RU2399676C1

RU2399676C1 - Device for periodical saturation of sugar-containing solution

Info

Publication number: RU2399676C1
Application number: RU2009140664/13A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Клемешов (RU); Дмитрий Анатольевич Клемешов; Алексей Романович Сапронов (RU); Алексей Романович Сапронов
Original assignee: Дмитрий Анатольевич Клемешов
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2010-09-20

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: device contains three vertically mounted saturators; each saturator casing is equipped with a nipple for delivery of juice, a bubbler for delivery of saturation gas and a pipeline with a valve for discharge of saturated juice into the collector. In the upper part of each saturator casing a coaxially cylindrical pre-saturator is installed having a hole for juice overflow and equipped with a bubbler for delivery of saturation gas positioned in the lower part of the pre-saturator casing. The nipple for delivery of juice is positioned over the said bubbler. Each saturator casing is equipped with a nipple for delivery of water for generation and maintenance of a 0.5-0.8 MPa pressure of gas-and-air mixture within the space above the juice.

EFFECT: improved absorption properties of calcium carbonate and enhanced effect of purification as well as improved carbon dioxide utilisation efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для сахарной промышленности, в частности к аппаратам для очистки соков и сиропов сахарного производства сатурационным газом.The invention relates to equipment for the sugar industry, in particular to apparatus for cleaning juices and syrups of sugar production with saturation gas.

Известна установка для периодической сатурации сахарсодержащего раствора, включающая три вертикально установленных сатуратора, корпус каждого из которых снабжен патрубком подачи сока, барботером подачи сатурационного газа и трубопроводом с вентилем для отвода отсатурированного сока в сборник (П.М.Силин, Технология сахара, М.: Пищевая промышленность, 1967, с.233-234).A known installation for periodic saturation of a sugar-containing solution, including three vertically mounted saturators, each of which is equipped with a juice supply nozzle, a saturation gas supply bubbler and a pipe with a valve to divert the separated juice to the collection (P.M. Silin, Sugar technology, M .: Food Industry, 1967, p. 233-234).

Во время работы один из них набирают соком, во втором сок сатурируют и из третьего удаляют уже отсатурированный сок. Продолжительность сатурации составляет 7-10 минут.During operation, one of them is filled with juice, in the second juice is saturated and the juice that has already been saturated is removed from the third. The duration of saturation is 7-10 minutes.

В известной установке созданы условия для получения высокодисперсного осадка карбоната кальция, на поверхности которого эффективней адсорбируются несахара благодаря тому, что в самом начале процесса сатурации газ с высокой концентрацией CO₂ действует на сок с высокой концентрацией извести, что дает лучшие по качеству соки по сравнению с непрерывным методом.In the known installation, conditions have been created for obtaining a finely divided precipitate of calcium carbonate, on the surface of which nesugar is adsorbed more efficiently because at the very beginning of the saturation process a gas with a high concentration of CO ₂ acts on a juice with a high concentration of lime, which gives juices that are better in quality than continuous method.

Недостаток известной установки заключается в образовании большого количества пены и вследствие этого невозможность снижения температуры процесса до оптимальной 60…70°С, при которой увеличивается растворимость Ca(OH)₂, а следовательно и увеличивается скорость и эффективность адсорбции. К недостаткам можно отнести низкий коэффициент утилизации диоксида углерода 50-55%.A disadvantage of the known installation is the formation of a large amount of foam and, as a result, the inability to lower the process temperature to the optimal 60 ... 70 ° C, at which the solubility of Ca (OH) ₂ increases, and therefore the speed and efficiency of adsorption. The disadvantages include a low utilization rate of carbon dioxide of 50-55%.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффекта очистки и увеличении коэффициента использования диоксида углерода.The technical result of the invention is to increase the cleaning effect and increase the utilization rate of carbon dioxide.

Для достижения этого результата в предложенной установке для периодической сатурации сахарсодержащего раствора, включающей три вертикально установленных сатуратора, корпус каждого из которых снабжен патрубком подачи сока, барботером подачи сатурационного газа и трубопроводом с вентилем для отвода отсатурированного сока в сборник, в корпусе каждого сатуратора установлен в верхней части соосно--цилиндрический предсатуратор, имеющий отверстие для перелива сока на верхнем торце корпуса, и снабженный барботером подачи сатурационного газа, расположенным в нижней части корпуса предсатуратора, при этом патрубок подачи сока размещен над указанным барботером, причем корпус каждого сатуратора снабжен патрубком подачи воздуха для создания и поддерживания в надсоковом пространстве давления газовоздушной смеси 0,5-0,8 МПа.To achieve this result, in the proposed installation for periodic saturation of a sugar-containing solution, including three vertically mounted saturators, each of which is equipped with a juice supply nozzle, a saturation gas supply bubbler and a pipe with a valve to divert the saturated juice to the collector, is installed in the upper case of each saturator part coaxial - cylindrical presaturator having a hole for overflow of juice on the upper end of the housing, and equipped with a bubbler supply saturation g per disposed on the bottom predsaturatora, the feed juice is placed over said tube bubbler, wherein each housing is provided with air saturator feed pipe to create and maintain a pressure space nadsokovom gas mixture of 0.5-0.8 MPa.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображен общий вид установки и на фиг.2 - продольный разрез аппарата.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows a General view of the installation and figure 2 is a longitudinal section of the apparatus.

Установка для периодической сатурации сахарсодержащего раствора, включающая три вертикально установленных сатуратора 1, 2, 3, корпус каждого из которых снабжен патрубком подачи сока 4, барботером подачи сатурационного газа 5 и трубопроводом 6 с вентилем 7 для отвода отсатурированного сока в сборник 8, в корпусе каждого сатуратора установлен в верхней части соосно-цилиндрический предсатуратор 9, имеющий отверстие для перелива сока на верхнем торце корпуса, и снабженный барботером подачи сатурационного газа 10, расположенным в нижней части корпуса предсатуратора, при этом патрубок подачи сока размещен над указанным барботером, причем корпус каждого сатуратора снабжен патрубком подачи воздуха 11 для создания и поддерживания в надсоковом пространстве давления газовоздушной смеси 0,5-0,8 МПа. На крышке каждого корпуса установлены патрубок 12 отработанного газа, а под указанной крышкой установлен каплеотбойный зонт 13. В верхней части корпуса установлены решетки 14.Installation for periodic saturation of a sugar-containing solution, including three vertically mounted saturators 1, 2, 3, each of which is equipped with a juice supply pipe 4, a saturation gas supply bubbler 5 and a pipe 6 with valve 7 for draining the juice of juice in the collection 8, in each case a saturator is installed in the upper part of the coaxial-cylindrical pre-saturator 9, having a hole for overflowing juice on the upper end of the housing, and equipped with a saturation gas supply bubbler 10 located in the lower part of the Pusa predsaturatora, the feed juice is placed over said tube bubbler, wherein each housing is provided with a carbonator air supply pipe 11 for establishing and maintaining a pressure space nadsokovom gas mixture of 0.5-0.8 MPa. An exhaust gas pipe 12 is installed on the cover of each case, and a drop-off umbrella 13 is installed under the cover. Grilles 14 are installed in the upper part of the case.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Сахарсодержащий раствор (дефекованный сок) по патрубку 4 подается в нижнюю часть предсатуратора 9. Сатурационный газ подается в барботеры 10 и смешивается с раствором. Далее жидкостно-газовая смесь под давлением поступающего сока переливается через верхний край корпуса предсатуратора через решетки 14 в нижнюю часть корпуса аппарата 3, где происходит дополнительная обработка сатурационным газом, подаваемым в барботеры 5 до заданного значения pH₂₀. Двухступенчатая обработка дефекованного сока сначала в предсатураторе и далее в основном сатураторе позволяет достичь более интенсивного смешения жидкостно-газовой смеси и ускорить процесс растворения диоксида углерода в дефекованном соке. Отсатурированный сок по патрубку 6 при открытом клапане 7 отводится в сборник 8. Во время наполнения аппарата и окончательной обработки сатурационным газом в верхней части аппарата поддерживается избыточное давление 0,5-0,8 МПа газовоздушной смеси. Работа при повышенном давлении в надсоковой части аппарата позволяет гасить пенообразование и понизить температуру процесса до 60…70°C, при котором значительно ускоряется процесс образования карбоната кальция, что увеличивает эффективность адсорбции несахаров и следовательно увеличивает эффект очистки. Это давление обеспечивается подачей воздуха через патрубок 11. Отработанный газ отводится через патрубок 12. Отделение увлекаемых газом капель осуществляется каплеотбойным зонтом 13. После окончательного спуска аппарата клапан 7 закрывается и цикл повторяется. В то время когда аппарат 1 заполняется соком, в аппарате 2 происходит окончательная сатурация, а из аппарата 3 отсатурированный раствор спускается в сборник 8. Установка обеспечивает непрерывность производственного потока при периодическом режиме в отдельных аппаратах.Sugar-containing solution (defecated juice) is supplied through pipe 4 to the lower part of pre-saturator 9. Saturation gas is supplied to bubblers 10 and mixed with the solution. Next, the liquid-gas mixture under pressure of the incoming juice is poured through the upper edge of the pre-saturator body through the grilles 14 to the lower part of the apparatus 3 body, where additional processing with saturation gas takes place, supplied to the bubblers 5 to a predetermined pH value of ₂₀ . Two-stage processing of the defecated juice first in the pre-saturator and then in the main saturator allows to achieve more intensive mixing of the liquid-gas mixture and to accelerate the process of dissolution of carbon dioxide in the defecated juice. The saturated juice through the nozzle 6 with the open valve 7 is discharged into the collection 8. During filling of the apparatus and final treatment with saturation gas, an overpressure of 0.5-0.8 MPa of the gas-air mixture is maintained in the upper part of the apparatus. Operation at elevated pressure in the supra-juice part of the apparatus allows to suppress foaming and lower the process temperature to 60 ... 70 ° C, at which the formation of calcium carbonate is significantly accelerated, which increases the efficiency of adsorption of non-sugars and therefore increases the cleaning effect. This pressure is provided by the air supply through the pipe 11. The exhaust gas is discharged through the pipe 12. The droplets entrained by the gas are separated by a drop-off umbrella 13. After the device is finally lowered, the valve 7 closes and the cycle repeats. While the apparatus 1 is filled with juice, the final saturation takes place in the apparatus 2, and from the apparatus 3 the saturated solution is lowered into the collector 8. The installation ensures the continuity of the production flow during periodic operation in separate apparatuses.

Таким образом, в предложенной установке созданы оптимальные условия для образования мелкодисперсного осадка в условиях быстрой сатурации, которая является следствием снижения температуры процесса и лучшего растворения Ca(OH)₂ при снижении температуры (А.Р.Сапронов, Технология сахарного производства. М.: Колос, 1998, с 135). Проведение процесса под повышенным давлением увеличивает парциальное давление диоксида углерода, что, согласно закону Генри, увеличивает лимитирующий процесс сатурации - растворение углекислого газа. Образующийся мелкодисперсный осадок карбоната кальция обладает высокой адсорбционной способностью, позволяющей достичь высокого эффекта очистки.Thus, the proposed installation created optimal conditions for the formation of a fine precipitate under conditions of rapid saturation, which is the result of a decrease in the process temperature and better dissolution of Ca (OH) ₂ with a decrease in temperature (A.R. Sapronov, Sugar production technology. M .: Kolos , 1998, p. 135). Carrying out the process under increased pressure increases the partial pressure of carbon dioxide, which, according to Henry's law, increases the limiting process of saturation - the dissolution of carbon dioxide. The resulting fine precipitate of calcium carbonate has a high adsorption capacity, which allows to achieve a high cleaning effect.

Увеличение растворимости диоксида вследствие проведения процесса под повышенным давлением, проведение процесса при пониженной температуре и гидродинамические условия в аппаратах увеличивают коэффициент использования диоксида углерода до 90-95%.The increase in the solubility of the dioxide due to the process under high pressure, the process at low temperatures and the hydrodynamic conditions in the apparatus increase the utilization of carbon dioxide to 90-95%.

Claims

Installation for periodic saturation of a sugar-containing solution, including three vertically installed saturators, each of which is equipped with a juice supply nozzle, a saturation gas supply bubbler and a pipe with a valve for draining the juice of juice in the collector, characterized in that it is coaxially mounted in the upper part of each saturator a cylindrical pre-saturator having an opening for juice overflow on the upper end of the housing, and equipped with a saturation gas supply bubbler located in the lower parts of the pre-saturator body, with the juice supply pipe located above the bubbler, the body of each saturator equipped with an air supply pipe to create and maintain a pressure of the gas-air mixture of 0.5-0.8 MPa in the suction cup.