мешалка-кристаллизатор
Аппараты для кристаллизации при охлаждении растворов обычно называют мешалками-кристаллизаторами.
В мешалках-кристаллизаторах обычно происходит завершающая стадия процесса кристаллизации, при которой стремятся получить максимальный выход кристаллов за счет глубокого истощения маточного раствора. Для этого большинство кристаллизаторов имеют поверхность охлаждения, а иногда и поверхность нагрева.
- Мешалки-кристаллизаторы
Например, в пищевых производствах применяют в основном два типа мешалок-кристаллизаторов (с охлаждением или без охлаждения): корытного типа (рис. а) и вращающиеся (ротационные) барабанные кристаллизаторы (рис. б).
- Формы органов охлаждения кристаллизаторов
В мешалках кристаллизаторах поверхность охлаждения может быть неподвижной в виде плоских змеевиков (рис. а), но обычно сама поверхность охлаждения (диски, трубы и пр.) вращается и выполняет роль лопастей мешалки (рис. б, в, г). Формы поверхности охлаждения разнообразны; оптимальная компоновка поверхности еще не определена.
При медленной кристаллизации продуктов требуются кристаллизаторы значительной длины; в этом случае составляют батарею последовательно соединенных мешалок-кристаллизаторов с охлаждением; в последней мешалке готовый продукт подогревается для облегчения отделения кристаллов от маточного раствора в центрифугах. Кристаллизаторы с охлаждением также выбирают в первую очередь по технологическим показателям, устанавливаемым в результате заводских испытаний различных аппаратов.
- Схемы кристаллизаторов типа «Кристалл»:а — охладительный; б — выпарной; Р — поступление раствора; Рм — отвод маточного раствора; ?Р — отвод кристаллов; W — охлаждающая вода;
П — подвод греющего пара; В — всасывающая труба; Н — насос: К — отвод конденсата; Т — труба циркуляционная; X — холодильник; О — отстойник; НГ— нагреватель, ВК — выпарная камера; ВП — отвод вторичного пара
Из аппаратов кристаллизации непрерывного действия, известных в пищевой и химической промышленности представляют интерес два варианта кристаллизатора типа «Кристалл»: охладительный и выпарной (см. рис.).
Охладительный кристаллизатор (а) является аппаратом с принудительным перемешиванием, создаваемым внешним циркуляционным контуром, в котором пересыщение регулируется с помощью водяного холодильника. Кристаллизация происходит в осадительном резервуаре по мере продвижения раствора вверх через слой оседающих кристаллов. Отбор кристаллов регулируется так, чтобы поддерживался постоянный уровень кристаллов ниже входа во всасывающую трубу. Часть маточного раствора проходит через отстойник для отделения мелких кристаллов: отстойник включен в циркуляционный контур. Истощенный раствор удаляется на верхнем уровне жидкости.
Выпарной кристаллизатор (б) отличается от охладительного (а) внешним циркуляционным контуром, в который вместо охладителя включен паровой подогреватель. Перегретая смесь маточного и свежего растворов выбрасывается в выпарную камеру, где происходит испарение, при этом создастся пересыщение.
Отстойная камера на рисунке б не показана, но может включаться в схему, как в случае охладительного аппарата. Аппарат может быть снабжен добавочным противоточным классификатором на выходе кристаллов, которые подают навстречу потоку маточного раствора.
Описанная схема применяется при любом давлении в аппарате. Выпарные кристаллизаторы этого типа могут быть включены по схеме многоступенчатого испарения, аналогично многокорпусной выпарной установке.