190966. lajstromszámú szabadalom • Cukorgyári utótermék-pép kezelésére szolgáló folyadékellenáramú hőcserélő berendezés
1 190 966 2 A találmány cukorgyári utótermék-pép hűtésére, valamint kisebb mértékű visszamelegítésére szolgáló folyadékellenáramú hőcserélő berendezésre vonatkozik. A cukorgyári utótermék-pép a vákuum kristályosító készülékből leeresztett cukorkristályokból és kristályközi szörpből áll. Ennek mintegy 75-80 'C hőmérsékletét lassan, egyenletesen kell csökkenteni 35-40 °C-ra. A hűtés sebessége nem haladhatja meg a 0,8-1,0 °C/h értéket. A hűtés következtében a kristályközi szörp túltelítetté válik s cukor rakódik a kristályok felületére. Ha a hűtés optimális, akkor a kristályközi szörp optimális mértékben kimerül s így a gyártási folyamatból melaszként a lehető legkevesebb cukrot visz magával. A hűtőből kikerülő pépet centrifugálják s ezzel választják el a cukorkristályokat az anyaszörpöt jelentő melasztól. A centrifugáláshoz azonban a hűtés következtében rendkívül viszkózussá vált pépet az elért 35-40 °C-ról 45-50 °C-ra vissza kell melegíteni. A fentiekben vázolt hűtést és visszamelegítést szolgálják a cukorgyári utótermék-pép hőcserélő berendezései. Ezekben a berendezésekben fontos szerepe van az egyenletesen, folyamatosan és kis hőlépcsőkkel történő hűtésnek. A pép és a hütőelem közötti nagy hőmérséklet-különbség hatására ugyanis olyan új kristálygócok keletkeznek, amelyek a pépben meglevő kristálygócok méretéhez képest kicsinyek s így a centrifugálással vissza nem tarthatók: ezek tehát a melasszal együtt eltávoznak s a cukorkinyerés hatásfoka ezzel romlik. Ezt a követelményt az ellenáramú hőcserélő elégítheti ki annál kedvezőbben, minél kisebb a berendezésben az ellenáram és a hütendö pép közötti hőmérséklet-különbség változása, vagyis ha a pépben minél kisebb hőlépcsők keletkeznek, s ezek a hőlépcsők minél kevésbé térnek el az elméleti folyamatos hűtési görbétől. Az eddig ismeretes rendszerek azonban ezt a követelményt nem tudták megfelelő módon kielégíteni. A kezdeti berendezésekben nem használtak ellenáramú hűtést, ennélfogva ezek hatásfoka közelítőleg sem volt kielégítő. A korszerű készülékekben már több olyan ellenáramú hűtőoszlopot és általában egy visszamelegítő oszlopot alkalmaztak, amelyekben a hőcserélés ellenáramú folyadékkal történt. Ezeknek főleg két változata ismeretes. Az egyik változatban az oszlopban a hűtőfolyadékot a lefelé áramló péppel szemben felfelé több vízszintes síkban kialakított csőkígyóban áramoltatják s ezek között a pépet kavarólapátokkal kavarják. Ennek hátránya, hogy nemcsak az egyes szintekben elrendezett csőkígyók hütőhatására keletkezik a pép hőmérsékletében nagyobb lépcső, hanem még egy-egy vízszintes síkban a csőkígyóban is megváltozó hőmérsékletű hűtőfolyadék és a köztük kavart pép különböző hőmérséklete e nagyobb lépcsőkön belül is rendezetlen állapotot teremt, s rontja a hűtés egyenletességét. A másik változat ehhez hasonló azzal a különbséggel, hogy itt a vízszintesen elhelyezett csőkígyókat hűtőtárcsák helyettesítik, amelyben a hűtővíz egyenletesebben helyezkedik el, de amely még mindig nem küszöbölheti ki a szakaszos hűtés folytán a pépben keletkező nagyobb hőlépcsőket. Ez ismét bizonyos kisebb kristályos gócok keletkezéséhez vezet. Mindkét rendszernek közös hátránya még, hogy ha a hűtőfolyadékot vezető csőrendszerben hibásodás következik be, pl. a cső kilyukad, akkor az egész oszlopot s igy általában az egész rendszert hosszabb időre le kell állítani, ami a gyártás folyamatában igen komoly kiesést okoz. Ezeket a hátrányokat küszöbölte ki a 182 274 sz. magyar szabadalomban védett berendezés, amely eltérően az addig ismert berendezésektől a hőcserét szolgáló vízszintes tárcsákat, illetve csőkígyókat függőleges elrendezésű csőkígyókra cserélte fel. Ennek igen nagy előnyei voltak: benne a hőcserélés sokkal folyamatosabban, több, elhanyagolhatóan kis lépcsővel történt s ha egyik csőkígyó meghibásodott, annak kikapcsolása után a berendezés hatásfoka csak csökkent, de a gyártási folyamatot nem állította meg. Ebben a megoldásban nem a pépet kavarják, hanem a csőkígyók forognak s a pépet egyes szintekben a csőkígyó hézagaiba benyúló fékezőkarok gátolják abban, hogy a csőkígyókkal együtt forogjanak. A tapasztalat azonban azt mutatta, hogy ennek a berendezésnek is vannak még hátrányai. Mivel a fékezőkarok csak bizonyos függőleges távolságokban voltak elhelyezve, a köztük ágszerűen kinyúló csőhurkok mégis bizonyos mértékben magukkal vitték a pépet; annál is inkább, mert e függőlegesen kígyózó csövek kinyúló függőleges hurkú ágait a pép meglehetős nagy értékű ellenállásával szemben statikailag meg kellett támasztani, s ez a támasztószerkezet, amely egy-egy ágcsoportot rácsszerűen támasztott meg, szintén magával vitte a pép egy részét. Növelte ezt a hatást az is, hogy a pép sokszor rárakódott a csőkígyóra, annak megnövelte a forgó felületét és ezzel a pép együttforgási tehetetlenségét. A támasztószerkezet megnövelte a berendezés súlyát és költségét is. A jelen találmány ennek a berendezésnek a hátrányait is ki kívánja küszöbölni és olyan megoldást szolgáltatni, amely szükségtelenné teszi a támasztószerkezet alkalmazását és lehetővé teszi a fékezőkarok sűrűbb elrendezését, amely fékezőkarok egyben arra is alkalmasakká válnak, hogy nemcsak a pép fékezésének, hanem a csötagok tisztításának szerepét is betölthessék. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ez akkor valósítható meg, ha a csőkarok önmerevítő elrendezésűek és a csőkígyó csatlakozó hajláspontjai valamennyien a csőtengelynél vannak. Ennek megfelelően a találmány szerinti berendezés lényege, hogy a csőtagok több szintben elrendezett V-csőszakaszokból és ezek egymásfölötti szárvégződéseit két-két szint között váltakozva összekötő, a csőtengelyhez simuló közbenső csőszakaszokból állnak. Ebben az elrendezésben a fékezőkarok akár minden szint között is elhelyezhetők, ezzel a pépnek jobb fékezést adva és egyben a V-csőszakaszoknak az ellenállást növelő, alsó és felső szélére esetleg rárakódó pép letisztítását is elvégezve. A fékezőka5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
