и размещенные над лопастями мешалки основные 7 и дополнительные 8 трубчатые змеевики. The device for crystallizing the massecuite includes a vertical cylindrical body 1 with a bottom 2, equipped with nozzles 3 and 4 for supplying and removing the massecuite, an agitator installed inside the housing, consisting of a shaft 5 and blades 6 of a frame type mounted on it along the height of the housing, and placed above the agitator blades main 7 and additional 8 tubular coils.

Каждый дополнительный змеевик 8 расположен под основным таким образом, что его трубы смещены на половину шага t/2 спирали (фиг.3) относительно труб основного теплообменного змеевика 7. Выходной участок дополнительного змеевика подключен к входному участку основного. Each additional coil 8 is located underneath the main one so that its pipes are offset by half step t / 2 of the spiral (Fig. 3) relative to the pipes of the main heat-exchange coil 7. The output section of the additional coil is connected to the input section of the main one.

Трубы указанных змеевиков укреплены на радиальных пластинчатых ребрах 9 с образованием теплообменной секции. The pipes of these coils are mounted on radial plate ribs 9 with the formation of a heat exchange section.

Устройство снабжено подводящим коллектором 10 тепло- или хладагента и коллектором 11 для отвода последнего. The device is equipped with a supply manifold 10 of heat or refrigerant and a collector 11 for removal of the latter.

Каждая теплообменная секция установлена съемно и подключена при помощи патрубка 12 и регулирующего клапана 13 к коллектору 10. Each heat exchange section is removably mounted and connected using a pipe 12 and a control valve 13 to the manifold 10.

Корпус 1 и днище 2 снабжены теплообменными рубашками 14 и 15, внутри которых расположены зигзагообразные перегородки 16, при этом рубашки подключены при помощи патрубков 17, 18, 19 и 20 к коллекторам 10 и 11. The housing 1 and the bottom 2 are equipped with heat-exchange shirts 14 and 15, inside of which there are zigzag partitions 16, while the shirts are connected by means of pipes 17, 18, 19 and 20 to the collectors 10 and 11.

Ребра 9 в центре связаны между собой обечайкой 21 и на периферии имеют отверстия для соединения с кронштейнами 22 корпуса 1. Корпус 1 снабжен крышкой 23, на которой расположен привод 24 мешалки. The ribs 9 in the center are interconnected by the shell 21 and on the periphery have openings for connection with the brackets 22 of the housing 1. The housing 1 is provided with a cover 23 on which the agitator drive 24 is located.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Корпус 1 непрерывно заполняют утфелем через патрубок 3. Поступивший в верхнюю часть аппарата утфель подвергают перемешиванию лопастями 6 мешалки, при этом осуществляется теплообмен между утфелем и теплообменной рубашкой 14, и теплообменной секцией. В трубы теплообменных змеевиков 7 и 8 и теплообменные рубашки 14 и 15 устройства подают хладагент (воду, рассол и т.д. ), температура которого обеспечивает максимальную скорость кристаллизации сахарозы (лимонной кислоты) в уфтеле. The housing 1 is continuously filled with the massecuite through the nozzle 3. The massecuite entering the upper part of the apparatus is mixed with the mixer blades 6, and heat exchange between the massecuite and the heat exchange jacket 14 and the heat exchange section is carried out. The pipes of the heat-exchange coils 7 and 8 and the heat-exchange shirts 14 and 15 of the device supply refrigerant (water, brine, etc.), the temperature of which ensures the maximum crystallization rate of sucrose (citric acid) in the ufteel.

Хладагент подается в коллектор 10, из которого через регулирующие клапаны 13 и патрубки 12 поступает в дополнительные теплообменные змеевики 8 каждой секции, а через патрубки 17 и 18 - в теплообменные рубашки корпуса и днища. The refrigerant is supplied to the manifold 10, from which through the control valves 13 and nozzles 12 it enters the additional heat transfer coils 8 of each section, and through the nozzles 17 and 18 to the heat transfer shirts of the body and bottom.

Утфель контактирует с трубами змеевиков 7 и 8, ребрами 9 и стенками корпуса и днища и охлаждается до заданных значений температур. Из теплообменных секций хладагент отводится в коллектор 11 и затем в сборник для повторного использования. The massecuite is in contact with the pipes of the coils 7 and 8, the ribs 9 and the walls of the housing and the bottom and is cooled to the specified temperature values. From the heat exchange sections, the refrigerant is discharged to the collector 11 and then to the collector for reuse.

Утфель, постоянно перемещаясь вдоль цилиндрического корпуса 1, последовательно контактирует со всеми теплообменными секциями. Последовательное размещение по высоте трубчатых теплообменных змеевиков со смещенным шагом относительно друг друга обеспечивает эффетивное охлаждение утфеля при его перемещении по высоте корпуса. Перемешивание утфеля осуществляется с помощью лопастей 6 мешалки, вал 5 которой приводится во вращение установленным на крышке 23 приводом 24. Значение температурной разности в теплообменных секциях постепенно уменьшается от начала процесса к его концу. Это позволяет вести охлаждение с переменной скоростью, соответствующей снижению скорости кристаллизации сахара (лимонной кислоты) в утфеле на протяжении всего процесса. Температура хладагента (воды), поступающего на охлаждение утфеля, регулируется и поддерживается посредством изменения и стабилизации его расхода посредством регулирующих клапанов 13. Регулированием количества хладагента избегают неконтролируемых переохлаждений утфеля в прилегающих к теплообменным трубам слоях, приводящих к чрезмерному пересыщению межкристалльного раствора в этих слоях, а следовательно, к образованию кристаллической муки, затрудняющей центрифугирование и увеличивающей потери сахара в мелассе, а также к инкрустации теплообменных секций, снижающей коэффициент теплопередачи, и тем самым производительность устройства. The massecuite, constantly moving along the cylindrical body 1, sequentially contacts with all heat exchange sections. Sequential placement of the height of the tubular heat transfer coils with offset pitch relative to each other provides efficient cooling of the massecuite when moving along the height of the housing. Mixing of the massecuite is carried out using the blades 6 of the mixer, the shaft 5 of which is driven by the drive 24 mounted on the cover 23. The temperature difference in the heat exchange sections gradually decreases from the beginning of the process to its end. This allows cooling at a variable speed corresponding to a decrease in the rate of crystallization of sugar (citric acid) in the massecuite throughout the process. The temperature of the refrigerant (water) entering the massecuite cooling is regulated and maintained by changing and stabilizing its flow rate by means of control valves 13. By controlling the amount of refrigerant, uncontrolled overcooling of the massecuite in the layers adjacent to the heat exchange tubes leading to excessive supersaturation of the intercrystal solution in these layers is avoided, and therefore, to the formation of crystalline flour, which impedes centrifugation and increases the loss of sugar in molasses, as well as to inlay heat-exchange sections, reducing the heat transfer coefficient, and thereby the performance of the device.

После окончания процесса кристаллизации утфель выводят из устройства через патрубок 4 и направляют на дальнейшую переработку. After the crystallization process, the massecuite is removed from the device through the pipe 4 and sent for further processing.

Конструкция предложенного устройства обеспечивает увеличение площади теплообмена более чем в два раза. Это значительно ускоряет процесс кристаллизации и позволяет получить кристаллы, более равномерные по размерам, что улучшает качество готового утфеля. The design of the proposed device provides an increase in the area of heat transfer by more than two times. This significantly speeds up the crystallization process and allows you to get crystals that are more uniform in size, which improves the quality of the finished massecuite.

Claims

A device for crystallizing massecuite, including a vertical cylindrical body with a bottom, equipped with nozzles for supplying and removing massecuite, an agitator installed inside the housing, consisting of a shaft and blades mounted on it along the height of the housing, and heat-exchange tubular coils located above the agitator blades, characterized in that , in order to accelerate the process and obtain more uniform crystals in size, it is equipped with additional heat-exchange tubular coils, each of which is located under the main so that about its pipes are shifted by half a step of the spiral relative to the pipes of the main heat exchange coil, while the output section of the additional coil is connected to the input section of the main, and the pipes of these heat exchange coils are mounted on radial plate fins with the formation of heat exchange sections.