Пароструминний реактор для очищення дифузійного соку

MJK.C13D3/02 Пароструминний реактор для очищення дифузійного соку Винахід відноситься до обладнання цукрової промисловості для очищення дифузійного соку. Відомий апарат (АС.№8636Ж) СРСР 15.09.81) для попередньої дефекації дифузійного соку буряконукрового виробництва, який має вертикальний цилівдричний корпус з конічним днищем, обладнаний тангенпійно ПІДКЛЕОЧЄНИМІІ до корпусу- патрубком підведення дифузійного соку, і пристрій для підведення вапняного молюка, оснащений кавітаційними струминними змішувачами, підключеними до патрубків підведення і відведення соку, які необхідні для змішування соку; що надходить в апарат з рециркул яційним попередньодефекованим соком, соком першої сатурації і вапняним малюком. Недоліком даного апарату є рециркуляція попередньодефекованого соку, яка сприяє розкладанню цукрози в умовах високої лужності, а також значні витрати електроенергії для роботи кавітаційних струминних змішувачів. Найближчим технічним рішенням до запропонованого є пристрій (патент України №11056) для очищення дифузійного соку, який має циліндроконічний корпус, трубопровід для підведення дифузійного соку, патрубки для підведення пари та вапняного молока, парову камеру, патрубок підведення соку, трубки для введення пари в реакційну камеру. Недоліками даного пристрою є обробакння парою соку, який уже прореагував з вапняним молоком, парова камера відділена від реакційної лише одною перегородкою, яка з одного боку омивається соком, а з другого контактує з парою, внаслідок чого відбувається конденсація останньої на поверхні теплообміну. Тому пара яка поступає через трубки в реакційну камеру, вже має певну частину конденсату і меншу швидкість, іч як наслідок, незначну інжекцію в дифрорах, причому розполілення пари в реакційній камері пристрою відбувається в невеликому об'ємі від трубок підведення пари. Внаслідок цього оброблення парою підлягає лише невелика частина об"єму соку, яка далі змішується з рештою соку. Г£и підведенні вапняного можжа в потік дифузійного соку відбувається локальне перелужнення соку, яке негативно впливає на формування структури попередньодефекованого соку. Зацачою винаходу є створення конструкції пароструминного реактора для очищення дифузійного соку за рахунок попередньої активації дифузійного соку, яка відбувається при колапсі парових бульбашок, що рівномірно розподіляються в потопі соку за рахунок вдування водяної пари через сопла, забезпечення гідродинаміки потоку соку, що приведе до "жорсткого" колапсу парових бульбашок та інтенсивного змішування активованого ооку із згущеною суспензією соку другої сатурации використання якої на відміну від вапняного молока не призведе до жжалыюго перелужнення соку, та забезпечення хороших фільтращйночзедиметаіойних властивостей попередньодефекованого соку. Забезпечення поставленої задачі у запропонованому пароструминному реакторі для очищення дифузійного соку, який має щіліндроконічний корпус, -aпатрубки для підведення дифузійного соку, пари та вапняного молока, парову камеру, патрубок відведення соку, трубки для введення пари в реакційну камеру досягається тим, що цилщдрокошчнии корпус виконаний таким чином, що площа поперечного перерізу його зменшується по довжині і досягає найменшого ЇЇ значення в реакційній камері, яка поділена на дві частини, перша - камера змішування має циліндричну форму з розміщеними на вході із зазором до стінки камери трубками підведення водяної пари, друга - реакційна у вигляді дифузора, трубки для підведення водяної пари розміщені паралельно осі камери змішування і закінчуються соплом прямокутної форми, із співвідношенням висоти до ширини зрізу сопла в межах від 1:7 до 1:10, площа поперечного перерізу якого дорівнює площі поперечного перерізу трубки для підведення пари, парова камера виконана у вигляді колектора який не має поверхні теплообміну з дифузійним соком, до якого підключені трубки підведення пари в реакційну камеру, кінець трубопроводу для підведення згущеної суспензії має хрестоподібний пристрій для рівномірного її розподілу по всій площі поперечного перерізу реакційної камери, виконаний у вигляді чотирьох елементів, гир мають форму прямокутної призми, основою якої є прямокутний трикутник з відкритою гранню з боку дифузора і прикріплених до трубопроводу згущеної суспензії, закритою з одного боку, а в місці кріплення призми і трубопроводу є поздовжня щілина по довжині призми для виходу суспензії. Фзрма цгіліндроконічного корпусу виконана таким чином, щоб швидкість потоку постійно зростала і набула максимального значення в камері змішування парової фази з рідкою. Парова фаза буде підводитись у потік дифузійного соку через сопла прямокутної форми, співвідношення висоти до ширини зрізу сопла було у межах від 1:7 до 1:10. Завдяки цьому факел пари буде розпадатись на парові бульбашки малих розмірів. Швидкість потоку дифузійного соку в камері змішування вибирається такою, щоб парові бульбашки не сплескувачись в останній, а досягали розмірів, при яких відбувається ''жорсткий " їх колапс у реакційній камері, у якій швидкість потоку зменшз^ється, а тиск зростає. Колапс парових бульбашок супроводжується фізико-хімічними ефектами, внаслідок яких відбувається активація дифузійного соку. Конструкція пристрою для розподілу суспензії дозволяє розподіляти її у потоці дафузійного соку у двох взаємно Пфпендикулярних площинах, а наявність великої турбулізації потоку в камері зміщування сприяє рівномірному розподілу твердої фази суспензії по всьому об'єму реакційної камери, де відбувається взаємодія активованого дифузійного соку із згущеною суспензією соку другої сатурації, значення рН якої менше за рН вапняного молока, і, як наслідок, віжлючається локальне перелужнення соку; що негативно впливає на фізико-хімічні властивості юпередньодефекованого соку. На фіг. 1 схематично зображено повздовжній розріз пароструминного реактора, на фіг. 2 - розріз А-А по фіг.1, на фіг.З - конструкція пристрою для розподілу згущеної суспензії. Пароструминний реактор для очищення дифузійного соку складається з щшндроконічного корпусу 1, з патрубків підведення дифузійного соку 2 та відведення обробленого соку 3, парової камери 4 у вигляді колектора пари 5, до -3якого приєднано патрубок підведення пари 6 та трубки підведення пари 7, що з'єднані соплом 8 прямокутної форми із співвідношенням висоти до ширини зрізу сопла у межах від 1:7 до 1:10, трубопровода підведення згущеної суспензії 9, який заганчується пристроєм розподілу суспензії 10. Пристрій для розподілу суспензії складається з чотирьох елементів у вигляді прямої прямокутної призми 11, основою якої є прямокутний трикутник, з відкритою гранню з боку дифузора і прикріплених до трубопроводу згущеної суспензії 9, закритого з одного боку, а в місці кріплення призми і трубопроводу є поздовжня щілина по довжині призми для виходу суспензії. У циліндроконічному корпусі 1 є дві камери: циліндрична змішування 12 та реакційна 13 у вигляді дифузора, де у першу із них заведено сопла для пари 8. Пароструминний реактор працює таким чином. Дифузійний ак через патрубок 2 надходить у ц^тавдрокотчний корпус 1. де його швидкість збільшується до 6-8 м/с у камері змішування 12. Сюди через трубки 7 та сопла 8 із колектора 5, в які надходить пара через патрубок, подається водяна пара, яка створює на виході із нього паровий факел При виході пари із значною швидкістю відбувається коливання сопла 8. Внаслідок коливання сопла створюються сприятливі умови для розгщцу факелу пари на парові бульбашки малих розмірів, які рівномірно розподіляються в потопі дифузійного соку в камері змішування 12 Таким чином, у потоці соку за соплами пари 8 виникає режим бульбашкової кавітації по всьому перерізу камери змішування. В реакційнш камері 13 відбувається колапс парових бульбашок при підвищеному тиску, внаслідок якого відбувається активація дифузійного соку. Тут же відбувається взаємодія активованого соку із згущеною суспензією соку другої сатурації, яка надходить у реакційну камеру 13 через прямокутну призму 11 пристрою для розподілу суспензії 10, який приєднаний до трубопроводу підведення суспензії 8. Оброблений, таким чином, сік у реакційній камері 13 виходить із апарату через патрубок відведення обробленого соку 3. При колапсі парових бульбашок виникають фізико-хімічні ефекти, що призводять до структурних перетворень високомолекулирішх сполук дифузійного соку, які при цьому деякий час знаходяться в активному стані, а також значний теплообмін на поверхні парових бульбашок, що сприяє збільшенню швидкості реакції взаємодії високомолекулярних сполук соку із згущеною суспензією соку другої сатурації та більш повному їх видаленню із соку в нерозчинному стані. Це дає змогу отримати осад соку попередньої дефекації, який стійкий до негативної дії високої лужності та температури на подальших етапах очища ЕНЯ, добрі 4іяьтраідйночздимеетаційні властивості попередньодефекованого соку та збільшити ефективність очищення дифузійного соку з одночасним зменшенням витрат вапна реактор Ъ/is соху Л-А іо A.M. tf П M t M.Q. N.H.