Сатуратор для бурякоцукрового виробництва

Сатуратор для бурякоцукрового виробництва, який містить вертикальну ємкість, розміщений в її середині стакан з лопаневим сепаратором газу у 36487 розпаді переходить в газові бульбашки, які разом з кавітаційними насичують те хнологічний потік. Кумулятивні мікрострумки, що утворюються при захлопуванні кавітаційних бульбашок в зоні стабілізованого тиску, подрібнюють газові бульбашки. При цьому руйн уються дифузійні поверхневі шари на їх поверхнях, поверхні постійно оновлюються, а реакції масообміну прискорюються і поглиблюються. Через це переважна частина вуглекислого газу, який входить до складу сатураційного, вступає в реакцію з дрібнодисперсними частинками залишкового вапна, що містяться в дефекованому соку. Внаслідок цього, в оброблюваному соку утворюються частинки СаСО3, на поверхні яких адсорбуються нецукри. Попадаючи по трубопроводу, який тангенційно підведено в нижню частину стакана, що міститься всередині ємкості сатуратора, технологічний потік турбулізується, закручується і перерозподіляється. За таких умов додатково інтенсифікуються реакції масообміну в трифазній системі "сік-газ-тверді частинки соку", а газ, який не прореагував, концентрується в осьовій області стакана. Лопаневий сепаратор газу, розташований в верхній частині стакана, сприяє додатковому виділенню залишків газу, що не прореагував, який концентрується в надрідинному об’ємі ємкості сатуратора. Внутрішня циркуляція дефекованого соку в ємкості сатуратора виникає за рахунок різниці щільності соку в стакані і в кільцевому просторі між ним і ємкістю. Це створює умови для агрегатування частинок осаду соку до розмірів, оптимальних для подальшого фільтрування. Відносно крупні тверді агрегати, які виникають при обробленні соку, осаджуються в кільцевому просторі між стаканом і ємкістю, накопичуються в нижній частині сатуратора і періодично відводяться. Частина соку, яка містить дрібнодисперсні частинки осаду, через патрубок відведення відводиться з сатуратора в відстійник і подається для подальшого оброблення. Основна маса соку з .дрібними, недостатньо розвиненими частинками СаСО3 надходить в циркуляційний контур для подальшого оброблення в кавітаційному змішувачі. Додатковий циркуляційний контур сполучено з патрубком відведення соку і певна кількість очищеного соку засмоктується насосом і подається в додатковий кавітаційний змішувач. В цей пристрій через трубопровід, сполучений з надрідинним об’ємом ємкості, подається сатураційний газ, який не прореагував. Такий характер оброблення обумовлює багаторазовість кавітаційної дії на середовище, сприяє суттєвому збільшенню швидкості масообмінних процесів, інтенсифікує утворення частинок СаСО3 і поліпшує адсорбцію нецукрів на їх поверхні. При цьому якість сатурованого соку покращується, а до процесу його оброблення залучається практично весь сатураційний газ. Технічна суть і принцип роботи запропонованого сатуратора для бурякоцукрового виробництва пояснюється кресленням, на якому зображена його принципова схема (див. фігур у). Сатуратор для бурякоцукрового виробництва містить вертикальну ємкість 1. В її середині розміщено стакан 2. В верхній частині стакана 2 знаходиться лопаневий сепаратор газу 3. До нижньої частини стакана 2 тангенційно підведено циркуляційний трубопровід 4 з насосом 5, за яким встано влено кавітаційний змішувач 6 для змішування дефекованого соку та сатураційного газу. Дефекований сік підводять в циркуляційний трубопровід 4 через патрубок підведення 7, а оброблений в сатураторі сік відводиться через патрубок відведення 8. Сатураційний газ подається в кавітаційний змішувач 6 через патрубок 9 і може відводитись з сатуратора через патрубок відведення 10. Сатуратор об'єднаний додатковим циркуляційним контуром 11, який містить насос 12 і встановлений за ним додатковий кавітаційний змішувач 13 для змішування оброблюваного соку і газу. Додатковий циркуляційний контур 11 з'єднано з патрубком відведення соку 8 і ємкістю 1. Додатковий кавітаційний змішувач 13 сполучено трубопроводом 14 з надрідинним об'ємом 15 ємкості 1 для підведення сатураційного газу, що не прореагував, в кавітаційний змішувач 13. Сатуратор для бурякоцукрового виробництва працює таким чином. Дефекований сік, який підлягає сатураційному обробленню, через патрубок підведення 7 надходить в циркуляційний контур 4, засмоктується насосом 5 і поступає в кавітаційний змішувач 6. В останньому, завдяки особливостям його конструкції, штучно створюється гідродинамічна кавітація. Вона характеризується розривом суцільності середовища і утворенням вакуумної кавітаційної каверни. Переміщуючись в потоці, каверна розпадається і утворює бульбочкове кавітаційне поле. При роботі кавітаційного змішувача 6 через патрубок 9 в нього підводиться сатураційний газ. Газ засмоктується в вакуумну каверну, заповнює її, а при розпаді каверни переходить в газові бульбашки. Разом з кавітаційними, газові бульбашки насичують те хнологічний потік в об'ємі кавітаційного змішувача 6. При захлопуванні кавітаційних бульбашок виникають кумулятивні мікрострумки, які мають високий енергетичний потенціал Як відомо, локальні тиски, які створюються при захлопуванні кавітаційної бульбашки, становлять 103 МПа, що сприяє інтенсивному подрібненню газових бульбашок і руйнуванню їх поверхневих дифузійних шарів. Такі умови прискорюють масообмін, а, оскільки до реакції залучається практично весь сатураційний газ, глибина реакції збільшується. За таких умов, вуглекислий газ, що входить до сатураційного, вступає в реакцію з дpiбнoдиcпepсними частинками залишкового вапна, які містяться в дефекованому соці. Це сприяє утворенню частинок CaCO3, на поверхні яких осаджуються (адсорбуються) нецукри, що містяться в соку, внаслідок чого сік очищується. По трубопроводу, який входить в циркуляційний контур 4 і тангенційно підведений в нижню частину стакана 2, встановленого в середині ємкості 1, потік попадає в стакан 2. При цьому потік інтенсивно турбулізується, закручується і перерозподіляється, що додатково інтенсифікує реакції масообміну в об'ємі оброблюваного соку. Сатураційний газ, що не прореагував, зосереджується в осьовій області стакана 2, в подальшому відокремлюється в лопаневому сепараторі 3, що знаходиться у верхній частині стакана 2, і накопичується в надрідинному об'ємі 15 ємкості 1 сатуратора. В ємкості 1 сатуратора, внаслідок різниці щільності соку в стакані 2 і в кільцевому просторі між стаканом 2 і внутрішньою стінкою ємкості 2 36487 1, виникає внутрішня циркуляція оброблюваного соку, що постійно оновлює поверхню масообміну і сприяє перерозподілу частинок СаСО3 в об'ємі соку. Тим самим додатково створюються сприятливі умови для адсорбування нецукрів на їх поверхні. Крім того, відносно крупні агрегати осаду накопичуються в нижній частині ємкості 1 і періодично відводяться. Дрібні частинки осаду з розмірами, оптимальними для подальшого фільтрування, разом із соком відводяться через патрубок відведення 8 з ємкості 1 сатуратора в відстійник 16 для подальшого оброблення. Конструкцією сатуратора передбачається, що основна частина соку з дрібними і недостатньо розвиненими частинками СаСО3 надходить в циркуляційний контур 4 для подальшого аналогічного оброблення в кавітаційному змішувачі 6. Такі умови сприяють багаторазовому проходженню частинок осаду через кавітаційну зону в змішувачі 6, внаслідок цього процес осадження (адсорбіції) нецукрів на поверхні частинок СаСО3 активізується. Інтенсифікація процесу сатурації досягається розміщенням в сатураторі додаткового циркуляційного контуру 11 з насосом 12 і додатковим кавітаційним змішувачем 13. Внаслідок цього, оброблений попередньо сік піддається додатковому обробленню, що сприяє більш повному його очищенню від нецукритів. Оскільки додатковий циркуляційний контур 11 сполучено з патрубком відведення соку 8, певна частина соку подається насосом 12 в кавітаційний змішувач 13. В змішувачі 13 потік, який надходить в вакуумну кавітаційну каверну, що утворюється в змішувачі 13, через трубопровід 14, сполучений з надрідинним об'ємом 15, в якому накопичується сатураційний газ, що не прореагував. Після оброблення в додатковому циркуляційному контурі 11 сік попадає в ємкість 1 сатуратора і переміщується з основною масою соку. Очевидно, що запропонований характер оброблення забезпечує багаторазовість (багатократність) кавітаційної дії на сік, сприяє суттєвому прискоренню масообмінних процесів в об'ємі середовища, інтенсифікує утворення частинок СаСО3 і осадження нецукрів на їх поверхні. Останнє призводить до поліпшення якості очищення соку, причому сатураційний газ, який подають для забезпечення процесу, використовується практично без витрат. Застосування запропонованого сатуратора для бурякоцукрового виробництва в промисловості дозволить підвищити коефіцієнт використання газу і поліпшити якість очищення соку. Фіг. 3 36487 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4