Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Апарат для сатурації лужних цукрових розчинів, який має циліндричну вертикальну сатураційну колону, послідовно з'єднану із зовнішньою вертикальною циліндричною карбонізаційною колоною, конічні днища, барботери, патрубки для підводу та відводу соку і газу та контрольний ящик, який відрізняється тим, що у нижній соковій частині корпуса вертикальної сатураційної колони розміщені на рівній відстані одна від одної лабіринтні перегородки конусної форми, кут нахилу яких відносно поперечного перерізу вертикальної сатураційної колони складає 15...30°, причому площі кільцевих зазорів (між кромками конусних перегородок і корпусом вертикальної сатураційної колони) та круглих отворів (у зрізаних конусах) однакові і складають відповідно 60...20 % площі поперечного перерізу вертикальної сатураційної колони.

2. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня вертикальна карбонізаційна колона складається з нижньої частини, яка є карбонізатором, та верхньої широкої частини, що є дегазатором, при цьому площа поперечного перерізу карбонізатора складає відповідно 15...5 % площі кільцевого зазору (між кромкою конусної перегородки і корпусом вертикальної сатураційної колони) та круглого отвору (у зрізаному конусі).

3. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що карбонізатор обладнано переливним пристроєм із зубчастими вирізами, який співвісно входить в дегазатор, утворюючи закритий знизу кільцевий простір.

Текст

1. Апарат для са турації лужних цукрових розчинів, який має циліндричну вертикальну сатураційну колону, послідовно з'єднану із зовнішньою вертикальною циліндричною карбонізаційною колоною, конічні днища, барбо тери, патр убки для підводу та відводу сок у і газ у та контрольний ящик , який від різняє тьс я тим, що у нижній соковій частині корпуса вер тикальної са тураційн о ї к оло ни розмі щен і на рі вній ві д C2 2 (19) 1 3 85133 4 - на виході із внутрішньої труби сепарація газу ючи у такий спосіб поздовжнє перемішування рідвідбувається неповністю, газові пузирі частково кої фази (соку). захоплюються потоком соку, створюючи таким Зовнішня вертикальна карбонізаційна колона чином додатковий гідравлічний опір у зовнішній складається з нижньої частини, яка є карбонізатокільцевій секції сатуратора, в результаті чого швиром та верхньої широкої частини, що є дегазатодкість руху соку в кільцевій секції зменшується, що ром, причому площа поперечного перерізу карбозбільшує час його перебування а апараті та погірнізатора складає відповідно 15...5% площі шує технологічні показники соку; кільцевого зазору (між кромкою конусної перего- відсутність можливості систематичного контродки і корпусом вертикальної сатураційної колоролю та підтримання стабільного рівня рН соку на ни) та круглого отвору (у зрізаному конусі). виході із внутрішньої труби, Проведеними дослідженнями встановлено, що - значні ускладнення при обслуговуванні пряпри відношенні площі поперечного перерізу кармотечійної секції, оскільки вона знаходиться в себонізатора до площі кільцевого зазору (між кромредині корпуса сатуратора. кою конусної перегородки і корпусом вертикальної В основу винаходу поставлена задача інтенсатураційної колони) та круглого отвору (у зрізасифікації роботи одноступінчатого сатуратора з ному конусі) більше 15°, апарат для сатурації лужметою: них цукрових розчинів працюватиме в технологіч- забезпечення режиму роботи, що наближано неінтенсивному барботажному режимі з ється до режиму повного витіснення рідкої фази, низькою приведеною (лінійною) швидкістю сатурапри поступовому зниженні активної лужності деційного газу менше 0,3м/с, що перешкоджає отрифекованого соку; манню високодисперсного осаду CaCO3 з макси- отримання високого локального ефекту адмальним адсорбційним видаленням розчинних сорбції розчинних нецукрів (в т.ч. барвних сполук) нецукрів. за рахунок утворення дрібнодисперсного осаду При співвідношенні менше 5% турбулізована CaCO3; сокогазова суміш, рухаючись в карбонізаційній - підвищення ефекту адсорбційного очищення колоні із швидкістю, яка перевищує 2,5м/с, набусоку та коефіцієнта використання CO2 в сатуратоває значної кінетичної енергії, що перешкоджає рі. руйнуванню піни та видаленню максимальної кільПоставлена задача вирішується тим, що апакості відпрацьованого газу у переливному прират для сатурації лужних цукрових розчинів, має строї. циліндричну вертикальну сатураційну колону, поЕкспериментально знайдений баланс між ліслідовно з'єднану з установленою перед нею зовнійними швидкостями сатураційного газу в карбонішньою вертикальною циліндричною карбонізанізаторі зовнішньої карбонізаційної колони на рівні ційною колоною, конічні днища, барботери, 0,7...2,5м/с (в режимі, що наближається до повного патрубки для підводу та відводу соку і газ у та конвитіснення турбулізованої сокогазової суміші) та у трольний ящик. Згідно винаходу у нижній (соковій) послідовно з'єднаній з нею вертикальній сатурачастині корпуса вертикальної сатураційної колони ційній колоні на рівні 0,3...0,6м/с, дозволив запророзміщені на рівній відстані одна від одної лабірипонувати технічні рішення, які створюють оптимантні перегородки конусної форми, кут нахилу польні гідродинамічні умови роботи апарата для верхні яких відносно поперечного перерізу складає сатурації лужних цукрових розчинів: підвищена 15...30°. швидкість потоку сокогазової суміші лужного соку у При куті нахилу перегородок менше 15° відбукарбонізаторі зовнішньої вертикальної колони, та вається поступове накопичення на лабіринтних помірна - частково відсатурованого соку у вертиперегородках твердих домішок у вигляді часток кальній сатураційній колоні. CaCO3, нерозчинного вапна, та піску. При куті наКарбонізатор обладнано переливним пристрохилу перегородок більше 30° зменшуються площі єм із зубчастими вирізами, який співосно входить в кільцевих зазорів (між кромками конусних перегодегазатор, утворюючи закритий знизу кільцевий родок і корпусом вертикальної сатураційної колопростір, що дозволяє максимально видалити відни) та кругли х отворів (у зрізаних конусах). Як у працьований сатураційний газ із частково відсатупершому, так і у другому випадку в кільцевих зазорованого дефекованого соку, який у вигляді сокорах вертикальної сатураційної колони створюється газової суміші рухається із швидкістю 0,7...2,5м/с, додатковий гідравлічний опір, в результаті чого при його переливі через зубчасті вирізи перелившвидкість руху соку в кільцевих зазорах зменшуного пристрою карбонізатора. ється, що збільшує час його перебування в апараті Причинно-наслідковий зв'язок між запропонота погіршує те хнологічні показники соку. ваними ознаками і очікуваними технічними резульОзнака винаходу «площі кільцевих зазорів татами буде в наступному. (між кромками конусних перегородок і корпусом В запропонованому апараті для сатурації лужвертикальної сатураційної колони) та круглих них цукрових розчинів найбільший внесок в загаотворів (у зрізаних конусах) однакові і складають льну ефективність його роботи здійснює зовнішня відповідно 60...20% площі поперечного перерізу вертикальна карбонізаційна колона, співвідношенвертикальної сатураційної колони» є необхідною ня площі поперечного перетину карбонізатора якої умовою для протитечійного руху соку та сатурата площі кільцевого зазору між кромкою конусної ційного газу через кільцеві зазори з лінійною швиперегородки і корпусом вертикальної сатураційної дкістю 0,3...0,6м/с, що запобігає факельному проколони та круглого отвору у зрізаному конусі, зариву сатураційного газу через шар соку на вихід із безпечує збільшення лінійної швидкості сатураційвертикальної сатураційної колони, суттєво знижуного газу в карбонізаторі та створення режиму 5 85133 6 роботи, який при інтенсивному перемішуванні сотурованого соку в вертикальну сатураційну колону. когазовою фазою наближається до режиму повноУ верхній частині дегазатора 2 встановлено капго витіснення. В результаті цього має місце, полевідбійник 10 та трубопровід 11 для відводу відступове зниження активної лужності дефекованого працьованого газу та залишкової піни із карбонізасоку при прямотечійному його русі з газом, почиційної колони в сатураційну колону. Вище наючи з нижньої частини карбонізатора і закінчуюконічного днища 4 карбонізатора 1 встановлено чи переливним пристроєм соку у дегазаторі, у барботер для розподілу газу 12 та патр убок 13 для якому забезпечується руйнування піни та видайого підводу. Конічне днище 4 карбонізатора 1 лення максимальної кількості відпрацьованого обладнано патрубком 14 для видалення осаду. газу. Сатураційна колона складається з вертикальВертикальна сатураційна колона обладнана ного циліндричного корпусу з конічним днищем 15. лабіринтними перегородками, розташування яких У нижній частині корпусу сатураційної колони розпо висоті шару соку забезпечує зниження повздоміщені поярусно на рівній відстані одна від одної вжнього перемішування соку при його протитечійлабіринтні перегородки конусної форми 16, кут ному з сатураційним газом русі, та запобігає фанахилу поверхні яких по відношенню до поперечкельному прориву газу на ви хід з сатураційної ного перетину вертикальної сатураційної колони колони. Розміщення горизонтально встановлених складає 15...30°, а площі кільцевих зазорів (між лабіринтних перегородок конусної форми по висоті кромками конусних перегородок 16 і корпусом сасокової частини сатураційної колони надає можтураційної колони) та круглих отворів (у зрізаних ливість суттєво підвищити ефект адсорбційного конусах) однакові і складають відповідно 60...20% очищення соку та коефіцієнт використання СО2 в площі перерізу сатураційної колони. Підвід частконьому за рахунок секціонування сокової частини во карбонізованого дефекованого соку із карбонісатураційної колони. При цьому буде мати місце заційної колони в послідовно з'єднану з нею по поступове зниження лужності дефекованого соку соку сатураційну колону здійснюється по трубопо висоті сокової частини, замість неефективного проводу 9 на розподільчу тарілку 17. режиму низької сумарної лужності соку в сучасних Вище конічного днища 15 сатураційної колони одноступінчатих барботажних сатураторах. встановлено барботер 18 для розподілу сатураІнтенсифікація роботи апарата для сатурації ційного газу та патрубок 19 для його підводу. Конілужних цукрових розчинів досягається за рахунок чне днище 15 сатураційної колони має трубопрозбільшення лінійних швидкостей сатураційного від 20 та контрольний ящик 21 для відведення газу в сатураційній колоні до 0,3...0,6м/с в режимі відсатурованного соку в виробництво та патрубок суттєвого зниження повздовжнього перемішування 22 для видалення осаду. У верхній частині сатурідкої фази (соку) та у карбонізаторі зовнішньої раційної колони встановлено тарілку 23 для розкарбонізаційної колони до 0,7...2,5м/с (в режимі, поділу відведеної із карбонізаційної колони піни по що наближається до повного витіснення турбуліперетину сатураційної колони, каплевідбійник 24, зованої сокогазової суміші при поступовому знисепаратор 25 та трубу 26 для відведення відпраженні активної лужності соку). цьованого газу в атмосфер у. Тим самим, в апараті для сатурації лужних цуАпарат для сатурації лужних цукрових розчикрових розчинів створюються оптимальні умови нів працює наступним чином. Дефекований сік для досягнення максимального адсорбційного надходить у нижню частину карбонізатора 1 зовефекту та підвищення рівня використання CO2 при нішньої карбонізаційної колони через патрубок нормальних седиментаційно-фільтраційних показпідведення дефекованого соку 5, сатураційний газ никах. подається по патрубку 13 в барботер 12 в карбоніНа Фіг. зображено апарат для сатурації лужзатор 1, у якому з лінійною швидкістю 0,7...2,5м/с них цукрових розчинів у розрізі. піднімається вгору у прямотоці з соком. Апарат складається із двох циліндричних корПри розширені потоку сокогазової суміші на пусів: зовнішньої вертикальної карбонізаційної переході із карбонізатора 1 в дегазатор 2, швидколони, нижня частина якої - карбонізатор 1, а кість відпрацьованого газу зменшується і переваверхня, розширена - дегазатор 2, та вертикальної жна кількість його виділяється із сокогазової сумісатураційної колони. ші. При цьому структура суміші змінюється - у ній Карбонізатор 1 своєю верхньою переливною переважатиме рідка фаза із залишками диспергучастиною 3, оснащеною зубчастими вирізами, спіючого газу. Остаточне видалення газу із сокогазовосно входить у дегазатор 2, утворюючи закритий вої суміші досягається при її викиданні через зузнизу кільцевий простір, причому площа поперечбчасті вирізи переливного пристрою 3 та зміні ного перетину карбонізатора 1 складає 15...5% напрямку р уху соку. Частково відсатурований деплощі кільцевого зазору між кромкою конусної пефекований сік у карбонізаторі 1, після руйнування регородки і корпусом вертикальної сатураційної піни та видалення із сокогазової суміші відпрацьоколони та круглого отвору у зрізаному конусі. В ваного газу викидається у закритий знизу кільценижній частині карбонізатора 1 до його конічного вий простір дегазатора 2 і по трубопроводу 9 відднища 4 прикріплений патрубок 5 для підводу деводиться із карбонізаційної колони у надсоковий фекованого соку. Звужена ділянка патрубка 5 з'єдпростір сатураційної колони. нана трубопроводом 6 з сатураційною колоною, Відпрацьований газ після його видалення із утворюючи струменевий насос 7. Трубопровід ресокогазової суміші в дегазаторі 2 по трубопроводу циркуляції 6 оснащено задвижкою 8. відведення надлишкової піни 11 виводиться із каКільцевий простір дегазатора 2 оснащений рбонізаційної колони у верхню частин у сатураційтрубопроводом 9 для відведення частково відсаної колони. 7 85133 8 В карбонізаційній колоні проводиться сатуращо дефекований сік із лужністю 0,8% CaO постуція дефекованого соку при лінійній швидкості сапово відсатуровувався по висоті карбонізаційної тураційного газу в межах 0,7...2,5м/с в режимі, що колони відповідно до лужностей 0,7; 0,6; 0,55 та наближається до повного витіснення рідкої фази 0,50% CaO і із лужністю 0,5% CaO переходив у при поступовому зниженні лужності соку по висоті сатуратор. Із табл.1 також видно, що локальний карбонізатора 1 в залежності від заданого ступеню ефект знебарвлення соку по висоті карбонізаційної карбонізації. колони залежить від лужності соку, в якому утвоЧастково відсатурований дефекований сік нарюються частинки СаСО3 на поверхні яких і відбуправляється в верхню частину сатураційної коловається адсорбція нецукрів, в тому числі і барвних ни по трубопроводу 9 на тарілку 17 для розподілу речовин. Так, якщо в нижній частині карбонізаційсоку по перетину сатураційної колони, а сатураної колони на виході дефекованого соку ефект ційний газ протитечійно подається в його нижню знебарвлення соку досягнув 41%, то поступово по частину по патрубку 19 в барботер 18. Протитевисоті карбонізаційної колони він знижувався і на чійний рух соку і сатураційного газу при лінійній виході із неї склав лише 2%, тобто у 20 разів меншвидкості в межах 0,3...0,6м/с в кільцевих зазорах ше. та отворах в зрізаних конусах лабіринтних перегоТаким чином, протитечійний рух соку і сатурародок 16, запобігає факельному прориву газу на ційного газу при лінійній швидкості в межах вихід з сатураційної колони та суттєво знижує по0,3...0,6м/с запобігає факельному прориву газу на вздовжнє перемішування рідкої фази в ньому. вихід із вертикальної сатураційної колони, суттєво При погіршенні якості сировини і можливому знижуючи повздовжнє перемішування рідкої фази зниженні седиментаційно-фільтраційних показнив ній. ків сатураційного соку може виникнути необхідУ зовнішній карбонізаційній колоні створюютьність для їх покращення шляхом застосування ся умови для поступового зниження лужності дерециркуляції нормально відсатурованого соку із фекованого соку в режимі повного витіснення при сатураційної колони по трубопроводу 6, який утволінійній швидкості газу в діапазоні 0,7...2,5м/с, харює із звуженням патрубка підводу дефекованого рактерної для пінного режиму, та утворення дрібсоку 5 струминний насос 7 через задвижку 8 на нодисперсного осаду СаСО3 з максимальною адвхід де фекованого соку у карбонізаційну колону. сорбційною здатністю в умовах високої лужності Така рециркуляція буде погіршувати ефект на виході із зовнішньої карбонізаційної колони, адсорбційної очистки соку в карбонізаційній колоні, руйнування піни у переливному пристрої карбонітому її величина повинна бути мінімальною для затора з видаленням максимальної кількості відзабезпечення нормальної швидкості фільтрування працьованого газу. соку у заводському фільтраційному обладнанні. Запропоновані технічні рішення закладені в Відсатурований сік по трубопроводу 20 та контрооснову створення апарата для сатурації лужних льний ящик 21 виводиться з сатураційної колони цукрових розчинів та оптимізації його роботи, задля подальшої обробки. Осад, що накопичується у безпечать збільшення ефекту адсорбційного виконусних днищах 4 та 15 відповідно карбонізаційдалення аніонів кислот та барвних сполук одининої та сатураційної колон, видаляється із них чецею маси карбонізованого вапна у 5...15 разів, рез патрубки 14 та 22. Відпрацьований газ після підвищення коефіцієнту використання CO2 у порівідокремлення краплин соку у каплевідбійнику 24 внянні із діючими нині при низьких лінійних швидта сепараторі 25 виводиться із сатураційної колокостях сатураційного газу неефективними однони через трубу 26 в атмосферу. ступінчатими барботажними сатураторами (із Із табл.1, де приведені експериментальні дані низькою сумарною лужністю в об'ємі соку) при по визначенню динаміки зміни лужності дефековапрактично однакових рівнях карбонізованого вапна ного соку та ефективності його знебарвлення по та ефективне функціонування апарату для сатувисоті зовнішньої карбонізаційної колони, видно, рації лужних цукрових розчинів (табл.2). Таблиця 1 Визначення динаміки зміни лужності дефеков аного соку та ефективності його знебарв лення по в исоті карбонізаційної колони 1A Назв а соку Дефеков аний сік на вході в карб.колону 1A Сік із крана № 1 Сік із крана № 2 Сік із крана № 3 Сік із крана № 4 Сік із крана № 5 Сік на в иході із сатуратора 1Б Забарв леність соку Локальний ефект знебарв- Ефект знебарв лення по в иЛужність нефіпо в исоті соті карб.колони 1A в ід входу лення соку льтрованого карб.колони 1A в (Зб1 - Зб2 )100 ,% дефеков аного соку (кр.№1) соку по Ф/ФТ, од.опт.густ на 100 Езнеб = до в иходу карбоніз.соку %СаО (Лнф) Зб1 CP (3б) (кр.№ 5) 0,80 919,5 0,70 0,60 0,55 0,50 0,50 545,7 368,2 330,8 305,1 283,1 40,7 60,0 64,0 66,8 69,2 40,7 19,3 4,0 2,8 2,4 0,13 273,9 70,2 1,0 9 85133 10 Таблиця 2 Порів няльний аналіз ефектив ності адсорбційного видалення нецукрів (аніонів кислот та барв них сполук) в карбонізаційній колоні 1A і сатураторі 1Б Лужність № п/п занефільтроНазв а в одських соку в аного соку в ипробувань по Ф/ФТ, %СаО І II llІ IV V VI VIl Середні значення показників ДС 1A 1Б ДС 1A 1Б ДС 1A 1Б ДС 1A 1Б ДС 1A 1Б ДС 1A 1Б ДС 1A 1Б ДС 1A 0,80 0,40 0,10 0,80 0,45 0,10 0,90 0,50 0,12 0,90 0,50 0,09 0,90 0,55 0,07 0,80 0,40 0,07 0,80 0,35 0,08 0,84 0,45 1Б 0,09 Локальний ефект знебарвВміст Зниження лення соку на аніонів Ступінь карболужності соку Забарв леність одиницю маси нізації в апна в соку в ум.од. карбонізов аного кислот в карбоніз.колоні карбонізаційній % CaO IA та сатурана 100 CP в апна в колоні IA, % на 100 торі 1Б, %СаО карб.колоні IA та CP сатураторі 1Б, % 30,6 0,716 0,40 50,0 17,3 108,8 0,404 0,30 13,8 38,0 0,354 33,6 0,899 0,35 43,7 12,7 177,7 0,502 0,35 10,6 17,9 0,440 39,9 0,651 0,40 44,4 13,6 164,8 0,349 0,38 11,7 12,6 0,322 30,7 0,780 0,40 44,4 12,5 148,2 0,445 0,41 11,4 8,8 0,406 33,0 0,811 0,35 38,9 13,0 173,2 0,437 0,48 11,7 8,2 0,408 31,2 0,789 0,40 50,0 13,1 145,0 0,440 0,33 12,5 5,9 0,408 35,4 0,838 0,45 56,2 12,0 147,0 0,486 0,27 11,6 4,2 0,465 33,5 0,783 0,39 46,8 13,4 0,437 152,1 0,36 11,9 13,6 = 112 , ДС - дефеков аний сік на вході в карбонізаційну колону 1A 1A - частково в ідсатуров аний дефеков аний сік на в иході із карбонізаційной колони 1A 1Б - сік на виході із сатуратора 1Б 0,400 Локальний ефет в идалення аніонів кислот на одиницю маси карбонізов аного в апна в карбон.колоні IA та сатураторі 1Б, % 109,0 23,0 126,2 99,6 116,0 10,9 107,4 12,3 131,8 7,5 110,6 12,4 93,3 9,3 113,4 = 10,3 110 , 11 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 85133 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Apparatus for carbonation of alkali sugar solutions

Автори англійською

Reva Leonid Parlovych, Shostakovs`kyi Anton Volodymyrovych, Shostakovs`kyi Volodymyr Antonovych

Назва патенту російською

Аппарат для сатурации щелочных сахарных растворов

Автори російською

Рэва Леонид Павлович, Шостаковский Антон Владимирович, Шостаковский Владимир Антонович

МПК / Мітки

МПК: C13D 3/04

Мітки: розчинів, апарат, сатурації, лужних, цукрових

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-85133-aparat-dlya-saturaci-luzhnikh-cukrovikh-rozchiniv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Апарат для сатурації лужних цукрових розчинів</a>

Подібні патенти