КРИСТАЛЛИЗАТОР

Предлагаемое устройство относится к оборудованию молочной промышленности, в частности к аппаратам для кристаллизации молочного сахара.
Известны следующие аппараты, используемые для кристаллизации:
- циркуляционный охладительный кристаллизатор [1],
- устройство для кристаллизации [2],
- кристаллизатор [3],
- каскадный кристаллизатор непрерывного действия [4],
- кристаллизатор [5],
- аппарат для кристаллизации лактозы из раствора [6],
- кристаллизатор для лактозы [7],
- кристаллизатор для лактозы [8],
- установка для кристаллизации лактозы [9].
Недостатками перечисленных кристаллизаторов являются: большие габаритные размеры и масса аппаратов, неудобство в обслуживании, значительные энергозатраты, высокая стоимость.
В настоящее время на предприятиях молочной промышленности при производстве молочного сахара широкое применение нашел кристаллизатор-охладитель марки РЗ-ОКО (фиг.1). Кристаллизатор представляет собой ванну 4 с двойными стенками, внутри которых пропускается охлаждающая жидкость. Привод 1 смонтирован на отдельной станине и закрыт кожухом 7.
Ванна имеет четыре винтовые ножки, позволяющие устанавливать ее с уклоном в сторону выгрузки. При помощи механизма подъема 2 крышка 3 открывается и закрывается.
Для интенсификации кристаллообразования сироп перемешивается мешалкой 5, кроме того в рубашку ванны 4 и в мешалку 5 подается хладоноситель. По окончании процесса кристаллизат выгружается через кран 6. Управление осуществляется со шкафа электроаппаратуры 10.
Известно, что при производстве молочного сахара, основным процессом является кристаллизация из пересыщенных растворов [10]. Существенными недостатками кристаллизации являются длительность процесса и неудовлетворительное качество готовой продукции за счет получения неоднородных и мелких кристаллов лактозы, которые при центрифугировании перейдут в мелассу.
Более простым и эффективным решением сокращения продолжительности кристаллизации, увеличения выхода готового продукта и улучшения его качества является использование магнитного поля.
Достигаемый технический результат предлагаемого устройства заключается в том, что требует минимальных затрат и не предусматривает отклонений от технологической инструкции.
Сущность предлагаемого устройства заключается в следующем. После заполнения кристаллизатора-охладителя сиропом, кристаллизат с помощью насоса циркулирует в течение 1 часа и намагничивается. Новым решением является сокращение процесса кристаллизации в 2 раза, повышение качества продукта и увеличение выхода за счет минимальных вложений без изменения технологической инструкции.
Магнитное поле создается внутри корпуса между двух магнитных подсистем, обращенных друг к другу одноименными полюсами и состоящих из постоянных магнитов кольцевой формы, обращенных друг к другу разноименными полюсами. В корпусе выполнен паз поперек его продольной оси, в котором между двумя магнитными подсистемами расположен трубопровод.
Конструкция предлагаемого кристаллизатора иллюстрируется чертежом (фиг.2). Сыворотка подается в калоризатор I, подсгущается и переходит в сепаратор II. После сгущения в вакуум-выпарном аппарате, сироп с массовой долей сухих веществ 60% направляется в кристаллизатор III. После заполнения кристаллизатора сиропом включается насос V и в течение часа сироп циркулирует по трубопроводу через постоянный магнит IV напряженностью 150 мТл. В кристаллизаторе происходит охлаждение сиропа до 20°C в течение 4,5 часов.
По окончании процесса охлаждения были отобраны образцы кристаллизата и проанализированы. Полученные результаты представлены в таблице.
Таблица.
Массовая доля лактозы в межкристаллическом растворе под воздействием постоянного магнитного поля при п=6 об/мин.
Показатель
Напряженность, В, мТл
0(контроль)
150
Массовая доля лактозы, %
21,12
18,90
Абсолютное изменение лактозы, ΔЛ, %
-
-2,22
Средний размер кристаллов, мкм
80,6
120,4
Коэффициент равномерности, U
0,37
0,62
Визуальное наблюдение под микроскопом представлено на фиг.3.
Источники информации:
1. А.с. 1110465 СССР. Циркуляционный охладительный кристаллизатор.
2. А.с. 745533 СССР. Устройство для кристаллизации.
3. А.с. 359878 СССР. Кристаллизатор.
4. А.с. 265069 СССР. Каскадный кристаллизатор непрерывного действия.
5. Патент РФ №2053303. Кристаллизатор.
6. А.с. 1296581 СССР. Аппарат для кристаллизации лактозы из раствора.
7. А.с. 1461761 СССР. Кристаллизатор для лактозы.
8. А.с. 1622402 СССР. Кристаллизатор для лактозы.
9. Патент РФ №2300572. Установка для кристаллизации лактозы.
10. ТУ 10 РФ 1090-92. Сахар молочный. Технические условия.