Дифузійний апарат нахиленого типу

Реферат: Дифузійний апарат нахиленого типу складається з корпусу секційного типу з паровими камерами, розсікача потоків, встановленого в верхній частині по всій довжині, завантажувальної шахти, сита для відбору соку, вивантажувального механізму, п'яти секційних гвинтових шнеків, що встановлені на паралельних валах всередині апарата. Розсікач розділений по довжині на рівні 2 секції перегородкою, в якому виконані патрубки подачі пари, відводу конденсату та неконденсованих газів. До бокових поверхонь розсікача та першої парової камери приєднані теплообмінні трубки, що знаходяться вище витків гвинтових шнеків на 100-150 мм. В теплообмінних трубках вварені теплові трубки так, що їх осі паралельні осям привідних валів гвинтових шнеків. UA 122189 U (54) ДИФУЗІЙНИЙ АПАРАТ НАХИЛЕНОГО ТИПУ UA 122189 U UA 122189 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до обладнання цукрової промисловості, а саме до дифузійних апаратів нахиленого типу для вилучення сахарози з бурякової стружки методом безперервної протитечійної дифузії. Найбільш близьким до запропонованого обладнання є дифузійний апарат нахиленого типу, що складається з корпусу секційного типу з паровими камерами, завантажувальної шахти, сита для відбору соку, вивантажувального механізму, причому всередині корпусу на паралельних привідних валах встановлені гвинтові шнеки, що виконані у вигляді концентричних стрічкових витків та приводяться в рух за допомогою приводів, що розташовані внизу та зверху дифузійного апарата [Гребешок СМ., Технологическое оборудования сахарных заводов. / С.М.Гребенюк.- Легкая и пищ. пр-ность, 1983, с. 143-144]. Недоліком дифузійного апарата нахиленого типу є низька температура сокостружкової суміші в його початкових секціях, що призводить до зниження продуктивності дифузійного апарата внаслідок низької швидкої дифузії сахарози в розчин та підвищеного її вмісту в жомі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення конструкції дифузійного апарата нахиленого типу за рахунок введення додаткових площ нагрівання в його 1-шу та 2-гу секції, що дозволить покращити прогрівання сокостружкової суміші до оптимальної температури по всьому поперечному перерізу. За рахунок цього буде досягатись максимальна швидкість екстрагування сахарози в воду, втрати сахарози в жомі значно зменшаться. Дифузійний апарат нахиленого типу складається з корпусу секційного типу з паровими камерами, розсікача потоків, встановленого в верхній частині по всій довжині, завантажувальної шахти, сита для відбору соку, вивантажувального механізму, п'яти секційних гвинтових шнеків, що встановлені на паралельних валах всередині апарата. Згідно з корисною моделлю, розсікач розділений по довжині на рівні 2 секції перегородкою, в якому виконані патрубки подачі пари, відводу конденсату та неконденсованих газів, а до бокових поверхонь розсікача та першої парової камери приєднані теплообмінні трубки, що знаходяться вище витків гвинтових шнеків на 100-150 мм, причому в теплообмінних трубках вварені теплові трубки так, що їх осі паралельні осям привідних валів гвинтових шнеків. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Стружка, яка подається в дифузійний апарат, повинна швидко прогріватися до оптимальної температури, при якій забезпечується інтенсивна екстракція сахарози в воду. Швидкість прогрівання стружки, відповідно і швидкість дифузії сахарози, можна збільшити за рахунок подачі в парові камери пари вищого потенціалу. Проте це може призвести до того, що бурякова стружка, яка знаходиться біля парових камер, під впливом високої температури розварюється, внаслідок чого утворюється мезга, забиваються пори між стружечками, погіршується її омивання екстрагентом. Прогрівання стружки по перерізу апарата не рівномірне, середні шари сокостружкової суміші знаходяться при низькій температурі. Досягти позитивного результату при цьому не вдається. Вирішити проблему нагрівання стружки в початкових секціях дифузійного апарата та її нерівномірного прогрівання по поперечному перерізу апарата можливо за рахунок встановлення додаткових площ нагрівання в вигляді частини розсікача, теплообмінних і теплових трубок. При подачі пари в розсікач, відбувається додаткове нагрівання сокостружкової суміші через його нижню та бокові теплообмінні поверхні, які контактують з сокостружковою сумішшю. Встановлення додаткової площі нагрівання у вигляді теплових трубок, що з'єднують розсікач з першою паровою камерою нагріву, також сприяє більш інтенсивному нагріванню в першій секції. Встановлення в теплообмінні трубки теплових передбачає додаткову площу нагрівання, чим забезпечується збільшення температури стружки до оптимальної в початкових секціях апарату. Так як осі теплових трубок паралельні осям привідних валів, то вони забезпечують рівномірне проходження сокостружкової суміші по довжині апарата без її прокручування разом зі шнеками, що дозволяє створити оптимальні умови для протитечійного екстрагування. Тобто, виконуються умови для інтенсивного проходження протитечійної екстракції при оптимальній температурі, в результаті чого покращиться екстрагування сахарози в воду і, відповідно, зменшаться її втрати в жомі (висолодженій стружці). Теплова трубка це теплопередавальний пристрій, робота якого ґрунтується на тому, що в закритих трубках знаходиться рідкий теплоносій. У частині теплової труби в зоні нагрівання, що зазнає теплового впливу, рідкий теплоносій випаровується з поглинанням теплоти, а в охолоджуваній частині теплової труби у зоні холодної сокостружкової суміші, конденсується з виділенням теплоти та її підігрівом, звідки конденсат стікає назад у зону нагрівання. Таким чином, сукупність запропонованих ознак дозволяє забезпечити в повному обсязі очікуваний технічний результат. 1 UA 122189 U 5 10 15 20 25 30 35 40 На фіг. 1 зображено загальний вигляд дифузійного апарата нахиленого типу з місцевим розрізом першої та другої секцій, на фіг. 2 зображені розсікач з теплообмінними трубками, в розрізі А-А, на фіг. 3 - розріз Б-Б. Дифузійний апарат нахиленого типу являє собою корпус 1 секційного типу з завантажувальною шахтою 2, всередині якого встановлені два шнеки 3, які приводяться в рух приводами 4, у верхній частині апарата встановлено вивантажувальний механізм 5, що приводиться в рух за допомогою мотор-редуктора 6. На корпусі 1 встановлені парові камери 7. В торцевій частині апарата зі сторони завантаження бурякової стружки знаходиться сито 8 для відбору соку. Розсікач 9, розділений перегородкою 10, має патрубки подачі пари 11, відводу конденсату 12 та неконденсованих газів 13. Теплообмінні трубки 14 з'єднують розсікач 9 з першою паровою камерою нагріву. В теплообмінні трубки вварені теплові трубки 15 так, що їх осі паралельні осям валів привідних шнеків. Працює дифузійний апарат нахиленого типу таким чином. Холодна стружка, потрапляє в дифузійний апарат через шахту 2, швидко підігрівається до оптимальної температури, при якій швидкість екстрагування сахарози максимальна, для чого в парові камери дифузійного апарата 7 подасться пара. Швидкість прогрівання стружки в початкових секціях дифузійного апарата збільшується при подачі пари також в розсікач 9. В ньому пара конденсується та віддає теплоту через бокові та нижню поверхні сокостружковій суміші. Конденсат видаляється через патрубок 12, а неконденсовані гази через патрубок 13. Пара потрапляє в теплообмінні трубки 14, які служать додатковою площею нагрівання верхньої частини апарата, де воно недостатнє. Пара в теплообмінних трубках частково віддає тепло тепловим трубкам, які також гріють сокостружкову суміш, та встановлені паралельно осям шнеків. При обертанні гвинтових шнеків 3, бурякова стружка не перемішується, а транспортується знизу до верху по довжині апарата, чим забезпечується протитечійний рух стружки та екстрагента. Теплообмінні трубки встановлені на 100-150 мм вище рівня шнеків. При розміщенні трубок нижче 100 мм збільшується ризик поломки внаслідок їх можливого зачіпання шнеками 3. При їх розміщенні так, що відстань від кромки шнеків до теплообмінної трубки буде більшою за 150 мм можлива ситуація, коли теплообмінні трубки будуть знаходитися вище рівня сокостружкової суміші в дифузійному апараті та своєї функції по нагріванню верхніх шарів суміші не будуть виконувати. Дифузійний сік через сито 8 в нижній частині апарата відводиться далі за технологічною схемою на виробництво. Що стосується форми виконання додаткових трубок (кругла, плоско-овальна, квадратна), то вона вибирається такої форми, щоб забезпечити найменший коефіцієнт лобового опору потоку сокостружкової суміші. Таким умовам відповідає загальноприйнята форма круглої або овальної труби. Технічний результат від використання запропонованого технічного рішення полягає в покращенні процесу дифузії сахарози з бурякової стружки в воду. Вихід цукру по заводу внаслідок більш повного висолодження бурякової стружки збільшиться, а втрати сахарози в жомі будуть мінімальні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Дифузійний апарат нахиленого типу, що складається з корпусу секційного типу з паровими камерами, розсікача потоків, встановленого в верхній частині по всій довжині, завантажувальної шахти, сита для відбору соку, вивантажувального механізму, п'яти секційних гвинтових шнеків, що встановлені на паралельних валах всередині апарата, який відрізняється тим, що розсікач розділений по довжині на рівні 2 секції перегородкою, в якому виконані патрубки подачі пари, відводу конденсату та неконденсованих газів, а до бокових поверхонь розсікача та першої парової камери приєднані теплообмінні трубки, що знаходяться вище витків гвинтових шнеків на 100-150 мм, причому в теплообмінних трубках вварені теплові трубки так, що їх осі паралельні осям привідних валів гвинтових шнеків. 2 UA 122189 U 3 UA 122189 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4