кристаллизация выпаривание аппараты

Несмотря на вековую давность практического освоения про­цесса кристаллизации, аппаратурное оформление этого процесса не достигло такой степени совершен­ства, как, например, для выпаривания или ректифи­кации.

Так, в сахарных и других пищевых производствах процесс кристаллизации осуществляется периодически. Кристаллизация начинается в испарителях — вакуум-аппаратах с паровым обогре­вом; затем по достижении предельной концентрации увариваемой массы, при которой возможен спуск ее из аппарата, кристалли­зация переносится в мешалки-кристаллизаторы, обычно с водя­ным охлаждением.

Вакуум-аппараты периодического действия для различных продуктов являются выпарными аппаратами, приспособленными для уваривания концентрированных продуктов. Вакуум-аппараты имеют достаточное сечение проточной части поверхности нагрева для надежной циркуляции и выпуска густой увариваемой массы (например, кипятильные трубы применяются диаметром не ме­нее 85 мм). Применяемые конструктивные формы этих аппаратов многообразны. Применяются аппараты с трубными подвесными камерами, обычно для обогрева вторичными парами различного давлении, реже встречаются аппараты со встроенной камерой. Особенно разнообразны кристаллизаторы-испарители в химической промышленности.

Конструкторы ищут рациональную форму поверхности на­грева и корпуса аппарата (см. рисунок): для улучшения спуска уваренной массы делают конические трубные решетки или коль­цевые камеры; с целью организации циркуляции раствора аппа­раты снабжают цилиндрическими надставками (рис. а); при змеевиковых поверхностях нагрева обычно обогревают конус аппарата (рис. в); с целью уменьшения начального напол­нения аппарата увариваемым продуктом (до 25% и менее к об­щему количеству сгущаемого раствора) поверхность нагрева опускают в корпусе возможно ниже (рис. б); для уменьше­ния температурной депрессии расширяют корпус над трубной решеткой (рис. г), уровень кристаллизующейся массы сни­жается.

Очень насущной задачей является вы­бор оптимальной конструкции вакуум-аппарата периодического и непрерывного действия.

Основными наглядными критериями подбора вакуум-аппаратов перио­дического действия являются малая цветно­сть готового продукта и высокая однородность кристаллов, что характеризует нормальную циркуляцию и отсутствие застойных зон в аппарате.

Непрерывные процессы кристаллизации можно разделить на два различных типа: процессы с перемешиванием и без перемешивания (см. рисунок).

В аппарате с перемешиванием (а), аналогичном химическому реактору полного смешения, осуществляется процесс кристалли­зации в объеме с однородной массой продукта; отвод кристал­лов и истощенного раствора производится раздельно.

В кристаллизаторе без перемешивания (б) насыщенный рас­твор поступает с одного конца, а зародышеобразование и крис­таллизация происходят на следующих друг за другом участках вдоль длины аппарата.

В идеальном случае продольное перемешивание отсутствует, кристаллизатор уподобляется химическому реактору полного вы­теснения. Состав и температура раствора меняются вдоль длины кристаллизатора.

При контролируемой кристаллизации важнейшее значение имеет точный контроль пересыщения. В этом отношении процесс с перемешиванием имеет большое преимущество.