Апарат для попередньої прогресивної дефекації дифузійного соку

1. Апарат для попередньої прогресивної дефекації дифузійного соку, виконаний у вигляді горизонтальної ємності, яка розділена перегородками на секції, з привідним валом і закріпленими на ньому в кожній секції перемішувальними пристроями, переливною коробкою, патрубками для підводу дифузійного соку, для повернення суспензії, для вапняного молока та для продування, який відрізняється тим, що апарат виконаний у вигляді 39832 рату, пристрій для змазування підшипникових вузлів, а також патрубок для установлення датчиків рН-метру. Однак така конструкція апарату внаслідок того, що управляють тільки оборотним потоком соку і відсутнє управління основним потоком соку, практично не забезпечує регулювання процесу попередньої дефекації дифузійного соку. Такий апарат має коритоподібну форму корпусу, в цьому апараті відсутня можливість регулювання тривалістю процесу переддефекації, а невідповідність продуктивності заводу технічній характеристиці апарату призводить до збільшення (зменшення) тривалості процесу попередньої дефекації, що спричиняє погіршення якості соків, що отримують, а саме: погіршення їх фільтраційно-седиментаційних показників і підвищення кольоровості, тому як корисний об'єм апарату залишається постійним і не регулюється. Крім того, пінення соку в перших секціях веде до втрат цукру та інфікування на верстаті заводу. Все це не дозволяє збільшити вихід цукру і підвищити його якість. В основу винаходу поставлене завдання створення конструкції апарату для попередньої прогресивної дефекації дифузійного соку, в якому за рахунок форми виконання пристрою, взаємного розташування елементів, параметрів розташування елементів в результаті дотримання оптимальних режимів оброблення дифузійного соку, тривалості процесу при роботі апарату і запобігання втрат цукру від пінення соку при роботі апарату, забезпечується збільшення виходу цукру і підвищення його якості. Поставлене завдання вирішується тим, що апарат для попередньої прогресивної дефекації дифузійного соку, виконаний у вигляді горизонтальної ємності, яка розділена перегородками на секції, з привідним валом і закріпленими на ньому в кожній секції перемішувальними пристроями, переливною коробкою, патрубками для підвода дифузійного соку, для повернення суспензії, для вапняного молока та для продування. Відповідно до винаходу, апарат виконаний у вигляді герметично закритої ємності еліптичного перерізу і додатково містить поворотні заслінки, які розташовані по обидві сторони від кожної з перегородок, що мають однаково направлені сектори повороту. В кожній секції до корпусу апарату прикріплені напрямні, під кутом 65-85 градусів до поздовжньої осі апарату. Крім того, апарат містить шибер автоматичного регулювання заданою тривалістю процесу попередньої прогресивної дефекації дифузійного соку. Запропонований апарат розділений на секції таким чином, що об'єми другої і третьої від приводу апарату секції в 1,2-1,6 разів, а об'єм останньої секції в 1,7-2,2 разів більші від об'єму кожної іншої секції, які мають однакові - рівні між собою об'єми. Сукупність усіх ознак запропонованого апарату, а саме, - виконання цього апарату у вигляді герметично закритої горизонтальної ємності еліптичного перерізу, яка розділена перегородками на секції, містить привідний вал з закріпленими на ньому в кожній секції перемішувальними пристроями, переливну коробку, патрубки для підвода дифузійного соку, для повернення суспензії, для вапняного молока та для продування, наявність додаткових поворотних заслінок, які розташовані по обидві сторони від кожної з перегородок, що мають однаково направлені сектори повороту, напрямних в кожній секції, які прикріплені до корпусу під кутом 65-85° до поздовжньої осі апарату дозволяє при роботі апарату забезпечити збільшення виходу цукру і підвищення його якості. За рахунок нових ознак запропонований пристрій набуває новий характер функціонування. Значення кута встановлення напрямних в секціях апарату (фіг.1) в запропонованих оптимальних межах обумовлене досягненням прогресивного нарощування рН соку по секціях в залежності від якості перероблюваного буряку, складу нецукрів та кислотної буферності дифузійного соку, що вимагає зміни потоку струму, який рециркулюється. Вибір граничних кількісних інтервалів, що характеризують запропонований пристрій, проведений та підтверджений дослідними результатами випробувань. Визначення оптимального інтервалу зазначених кількісних характеристик для кожного значення параметрів встановлювалося необхідним статистичним числом визначень з наступною експериментальною оцінкою значень досягнутих результатів. При цьому встановлено, що прикріплення напрямних до корпусу в кожній секції апарату під кутом менш 65° до поздовжньої осі апарату, не дозволяє досягти поступового нарощування, збільшення лужності соку в необхідних межах, а граничний найбільший кут нахилу 85° задовольняє оптимальній обробці соку при переробці буряку погіршеної якості. При цьому дослідні параметри добре корелюються з розрахунковими. Для гарантованого підтвердження оптимальних меж кут g встановлення напрямних в секціях запропонованого апарату (фіг. 1) можна використовувати формулу: é ù ê ú 60 × k × Q ê ú, g = 90 - arc tg ê 3 æ pα öú pR nç - sin α ÷ ú ê è 180 øû ë де: a = 2arc cos R - S ; R k - кількість секцій в апараті (шт.), Q - витрати соку з урахуванням повернень, мз/c, R - радіус корпусу апарату, м (фіг. 3), n - число обертів перемішувального пристрою, хв -1, a - кут сегменту отвору поворотною заслінкою, в градусах (фіг.3), S - найбільша відстань між стінкою корпуса апарату в поворотною заслінкою, м. Розділ запропонованого апарату на секції таким чином, що об'єми його другої і третьої секції в 1,2-1,6 разів, а об'єм останньої секції в 1,7-2,2 разів більші від об'єму кожної іншої секції першої, четвертої та п'ятої, які мають рівні об'єми, обгрунтований тим, що при менших значеннях вищевказаних меж, а саме, - співвідношень об'ємів другої і третьої секції до інших 1,2, а об'єму останньої секції до інших 1,7, не одержуються оптимальні значення фізико-хімічних і якісних показників обробленого соку при переробці буряку відмінної якості. 2 39832 При значеннях вищевказаних меж відносно співвідношень об'ємів другої і третьої секції до інших більш 1,6, а об'єму останньої секції до інших більш 2,2 стає неможливою оптимальна обробка соку при переробці буряку погіршеної якості. Регулювання прямого і зворотного потоків соку в запропонованому апараті дозволяє керувати процесом в широкому діапазоні продуктивності, підтримуючи задане значення рН соку по секціях. Регулювання рівня дифузійного соку в апараті дозволяє в автоматичному режимі в залежності від потоку соку витримувати оптимальну тривалість процесу, в результаті чого досягається максимальний ефект очищення соку і мінімальна кольоровість. Використання герметично закритого корпусу апарата практично виключає пінення соку, накопичення піни, що запобігає мікробіологічній зараженості верстату заводу, а також зменшує втрати цукру. В результаті дотримання оптимальних режимів оброблення дифузійного соку, тривалості процесу при роботі апарату і запобігання втрат цукру від пінення соку при роботі апарату забезпечується збільшення виходу цукру і підвищення його якості. При використанні запропонованого апарату кольоровість очищеного соку і сиропу знижується порівняно з прототипом на 15-25 %, а вихід цукру додатково підвищується до 0,05 % до маси буряка. Таким чином, запропонований пристрій відповідає критеріям "новизна" і "винахідницький рівень". Запропонований пристрій ілюструється графічними зображеннями: фіг. 1 - загальний вигляд апарату в плані; фіг. 2 - загальній вигляд апарату у розрізі; фіг. З - поперечний розріз апарату А-А; фіг. 4 - поперечний розріз апарату Б-Б; фіг. 5 - поперечний розріз апарату В-В; фіг. 6 - загальній вигляд апарату в аксонометрії. Апарат для попередньої прогресивної дефекації дифузійного соку складається з закритого корпусу горизонтальної ємності 1 еліптичного перерізу. Апарат розділеній по довжині на секції, які розташовані відносно приводу апарату за нумерацією: І (першу), II (другу), ІІІ (третю), IV (четверту), V (п'яту), VI (шосту - останню) нерухомими перегородками 2 і поворотними заслінками 3 і 4, які розташовані по обидві сторони від кожної з перегородок 2 з однаково направленими секторами 5 їх повороту, яка має перемішувальний пристрій, що складається з валу 6 з приводом 7 і жорстко закріплених на ньому в кожній секції апарату лопатей 8, напрямних 9, які приварені до корпусу апарата в кожній секції під кутом 65-85° до поздовжньої осі апарату, тобто до валу 6 так, що з однієї сторони вони створюють основний потік, направлений впродовж апарату до виходу соку, а з другої сторони - протилежно направлений потік рідини, переливної коробки 10 з шибером 11 автоматичної установки рівня соку в апараті в залежності від його витрат і прикріпленого до нього патрубку установлення рН-метра 12, патрубків підводу дифузійного соку 13, патрубків повернення - суспензії у вигляді соку І-ої сатурації або суспензії І-ої або ІІ-ої сатурації 14, патрубків вапняного молока 15 і пат рубків кінцевого продування та спорожнення 16, а також пристрою для відбору проб соку 17 із кожної з секцій апарату, пристрою для змазки підшипникових вузлів (на кресленнях не показані). У верхній частині перегородок 2, що ділять апарат на секції, виконані отвори 18 для переходу піни, а в нижній частині перегородок 2 виконані отвори 19 для переходу важких домішок, наприклад, піску і т.п. Апарат має також установочні лапи 20. Апарат працює таким чином. Дифузійний сік по патрубку 13 поступає в першу секцію І апарату, де його перемішувальним пристроєм змішують з більш лужними поверненнями, які надходять протитечією з наступних секцій. Для швидкого проходження дифузійного соку з секції в секцію і упорядкування (направленого руху) соку служать напрямні 9, при допомозі яких рН соку, навіть в одній секції, поступово підвищується. При цьому має місце найбільш повне слідження комплексу нецукрів дифузійного соку. В зону стабілізації (в ІІ другу, третю ІІІ секції в залежності від якості буряків, що поступають на переробку) дозується повернення - суспензія у вигляді соку І-ої сатурації або суспензії І-ої або II-ої сатурації. З огляду на те, що в ІІ, ІІІ секціях проходять процеси осадження основної маси нецукрів, для більш повного їх видалення і завершення реакції об'єми другої і третьої секції апарату, порівняно з першою І, четвертою IV або з п'ятою V секцією, збільшені в 1,2-1,7 разів. Перша І, четверта IV і п'ята V секції мають рівні між собою об'єми. Сік із першої секції І в другу секцію II переходить по отвору з заслінкою 3, яка при вказаному на фіг.3 направленні обертання валу 6, відхиляється верхньою частиною в бік приводу 7 (нижньою частиною та важелем регулювання - в бік переливної коробки 10). Кількість соку, що повертається з секції в секцію, регулюється заслінкою 4, яка для збільшення рециркуляції відхиляється важелем в напрямок виходу соку. Таким чином, по стороні заслінок 3 сік рухається в напрямку до виходу з апарата, а по стороні з заслінками 4 - в протилежному напрямку, створюючи поступове збільшення рН соку вздовж апарату. Походженню важких домішок до виходу соку і до патрубку кінцевого продування та спорожнення 16 сприяють рух соку через отвори 19, а також потік соку в кожній секції апарату, сформований напрямними 9. Піна, що поступає з соком, переходить із секції в секцію по отворах 18 і з підвищенням рН гаситься в апараті, її залишки через переливну коробку 10 виходять із апарату. Вапняне молоко подається в апарат по патрубку 15 на вхід соку в останню секцію VI, завдяки чому оптимальне кінцеве значення рН соку попередньої дефекації підтримується по всій довжині, що сприяє більш повному осадженню нецукрів і одержанню осаду більш стійкого до подальшого оброблення. З цією ж ціллю об'єм останньої секції VI збільшується до такого, який забезпечить тривалість перебування соку в даній секції на протязі 3-х хвилин, тобто в 1,7-2,2 разів більший від об'єму кожної іншої секції, які мають однакові об'єми, а саме, - від об'єму четвертої або п'ятої секції. Крім того, завдяки можливості зміни рівня соку в запропонованому апараті, цей апарат придатний для встановлення на цукрозаводах з широким діапазоном потужності, тому 3 39832 що автоматично підтримується оптимальний час переддефекації. Регулювання прямого і зворотного потоків соку в апараті дозволяє керувати процесом в широкому діапазоні продуктивності заводу, підтримуючи задане значення рН соку по секціях. Регулювання рівня дифузійного соку в апараті дозволяє в автоматичному режимі, в залежності від потоку соку, витримувати оптимальну тривалість процесу, в результаті чого досягти максимального ефекту очищення соку і мінімальної його кольоровості. Використання герметично закритого корпусу апарата практично виключає пінення соку, накопичення піни і, що запобігає мікробіологічній зараженості верстату заводу, а також зменшує втрати цукру. Запропонований апарат за основними характеристиками був випробуваний на Яготинському дослідному цукровому заводі. Результати випро бувань і розрахунків показали, що при використанні запропонованого апарату: - кольоровість очищеного соку і сиропу знижується порівняно з прототипом на 15-25% - вихід цукру додатково підвищується до 0,05 % до маси буряка. Крім того, зниження металоємності апарату і його вартості порівняно з прототипом складає 8-11%. Джерела інформації: 1. Логвин В.М., Симахина Г.А., Рева Л.П. и др. Новый аппарат прогрессивной преддефекации марки А2-ППР // Сахарная промышленность. - 1987, № 3. - С. 38-41. 2. Головняк Ю.Д.,Жаринов Н.И., Шутка В.Ф. и др. Новое оборудование для очистки диффузионного сока. ЦНИИТЕИГІИЩЕПРОМ, серия 23 // Сахарная промышленность. – 1986, вып. 3. - С. 32 - прототип. Фіг. 1 4 39832 Фіг. 2 Фіг. 3 5 39832 Фіг. 4 Фіг. 5 6 Фігю 6 39832 7 39832 __________________________________________________________ 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 ___________________________________________________________ 8