Патент на изобретение №2176150
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭКСТРАКЦИОННАЯ УСТАНОВКА
(57) Реферат: Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности ликероводочному производству, а также химической, фармацевтической промышленности. Установка содержит вертикальный цилиндроконический корпус с загрузочными и выгрузочными патрубками, коаксиально расположенный в нем разделитель, открытый сверху и снизу, встроенный теплообменник в виде рубашки, перколятор, разрыхляющее устройство, реверсируемый осевой насос с вариатором скорости вращения. Установка снабжена выносным поверхностным конденсатором, сборником конденсата и патрубком подачи острого пара. При реверсировании подачи насоса в корпусе установки создается разнонаправленная циркуляция суспензии с четким разделением восходящего и нисходящего потоков. В основном периоде процесса подачу насоса направляют вверх, поэтому внутри разделителя раствор совершает восходящее движение, а в пространстве между разделителем и корпусом – нисходящее. Изобретение обеспечивает повышение удельной производительности и эффективности работы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение предназначено для использования в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, в частности в ликероводочном производстве для получения спиртованных настоев из плодово-ягодного сырья и трав. Известна установка для экстрагирования или выщелачивания из твердофазных материалов, содержащая батарею последовательно подключенных друг к другу диффузионных аппаратов, насос, теплообменник и соединительные трубопроводы [1]. Типовой диффузионный аппарат имеет вертикальный цилиндрический корпус с люками для загрузки и выгрузки материала и патрубками подвода и отвода раствора. Внутри корпуса установлен перколятор (сито), поддерживающий слой материала. Процесс экстрагирования протекает в режиме фильтрации раствора через неподвижный слой твердых частиц. Основными недостатками этой установки являются низкая производительность, значительные потери экстрагируемого вещества с выгружаемым материалом, трудность механизации и регулирования проводимого процесса. Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой является установка [2] , содержащая вертикальный резервуар с загрузочным и выгрузочным патрубками, нижняя часть корпуса которого выполнена в виде усеченного конуса, приваренного широким основанием к верхней цилиндрической обечайке, воздушную трубу, перколятор, насос и установленный в корпусе коаксиально разделитель. В этой установке нельзя обрабатывать тонкоизмельченные материалы, склонные к образованию плотного слоя с малым значением коэффициента фильтрации. Кроме того, установка не позволяет поддерживать оптимальную температуру экстрагирования и не обеспечивает быстрого и эффективного извлечения остатков экстрагента из отработанного материала. Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы установки. Решение этой задачи достигается тем, что в экстракционной установке, содержащей вертикальный резервуар с загрузочным и выгрузочным патрубками, нижняя часть корпуса которого выполнена в виде усеченного конуса, приваренного широким основанием к верхней цилиндрической обечайке, воздушную трубу, перколятор, насос и установленный в корпусе коаксиально разделитель, согласно изобретению разделитель имеет цилиндроконическую форму, открытую сверху и снизу, перколятор установлен внутри цилиндрической части разделителя, насос имеет осевое исполнение с возможностью реверсирования и варьирования подачи и встроен в днище резервуара таким образом, что рабочее колесо насоса входит внутрь узкой части разделителя, при этом установка снабжена разрыхляющим устройством, расположенным над перколятором, встроенным теплообменником в виде рубашки, приваренной к конической части разделителя и оснащенной патрубками для подвода и отвода теплоносителя, выносным поверхностным конденсатором, сборником конденсата и патрубком подачи острого пара в резервуар, причем конденсатор подключен приемным патрубком к воздушной трубе и отводящим патрубком – к сборнику конденсата, а патрубок подачи острого пара встроен в днище резервуара. Направляя подачу насоса вверх, внутри разделителя создают восходящее движение раствора, а между разделителем и корпусом – нисходящее, при этом перколятор пропускает раствор и мелкие фракции материала, но задерживает крупные фракции, которые образуют в пространстве под перколятором интенсивно перемешиваемый взвешенный слой с высоким значением коэффициента массоотдачи. Реверсируя подачу насоса, направление циркуляции изменяют на противоположное, причем величину подачи выбирают такой, чтобы скорость восходящего потока раствора в между разделителем и корпусом превышала скорость витания самых крупных частиц. При этом вся твердая фаза выносится на перколятор сверху, раствор и мелкие частицы проходят сквозь перколятор, а крупные фракции образуют на перколяторе фильтрующий слой. По мере утолщения этого слоя в нем задерживаются и мелкие фракции, т.е. одновременно с экстрагированием происходит фильтрование суспензии, причем разрыхляющее устройство обеспечивает равномерный доступ раствора к частицам фильтрующего слоя и снижает его гидравлическое сопротивление. С помощью теплообменника поддерживается оптимальный температурный режим процесса. Наличие конденсатора, сборника конденсата и патрубка подачи острого пара позволяет извлекать из отработанного материала остатки экстрагента путем выпаривания и последующей конденсации. Предлагаемая установка изображена на чертеже. Установка содержит вертикальный резервуар с цилиндроконическим корпусом 1, патрубками 2 и 3 для загрузки исходного материала и раствора экстрагента, патрубком 4 для выгрузки готового настоя и отработанного материала, патрубками 5 и 6 для подачи пара и воды, воздушной трубой 7 и смотровым люком 8. На корпусе установлены термометр 9, пробный кран 10 и водомерное стекло 11. Внутри резервуара коаксиально корпусу расположен цилиндроконический разделитель 12, снабженный рубашкой 13 с патрубками 14 и 15 для подвода и отвода теплоносителя. Внутри цилиндрической части разделителя установлен перколятор 16. В днище корпуса вмонтирован осевой насос 17, снабженный реверсируемым приводом с вариатором скорости вращения. Над перколятором установлено разрыхляющее устройство 18, снабженное автономным приводом. Установка снабжена поверхностным конденсатором 19 и сборником конденсата 20 с патрубками 21 и 22 для отвода воздуха и слива конденсата. Исходные материал и раствор в заданных соотношениях загружают в резервуар через патрубки 2 и 3, включают подачу теплоносителя в рубашку и подачу хладоносителя в конденсатор. При заполнении резервуара воздух, содержащий пары экстрагента и летучих компонентов материала, вытесняется по воздушной трубе 7 в конденсатор, где пары конденсируются, конденсат стекает в сборник, а воздух удаляется через патрубок 21. За изменением температуры суспензии и уровня заполнения резервуара наблюдают с помощью термометра 9 и водомерного стекла 11. Запускают в работу осевой насос так, чтобы его подача была направлена вверх. При этом в резервуаре происходит циркуляционное движение суспензии: раствор и мелкие фракции материала совершают восходящее движение внутри разделителя, проходят сквозь перколятор и опускаются вниз в пространстве между разделителем и стенкой корпуса; крупные фракции материала, не проходящие через перколятор, совершают циркуляционное движение в пространстве между перколятором и рабочим колесом насоса. Таким образом осуществляется процесс экстрагирования в интенсивно перемешиваемом взвешенном слое. При достижении заданной концентрации экстрактивных веществ в пробах, периодически отбираемых с помощью крана 10, реверсируют направление подачи насоса и включают в работу разрыхляющее устройство 18. Направление циркуляции раствора и мелких фракций материала изменяется на противоположное, а крупные фракции задерживаются на перколяторе и образуют фильтрующий слой, который по мере утолщения начинает задерживать и мелкие фракции. Экстрагирование продолжается и одновременно происходит фильтрование суспензии. При достижении требуемой концентрации и степени чистоты настоя насос и разрыхляющее устройство выключают и через патрубок 4 сливают готовый настой. Затем через патрубок 5 подают острый пар, при этом происходит прогревание отработанного материала и выпаривание из него остатков экстрагента. Пары направляют в конденсатор, а конденсат отводят из сборника через патрубок 22 и смешивают с настоем или используют по иному назначению. По окончании выпаривания резервуар заполняют водой через патрубок 6, включают разрыхляющее устройство и насос подачей вверх. Происходит размывание слоя отработанного материала, который вместе с промывной водой выгружают из корпуса через патрубок 4. В завершение работы резервуар ополаскивают водой. Источники информации 1. Стабников В. Н., Попов В.Д., Лысянский В.М., Редько Ф.А. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Пищевая промышленность, 1976. – С. 638-639. 2. GB 1504928 (Society des Produits Nestle S.A.) 22.03.78, B 01 D 11/02. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
