Сатуратор для цукрової промисловості

Реферат: UA 98341 U UA 98341 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання для цукрового виробництва і може бути використана при очищенні цукрового розчину вуглекислотно-вапняковим способом. Найближчим аналогом до корисної моделі є сатуратор цукрового розчину [Патент 101984 UA, МПК С13В 20/00 (2013.01) Сатуратор цукрового розчину / Салманов І.С., Пономаренко В.В., Люлька Д.М.; заявник Національний університет харчових технологій. - № а 2011 02601; заявл. 09.03.2011; опубл. 27.05.2013, Бюл. № 10, 2013 p.], виконаний в вигляді циліндричного корпусу з конічним днищем і розширеною верхньою частиною, патрубками для підводу цукрового розчину в верхній частині сатуратора та для відведення обробленого розчину з нижньої частини сатуратора через переливний ящик та патрубком для підведення сатураційного газу в конічну частину сатуратора і його відведення зверху. Всередині циліндричної частини та конічного днища сатуратора розміщена гумова вставка, що прикріплена зверху по периметру вище рівня соку до внутрішньої поверхні циліндричного корпусу сатуратора, а знизу, до конічного днища вище патрубків підведення сатураційного газу. Тобто, між корпусом та гумовою вставкою утворена герметична камера, причому до внутрішньої сторони циліндричного корпусу приварені металеві кільця, а саме герметична камера має знизу патрубок для підведення сатураційного газу, зверху - для відведення, який з'єднаний з патрубком для підведення сатураційного газу в конічну частину сатуратора. Недоліком найближчого аналога є низька надійність роботи сатуратора, так як при порушенні цілісності гумової вставки сатуратор необхідно зупиняти, в цьому випадку можливий "проскок" сатураційного газу (особливо при пориві гумової вставки в верхній частині), сік може бути не оброблений. Крім того, такий сатуратор має підвищений гідравлічний опір для проходу сатураційного газу із секції в секцію через металеві кільця. Крім того значним недоліком такого сатуратора є низьке використання СO2 з сатураційного газу та низька швидкість сатурації, що, як відомо, приводить забруднення атмосфери діоксидом вуглецю та низького степеня очищення цукрового розчину від нецукрів. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення надійності роботи апарата, збільшення використання СО2 з сатураційного газу та швидкості сатурації, а отже і покращення якості очищення соку. Поставлена задача вирішується тим, що сатуратор для цукрової промисловості виконаний у вигляді циліндричного корпусу з розширеною верхньою частиною і конічним днищем та оснащений всередині гумовою вставкою, що прикріплена зверху по периметру вище рівня соку до внутрішньої поверхні циліндричного корпусу сатуратора, а знизу, до конічного днища вище патрубків підведення сатураційного газу в апарат та разом утворюють герметичну камеру, а сама камера має патрубки для підведення сатураційного газу та відведення його в патрубок подачі сатураційного газу в сатуратор та видалення його з верхньої частини апарата, який також має патрубки для підведення цукрового розчину в верхню частину сатуратора та для відведення обробленого розчину з його нижньої частини через переливний ящик, згідно з корисною моделлю, гумова вставка сатуратора складається з 3-6 герметичних камер, які з'єднані з розподільником для почергової подачі сатураційного газу окремо в кожну з камер. Відомо, що в процесі хімічної реакції між гідроксидом кальцію та діоксидом вуглецю, яка відбувається в робочій камері сатуратора, утворюється молекулярний карбонат кальцію (СаСО3), який внаслідок пересичення його в розчині утворює кристалічну структуру та має при цьому максимальний адсорбційний ефект. При високій швидкості сатурації утворюється більша кількість кристалічного карбонату кальцію і досягається вища степінь очищення цукрового розчину від нецукрів. Осад утворюється в об'ємі розчину і відкладається на стінках апарата, в якому відбувається сатурація, зменшуючи його переріз. При наявності всередині апарата будьяких пристроїв для розподілення газу та газової суміші карбонат кальцію відкладається і на цих пристроях, що приводить до зупинки апарата для його очищення. Проблема утворення накипу на внутрішніх поверхнях сатуратора вирішена встановленням всередині апарата гумової вставки, внаслідок вібрації якої осад, що утворився на ній, відлущується. Однак при прориві гумової вставки, особливо в верхній частині сатуратора, апарат підлягає негайній зупинці для ремонту, оскільки в цьому випадку сатураційний газ проходить через порив в корпус апарата і, майже не контактуючи з соком, видаляється в атмосферу. Коефіцієнт утилізації СО 2 при цьому мінімальний. Надійність роботи такого апарата низька. Для підвищення надійності роботи сатуратора гумова вставка робиться секційною з кількістю секцій в межах від 3 до 6. Мінімальна кількість камер забезпечує більш ніж 50 % надійність роботи апарата. Кількість герметичних камер більше шести викликає збільшення матеріальних затрат при незначному збільшенні надійності та ефективності. Крім надійності роботи апарата слід враховувати позитивний ефект від пульсацій гумової вставки та його вплив на газорідинне середовище. 1 UA 98341 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пульсації гумової вставки створюються шляхом встановлення газового пульсатора, що подає сатураційний газ почергово в кожну секцію. Пульсації газу сприяють ефективному відлущуванню карбонатних нашарувань від поверхні гумової вставки зі сторони розчину. Пульсаційна подача газу в герметичні камери створює сприятливі умови для масообмінних процесів, що відбуваються в газорідинному середовищі. Газова бульбашка, яка барботує через шар соку, піддається деформації внаслідок дії пульсацій гумової вставки, що приводить до покращення оновлення її поверхні, а отже і до покращення масообміну між СО 2 та розчиненим Са(ОН)2 з утворенням карбонату кальцію. Це сприяє збільшенню швидкості сатурації цукрового розчину, покращенню ефективності очищення його від нецукрів. При наявності трьох герметичних камер та почерговій подачі сатураційного газу послідовно в кожну камеру створюються кругові пульсації. При кількості камер шість подача сатураційного газу здійснюється одночасно в дві протилежні камери, чим створюються кругові пульсації на бульбашку одночасно з двох сторін. При пориві гумової вставки ця секція виключається з роботи шляхом перекриття газових вентилів, що подають газ в секцію. Апарат може продовжувати роботу без зупинки виробництва. Таким чином, наявність гумових вставок всередині сатуратора та пульсаційна подача сатураційного газу дозволяють створити пульсації газорідинного середовища, що приводить до оновлення поверхні масообміну та прискорює процес сатурації. Використання СО 2 з сатураційного газу підвищується. Збільшується ефективність очищення розчинів від нецукрів. Вібрація гумової вставки сприяє відшаруванні накипу карбонату кальцію, що утворюється в об'ємі сатуратора. Наявність кількох пульсаційних камер збільшує надійність роботи апарата завдяки можливості оперативного перекриття камери, що вийшла з ладу і продовження роботи апарата без зупинки. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг 1 зображений поздовжній переріз сатуратора для цукрової промисловості, на фіг. 2 - переріз Б-Б циліндричної частини сатуратора. Сатуратор складається з циліндричного корпусу 1, конічного днища 2 та розширеної верхньої частини 3. Всередині сатуратора встановлена розподільча тарілка 4 для дефекованого цукрового розчину, який подається в сатуратор через патрубок подачі 5. Сатураційний газ подається через патрубки 6 в газовий колектор 7, з якого патрубками 8 (на кресленні позначений один) через клапани 9 потрапляє в камеру 10. Камера утворена циліндричним корпусом сатуратора 1 та гумовою вставкою 11, яка поздовжньо, а також в верхній та нижній частинах герметично прикріплена до внутрішньої сторони відповідно циліндричної та конічної частини сатуратора. Знизу в конічній частині сатуратора кожна герметична камера з'єднана з відповідним відводом сатураційного газу 12 в конічну частину сатуратора 2. Відпрацьований сатураційний газ видаляється в атмосферу через патрубок 13. Рівень соку в сатураторі підтримується переливним ящиком 14. Корисна модель працює наступним чином. Дефекований цукровий розчин через патрубок подачі 5 надходить на розподільчу тарілку 4 і звідти рівномірно розподіляється по перерізу сатуратора. Сатураційний газ подається через патрубок заводської комунікації 6 в колектор 7. З колектора газ патрубками 8 при відкритих заслінках 9 потрапляє в відповідну герметичну камеру 10. При наявності шести камер (як показано на рис.) подача сатураційного газу відбувається одночасно в дві протилежні камери, що забезпечується відкритими вентилями. Інші вентилі в цей час закриті. Подача сатураційного газу викликає пульсацію гумової вставки, що є запорукою того, що накип, який зміг відкластись на внутрішній поверхні гумової вставки, відлущиться. З нижньої частини камери сатураційний газ через патрубок 12 потрапляє безпосередньо в котел сатуратора. Вхід газу може бути виконаний тангеційно, як це зроблено в типових сатураторах (показано на рис), або подаватись в барботери. Сатураційний газ барботує через шар соку, що підтримується в сатураторі положенням переливного ящику. При своєму русі вгору бульбашки газу пульсують під дією пульсацій гумової вставки 11, в камеру якої подавався сатураційний газ. При зміні камер, в які подається сатураційний газ, пульсація діє на бульбашку з іншої сторони. Таким чином на газову бульбашку діють пульсації, що викликають оновлення поверхні контакту фаз, що, як відомо, викликає прискорення процесу масоперенесення, тобто прискорення процесу сатурації. При цьому прискорюються процеси утворення карбонату кальцію з наступним утворенням кристалічної структури та високою адсорбційною здатністю, чим і забезпечується висока степінь очищення цукрового розчину від нецукрів. 2 UA 98341 U 5 10 15 Подача сатураційного газу у відповідні камери здійснюється при відкритих заслінках 9, контроль відкривання та закривання яких може здійснювати у відповідності до закладеної програми будь-який пульсатор. У випадку, якщо будь-яка з камер розгерметизується (порив гумової вставки), ця камера може бути легко виключена з роботи шляхом перекривання заслінки 9. В роботі залишаються другі камери, при цьому змінюється лише місце утворення пульсацій, ефект від дії пульсацій на барботуючу бульбашку залишається незмінним. Таким чином, надання пульсуючого руху гумовій вставці шляхом почергового подання сатураційного газу в камери, утворені гумовою вставкою та циліндрично-конічною частиною апарата, виключає відкладання накипу на внутрішніх поверхнях апарата, тобто площа поперечного перерізу сатуратора не зменшується, а отже не зменшується і продуктивність апарата. Позитивний вплив пульсацій на перехід діоксиду вуглецю з бульбашок сатураційного газу в дефекований сік, внаслідок пульсацій гумової вставки призводить до прискорення процесу сатурації, а отже і до покращення очищення соку від нецукрів. Технічний результат полягає у зменшенні вірогідності зупинки заводу для проведення операції очищення сатуратора від накипу, забезпеченні сталої продуктивності та покращенні якості очищення дефекованого соку, що призведе до збільшення виходу цукру на заводі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Сатуратор для цукрової промисловості, що виконаний у вигляді циліндричного корпусу з розширеною верхньою частиною і конічним днищем та оснащений всередині гумовою вставкою, що разом утворюють герметичну камеру з патрубками для підведення та відведення з неї сатураційного газу в нижню частину сатуратора та видалення його зверху апарата, який також має патрубки для підведення цукрового розчину в верхню частину сатуратора та для відведення обробленого розчину з його нижньої частини через переливний ящик, який відрізняється тим, що гумова вставка сатуратора складається з 3-6 герметичних камер, які з'єднані з розподільником для почергової подачі сатураційного газу окремо в кожну з камер. 3 UA 98341 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4