установка для кристаллизации лактозы

Формула изобретения

Установка для кристаллизации лактозы, включающая две колонны, сообщенные между собой трубами для циркуляции насыщенного раствора лактозы из одной в другую и снабженные крышками с патрубками подачи кристаллизуемого раствора, штуцерами для отвода воздуха из них и барботерами для подачи холодного воздуха в одну из колонн и горячего - в другую, и вихревую трубу для образования потоков холодного и горячего воздуха, направляемого в эти барботеры, при этом колонна, в которую подается холодный воздух, снабжена штуцером для отвода готовой кристалломассы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара.

Известна установка для кристаллизации лактозы, включающая соосно расположенные вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем и внутренней обечайкой, образующей со стенкой корпуса теплообменную рубашку, устройство для отвода кристаллизата и установленное в корпусе виброперемешивающее устройство, состоящее из вертикального вала и укрепленных на нем по высоте лопастей, выполненных в виде дисков, имеющих коноидальные насадки, прикрепленные наклонно к нижней поверхности так, что они в соседних дисках направлены в противоположные стороны (SU, авторское свидетельство №1622402, кл. С 13 К 5/00, опубл. 23.01.1991, Бюл. №3).

Недостатком такой установки является отложение твердой фазы на днище и внутренних поверхностях корпуса с последующим накоплением массы кристаллов, особенно на днище, где накапливаются крупные кристаллы и образуются в результате кристаллические агрегаты (конгломераты). Качество продукта снижается в связи с неэффективным ростом кристаллов в осевшем слое у днища, наблюдается разнородный гранулометрический состав кристаллов с повышенным содержанием кристаллов мелкой фракции в связи со снижением интенсивности смывания осевшего слоя маточным раствором.

Известна установка для кристаллизации лактозы, включающая вертикальный цилиндрический корпус со сферическим днищем, снабженный технологическими патрубками и теплообменной рубашкой; установленное в корпусе перемешивающее устройство, состоящее из вала и укрепленных по его высоте дисков с соплами, нижний из которых имеет форму, аналогичную форме днища, и вибропривод вала; вал перемешивающего устройства укреплен консольно, а его нижний диск расположен у днища с зазором для прохода кристаллизуемой массы в сопла этого диска и снабжен по его периметру направляющим усеченным конусом, обращенным меньшим основанием вверх, при этом сопла дисков расположены таким образом, что их сужающиеся части направлены также вверх (SU, авторское свидетельство №1693068, кл. С 13 К 5/00, опубл. 23.11.1991, Бюл. №43).

Недостатки такой установки заключаются в том, что при охлаждении кристаллизуемого раствора через стенку образуется тонкий слой кристаллов на цилиндрической стенке, а также полностью не исключается осаждение кристаллов на днище корпуса. Это приводит к снижению качества готового продукта и производительности установки. Кроме того, поскольку в процессе кристаллизации степень насыщения кристаллизуемого раствора непрерывно снижается, будет наблюдаться неоднородность размеров кристаллов и наличие достаточно большого количества очень мелких кристаллов.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности установки путем интенсификации процессов перемешивания раствора, массопередачи и роста кристаллов и улучшении качества готового продукта за счет однородности гранулометрического состава.

Этот результат достигается тем, что предложенная установка включает две вертикальные колонны, сообщенные между собой трубами для циркуляции раствора лактозы, в которых сквозь слой кристаллизата барботируется воздух, в одной - холодный, в другой - горячий. Такая конструкция интенсифицирует циркуляцию раствора в установке, создает лучшие условия кристаллизации и насыщения циркулирующего раствора, позволяет растворять мелкие и выращивать крупные однородные кристаллы и, в конечном итоге, интенсифицирует процессы массопередачи, роста кристаллов и повышает производительность установки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена установка в продольном разрезе.

Установка состоит из двух колонн 1 и 2, сообщенных между собой трубами 11 и 14 и снабженных крышками 12 и 13 с патрубками 6 и 7 для заполнения установки, а также штуцерами 9 и 10 для отвода воздуха и удержания пены. Внутри колонн расположены барботеры 3 и 4, представляющие собой перфорированные цилиндрические вставки, через которые подается холодный воздух с температурой 0...10°С и горячий воздух с температурой 50...70°С соответственно. Горячий и холодный воздух получается при прохождении воздуха с комнатной температурой через вихревую трубу 5 (Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба? - М.: Энергия, 1976. - 153 с.). Колонна 1, в которую подается холодный воздух, снабжена штуцером 8 для отвода готовой кристалломассы.

Установка работает следующим образом.

Заполнение кристаллизуемым раствором лактозы осуществляется через патрубки 6 и 7. Кристаллизат в колоннах увлекается выходящим из барботеров 3 и 4 воздухом. Кристаллизация осуществляется в колонне 1 при барботаже холодного воздуха с температурой 0...10°С. Крупные кристаллы оседают на дно колонны 1, а мелкие кристаллы, поднимаясь с потоком обедненного раствора лактозы, перетекают по трубе 11 в колонну 2, где они растворяются за счет барботажа горячего воздуха с температурой 50...70°С, поступающего через барботер 4, что увеличивает степень насыщения раствора. Теплый насыщенный раствор по трубе 14 возвращается в колонну 1. Кристаллы в колонне 1 находятся во взвешенном состоянии, поддерживаемые вертикальным газожидкостным потоком. Кристаллы лактозы в колонне 1 растут до таких размеров, при которых скорость газожидкостного потока еще способна удерживать их во взвешенном состоянии. Затем они опускаются в нижнюю часть колонны и удаляются из нее через штуцер 8.

Использование установки данной конструкции позволяет увеличить производительность за счет интенсификации процессов перемешивания, массопередачи и роста кристаллов, а также получить крупные, однородные по размеру и качеству, кристаллы лактозы.