Кристаллизаторы и их виды

Простейшими аппаратами для кристаллизации являются ящичные кристаллизаторы. Они представляют собой открытые прямоугольные ящики, в которых подвешиваются ленты или нити. Кристаллизация происходит путем естественного охлаждения раствора и испарения частиц растворителя в воздухе. Основная масса чистых кристаллов осаждается на поверхности лент или нитей и удаляется вручную. Примеси осаждаются на дне ящиков и удаляются вместе с маточником.

Такие кристаллизаторы периодического действия громоздки, требуют применения ручного труда.
В современных кристаллизаторах используют водяное или воздушное охлаждение либо ведут кристаллизацию в вакууме. Существуют следующие кристаллизаторы с охлаждением раствора: качающийся, с ленточной мешалкой, барабанный. Качающийся кристаллизатор представляет собой длинное, неглубокое корыто, установленное с некоторым наклоном по оси.

Привод сообщает ему медленные маятниковые движения. Горячий раствор подается в верхнюю часть корыта, течет по нему вниз, медленно охлаждаясь воздухом. Это позволяет образовывать крупные кристаллы, которые затем отделяются от маточного раствора на центрифугах или фильтрованием и поступают на сушку. Недостатками качающихся кристаллизаторов являются небольшая производительность и загрязнение атмосферы парами.

Кристаллизаторы с ленточной мешалкой могут быть открытыми или с крышками. В них охлаждающим агентом является вода, подающаяся противотоком с раствором, подлежащим кристаллизации. Раствор и охлаждающая вода обеспечивают примерно по всей длине аппарата одинаковую разность температур.

Широко распространены барабанные кристаллизаторы с водяным охлаждением в рубашке и вращающимся корпусом. Охлаждающая вода и раствор также движутся противотоком. Недостатком этой конструкции является налипание кристаллов на внутренней поверхности цилиндрического горизонтального корпуса.

барабанный кристаллизатор

Для кристаллизации с удалением части растворителя используется выпарной аппарат-ристаллизатор. Он имеет подвесную греющую камеру и два фильтра, работающих поочередно, для отделения кристаллов от маточного раствора и промывки.

Для расплавов применяют вальцевый кристаллизатор. Он снабжен вращающимся барабаном с двойными стенками, нижняя часть которого погружена в корыто, имеющее рубашку для парового обогрева. Барабан медленно вращается и своей нижней частью захватывает расплав, образующий на охлаждаемой стенке корку кристаллов. При вращении барабана и охлаждении полученные кристаллы снимаются с барабана ножом.

вакуум-кристаллизаторПростейший вакуум-кристаллизатор представляет собой герметический сосуд с мешалкой, в который заливается раствор, после чего в аппарате создается вакуум. По мере отсасывания вакуум-насосом паров растворителя будет происходить охлаждение раствора. По окончании охлаждения открывается воздушник, в сосуде устанавливается атмосферное давление. Маточный раствор вместе с кристаллами удаляется через нижний патрубок сосуда. При непрерывной работе применяют тиногокорпусные вакуум-кристаллизаторы.

На сахаропесочных и рафинадных заводах сахарные сиропы поступают на уваривание (концентрирование) в вакуум-аппараты с целью кристаллизации сахара из пересыщенного раствора. Процесс ведется под вакуумом для того, чтобы предотвратить карамелизацию сахара. Для образования кристаллов в вакуум-аппараты вводят затравку в виде сахарной пудры, выращивают кристаллы, поддерживая коэффициент пересыщения на уровне 1,05–1,10.

Полученный после уваривания продукт (утфель) содержит лишь 7,5% воды и примерно 55% выкристаллизовавшегося сахара. После сгущения утфель из вакуум-аппарата направляют на центрифуги для отделения кристаллов сахара от межкристалльного оттека.

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ: