истем автоматичного управління, підвищення технічного рівня та ефективності виробництва. Зростаючий технічний рівень розвитку цукрової промисловості ставить перед працівниками виробництва, науково-дослідних і проектно-конструкторських організацій важливі завдання.
Одним з основних завдань цукрового виробництва є отримання якісного цукру в процесі кристалізації у вакуум-апаратах. Поряд зі створенням високоефективних вакуум-апаратів безперервної дії для уварювання утфелю першої та наступних кристалізації необхідно продовжувати роботи з інтенсифікації процесів тепло - і масообміну в апаратах періодичної дії, якими оснащені всі цукрові заводи країни, а також по створенню вакуум-апаратів великої одиничної потужності.
Рушійною силою тепло - і масообміну в процесі кристалізації є різниця температур і відповідна їй різниця концентрацій між рівноважної і необхідною концентрацією, що забезпечує процес масообміну. ??
При аналізі процесів тепло - і масообміну необхідно враховувати три умови:
умови існування рідкої, кристалічної та парової фаз;
робочі умови, зумовлені шляхом завдання початкових і кінцевих концентрацій Уварювалася продукту і його кількістю; кінетику кристалізації.
Одночасний облік цих умов дозволяє вибрати раціональну конструкцію вакуум-апарата і визначити його розміри, а також інтенсифікувати процес тепло - і масообміну в існуючих конструкціях апаратів. Гідродинамічна обстановка, створювана в процесі кристалізації, у свою чергу залежить від конструктивних особливостей апарату і накладає певні умови на геометричні співвідношення визначають розмірів. Тому, якщо два перших умови процесів тепло - і масообміну можуть бути розглянуті поза зв'язку з конструктивними особливостями апарату, то остання умова - кінетика кристалізації - повинно безпосередньо ув'язуватися з конкретною конструкцією апарату.
Кінетика процесу кристалізації відображає швидкість протікання процесу в заданих умовах і дозволяє визначити коефіцієнти масопередачі, які залежать від гідродинамічної обстановки процесу, теплофізичних властивостей цукрових розчинів і утфелів, т. е. від макро - і мікрокінетіческіх характеристик процесу.
Порівняння різних способів інтенсифікації процесів тепло - і масообміну повинно проводитися на основі одночасного врахування масообмінних, теплообмінних і гідродинамічних характеристик з економічною оцінкою того чи іншого методу інтенсифікації.
Продуктове відділення, як найпотужніший споживач теплової енергії на цукровому заводі, з урахуванням постійного зростання вартості палива, змушує застосовувати більш економічні теплові схеми і відповідні вакуум-апарати. Суть полягає в тому, щоб перенести велику частку випарювання води на випарну станцію, довівши вміст сухих речовин в сиропі до 72% і вище, а при уварюванні у вакуум-апаратах використовувати пар більш низького потенціалу. Але при цьому інтенсивність випаровування у вакуум-апаратах знижується і природна циркуляція стає недостатньою для задовільного перемішування утфелю, що є необхідним для процесу кристалізації. Недостатню природну циркуляцію в сучасних вакуум-апаратах компенсують установкою механічних циркуляторов різних конструкцій, збільшенням питомої поверхні нагрівання й зменшенням рівня утфелю над гріючої камерою. Тому нові вакуум-апарати мають відмінні від старих співвідношення геометричних розмірів та інші конструктивні особливості.
Розглянемо процес циркуляції утфелю в вакуум апаратах різної конструкції
На малюнку 6. зображено розподіл потоків Утфельні маси в традиційному вакуум апараті з підвісною парової камерою.
(1) -зони зниженою циркуляції утфелю, яка складає 30% від загального обсягу вари утфелю. Утфель має температуру 68 С, коефіцієнт пересичення?=1,5, тут йде процес інтенсивного утворення дрібних кристалів цукру (борошна).
(2) -зони підвищеної температури і кристалізації, становить 70% обсягу вари утфелю. Температура утфелю в цій зоні - 98? С, тут також йде утворення дрібних кристалів цукру.
На малюнку 7. Зона зниженою циркуляції утфелю (1) становить 20% від загального обсягу вари утфелю. На малюнку 7,8. Зона інтенсивної циркуляції утфелю (2). Тут швидкість руху утфелю за рахунок циркуляції достегает 6м/сек.
У цій зоні можливе дроблення кристалів цукру, які можуть бути новими центрами кристалізації. Ця зона становить 5-10%. На малюнку 7. Зона циркуляції (3) становить 70- 75% від загальної маси вари. У цій зоні процеси циркуляції і кристалізації наближаються до оптимальних, але ще далекі до ідеальних.
Пропонується запровадити вакуум-апарати ТВА - 40 з механічними циркулятором виробництва компанії Техінс...
