Вертикальный иммерсионный шнековый экстрактор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 1 1 В 1/10

Ф

O7lHGAHHE HSOBPETEHIII а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3398745/28-13 (22) 18,02.82 (46) 07.09,83, Бюл. 11 33 (72) В.А.Федотчев, И.В .Гав рйленко, В .В.Ключкин, И.Е.Безуглов и П.С.Мамедов (71) Научно-производственное объеди" нение масложировой промышленности (53) 665.1 ° 034(088.8) (56) 1. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. ВНИИЖ, т, 1, кн. 2, 1974, с. 70.

2. Авторское свидетельство ССCP--N 876707, кл. С 11 В 1/10, 1978 (прототип) .

- (54)(57) 1. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ИММЕРСИОННЫЙ :

ШНЕКОВЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий за-: грузочную и экстракционную колонны с транспортирующими перфорированными шнеками и патрубками для ввода и вывода растворителя, мисцеллы и маслосодержащего материала, сое--::.динительную горизонтальную камеру с шнеком, укрепленную в верхней части загрузочной колонны приемную.:;

„„SU„„039956: А царгу, смонтированный в верхней части загрузочной колонны декантатор, содержащий соосно размещенные в нем с частичным вхождением одна в другую насадки, выполненные в виде усеченных конусов, и укрепленную между насадками и заборным витком шнека радиальную неподвижную пластину, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности экстрактора и улучшения очистки мисцеллы, насадки декантатора выполнены перфорированными, укреплены под загрузочйой царгой и расположены большим основанием вниз, а заборный виток шнека загрузочной колонны снабжен подреэающим ножом, укрепленным на валу анана под углом 6О-70 н нао правленным вниз.

2. Экстрактор по и. 1,- о т л ич а ю шийся тем, что загрузочная колонна снабжена дополнительными радиальными неподвижными пластинами, укрепленными непосредственно 4Р под нижней насадкой, при этом каждая пластина имеет прямоугольную форму.

1039 лонны декантатор, содержащий соосно> размещенные в нем с частичным вхождением одна в другую насадки, выполненные в виде усеченных конусов и з

I укрепленную между насадками и заборным витком шнека радиальную неподв ижную пластину 2 ).

Однако известный экстрактор не позволяет обеспечить эффективную очистку мисцеллы из-за колебаний в количестве мисцеллы, поступающей в декантатор.

Целью изобретения .является повышение производительности экстрактора и улучшение очистки мисцеллы

Цель достигается тем, что в вертикальном иммерсионном шнековом экстракторе, включающем загрузочную и экстракционную колонны с транспортирующими перфорированными шнеками и патрубками для ввода и вывода растворителя, мисцеллы и маслосодержащего материала, соединительную горизонтальную камеру с шнеком, укрепленную в верхней части загрузочной колонны приемную царгу, смонтированный в верхней части загрузочной колонны декантатор, содержащий соосно размещенные в нем с частичным вхождением одна в другую насадки, выполненные в виде усеченных конусов, и укрепленную между насадками и заборным витком шнека радиальную неподвижную пластину, насадки декантатора выполнены перфорированными, укреплены под загрузочной царгой и расположены большим основанием вниз, а заборный виток шнека загрузочной колонны снабжен подрезающим ножом, укрепленным на валу шнека под углом 60-70 и направленным вниз..

Кроме того, загрузочная колонна с набжена дополнительными радиальными неподвижными:пластинами, укрепленными непосредственно под нижней насадкой, при этом каждая пластина имеет прямоугольную. форму.

На фиг. 1 изображен описываемый экстрактор, общий вид; на фиг. 2 с насадками и декантатором.

Вертикальный иммерсионный шнековый экстрактор состоит из загрузочной колонны 1 с декантатором 2 и насадкой 3, являющейся фильтру@ .щей перегородкой, и расположенными иа выходе мисцеллы экстракционной колонны 4 и горизонтального пере1 956

2, Изобретение относится к производству растительных масел способом экстракции из и лосодержащего материала и макет быть использовано в масложировой промышленности.

Известен модернизированный шнеко5 вый экстрактор, который состоит из загрузочной колонны, горизонтального шнека, и экстракционной колонны с установленными в них перфорированными шнеками, В верхней части загрузочной колонны расположен декантатор, служащий для частичного осаждения дисперсной фазы из мисцеллы, выходящей из экстрактора f1 1.

Недостатками экстрактора являются, низкая производительность, не превышающая. 400 т/сут при переработке семян хлопчатника; нестабильность работы экстрактора из-за частых остановок его вследствие отсутствия буферной емкости в верхней части за.грузочной колонны; неравномерность заполнения межвиткового пространства 2 и прокручивания материала; образование каналов в межвитковом пространстве, где значительная часть растворителя, протекая свободно, не участвует в процессе экстракции;

30 зависание экстрагируемого материала в цилиндрической трубе и отсутствие свободного выхода мисцеллы из внутренней части этой трубы; отсутствие организованного отвода воздуха, содержащегося в слое экстрагируемого материала, отрицательно влияющего на процесс экстракции.

Кроме того, высокое содержание весового отстоя в мисцелле (на уровне 2,5-34), поскольку в аппарате не используется экстрагируемый материал для фильтрации мисцеллы, а продолжительность отстаивания мисцеллы в декантаторе весьма кратковременная.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вертикальный иммерсионный шнековый экстрактор,включающий загрузочную и экстракционную колонны с транспортирую- 50 верхняя часть загрузочной колонны щими перфорированными шнеками и патрубками для ввода и вывода растворителя, мисцеллы и маслосодержащего материала, соединительную гбризонтальную камеру с шнеком, укре- 5 пленную в верхней части загрузочной колонны приемную царгу, смонтирован ный в верхней части загрузочной коз 1039 даточного перфорированного шнека 5, размещенного в горизонтальной соеди- нительной камере 6.

Внутри каждой колонны расположенй шнеки 7 и 8 с перфорированными витками.

В ерхний виток шнека 7 загрузочной колонны 1 расположен ниже насадки 3 (на один метр) с целью создания в аппарате необходимого слоя материала для самофильтрации мисцеллы в противотоке.

Экстрактор имеет автономные при-: водные устройства 9-11, работающие .

: I в блокированном режиме.

Для загрузки экстрактора масло- содержащим материалом имеется патрубок 12, во избежание попадания фер ромагнитных примесей в загрузочной самотечной трубке расположен электромагнит 13 во взрывозащищенном, исполнении.

Для выпуска проэкстрагированного материала (шрота) в верхней ча-. сти экстракционной колонны 4 имеется разгрузочный патрубок 14, куда шрот из экстрактора направляется при помощи лопастного сбрасывателя

15. Патрубки 16 служат для ввода растворителя, а патрубок 17 для отвода. мисцеллы из декантатора; ава-. рийный слив мисцеллы из декантатора

2 осуществляется через патрубок 18,, Слив всего растворителя из экст" рактора производится через патрубок 19..

3S . Патрубок 20, расположенный в нижней части загрузочной колонны 1, слу жит для слива шлама из мисцелловых фильтров. Экстрактор оборудован бен" зоотводчиком 21, с помощью которого растворитель при переполнении экстракционной колонны 4 отводится в де-, кантатор 2 через патрубок 22. 0apo-. воздушная смесь из экстрактора через.. патрубки 23 и 24 отводится в систему- 45 рекуперации растворителя.

Во избежание провертывания материала в передаточном шнеке 5 и экстракционной колонне 4 встроены продольные полосы 25. Смотровые стекла .. ®

26 служат для визуального наблюдения,, за движением материала в экстракторе.

Вертикальные неподвижные пластины 27, расположенные выше приемного витка шнека 7, предотвращают провора .З5 чивание материала и образуют секцион ную зону самофильтрации мисцеллы (через слой экстрагируемого матери956 4 ала), а подрезающий нож ?8 в начале заборного витка шнека обеспечивает равномерный захват материала по всему шагу витка и приводит в колебательное движение материал в вышележащем слое. Подрезающий нож 28 установлен под углом 20-30 к горио зонту. При угле меньше 20 имеет место увеличение объема захватываемого материала и черезмерное заполнение межвиткового пространства шнекового вала, могущее приводить к перегрузке экстрактора, При увеличе.о нии угла более 30 резко увеличивается лобовое сопротивление материала и уменьшается объем заполнения межвиткового пространства, в результате чего снижается производительность экстрактора.

Выравнивание слоя при загрузке материала в экстрактор производится восьмилопастной мешалкой 29, насаженной на шнековый вал. Для уменьшения лобового сопротивления лопасти мешалки встроены в ступице под углом 25-30 к горизонту. о

Исключительно важное значение имеет необходимость повышения степени безопасности эксплуатации экстрактора, поэтому дпя автоматического поддержания заданного уровня материала в приемной царге 30 и предотвращения выбросов паров бензина из экстрактора установлены изотопные датчики 31 (типа ГР-7С) предельного верхнего уровня и предельного. нижнего уровня,воздействующие на электродвигатель привода загрузочной колонны 1 с одновременной выдачей светозвукового сигнала.

Контактный термометр 32 предназначен для контроля температуры поступающего в экстрактор материала. При превышении температуры за пределы нормы (предусмотренной условиями безопасности производства) должен быть подан светозвуковой сигнал.

Во избежание подпрессовки и деформации витков шнека Экстракционной колонны 1 в случае внезапной остановки лопастного сбрасывателя

15 в верхней части колонны установлен концевой электровыключатель 33, выключающий одновременно все электродвигатели экстрактора.

Люк 34 служит для производства профилактических работ.

956 6

S 1039

Телескопические насадки 3 имеют по всей поверхности раззенкованные отверстия с внутреннЕй стороны с =6 мм, а с внешней d= 10 мм и расположены в шахматном порядке с шагом 15 мм.

Суммарное живое сечение перфорированной части поверхности насадки составляет: 0,2 м .

Отношение площади сечения приемной царги к площади живого сечения 10 отверстий насадки может быть. выражено как 0,785:0,2.

Угол уклона стенок насадок составляет 20 к вертикали. Приведенные геометрические-размеры являются одним иэ вариантов.

Насадки 3 являются фильтрующими перегородками для очистки мисцеллы, а также способствуют более равномерному распределению и движению материала вдоль колонны, предотвращая зависание материала, как это имеет место на цилиндрических участках колонны, где шнек отсутствует.

В местах стыковки насадок 3 преду- д5 смотрены кольцевые зазоры, предназначенные для отвода воздуха из материала, заключенного между частицами и в порах его и вытесняемого при движении материала. 30

Экстрактор работает следующим образом.

Экстрагируемый масличный материал в виде лепестка,или крупки в количестве (в пересчете на семена)

500 т/сут подается по трубе через

35 электромагнит 13 и патрубок 12 в приемную царгу 30 загрузочной колонны

Затем при помощи подрезающего ножа

28 материал захватывается и направ40 ляется в межвитковое пространство перфорированного шнека 7 и при вращении шнека транспортируется вниз к горизонтальному передаточному шнеку

5. Последним материал перемещается в горизонтальном положении к экстракционной колонне 4. Далее шнеком 8 материал поднимается вверх, где лопастным сбрасывателем 15 в виде обезжиренного материала - шрота выводится из экстракционной колонны 4 через раз 50 грузочный патрубок 14, Бензин в количестве 10-12 м /ч по; ступает через патрубки 16 в экстракци онную колонну 4 и, протекая через от верстия в перфорированных витках и свободном межвитковом пространстве в противотоке движению материала по всему экстракционному тракту (экстракционная колонна - передаточный шнекзагрузочная колонна), экстрагирует .из материала масло, образуя раствор масла в бензине - мисцеллу.

При движении мисцеллы по тракту загрузочной колонны 1 снизу вверх мис целла фильтруется вначале через слой материала в секционной зоне фильтрации, а затем, пройдя фильтрующие перегородки насадок 3, -поступает в декантатор 2, где отстаивается и выходит из него с содержанием мелкодисперсного осадка по массе до 0,236. Частицы экстрагируемого материала, прошедшие через фильтрующие перегородки насадок 3, в слое мисцеллы осаждаются в нижней части конуса декантатора 2 и, смешиваясь с движущимся в колонне материалом, увлекаются последним.

Вследствие непрерывного скольжения материала по перфорированной поверхности насадок 3 их фильтрующая поверхность сохраняет свою фильтрующую способность.

Так как при движении материала в приемной царге 30 (сверху вниз) материал содержит в межчастичном пространстве значительное количество воздуха, то для его отвода в местах стыковки насадок 3 предусмотрены зазоры, через которые при уплотнении материала отводится вытесняемый из материала воздух, (выход воздуха показан стрелками, фиг.2 ).

Образующаяся в декантаторе 2 над слоем мисцеллы паровоздушная смесь отводится через патрубок 23 в сис тему рекуперации растворителя. Суммарная площадь сечения кольцевых зазоров на участках стыковки телескопических элементов равна 0,3 м ..

Соотношение площади .сечения прием" ной царги 30 к площади сечения кольцевых зазоров может быть представлено как 0,785:0,3.

Благодаря тому, что насадки имеют форму усеченного конуса, расширяющегося сверху к низу, содержащийся в приемной царге 30 материал при движении к низу, поступая в зону насадок 3 приобретает более рыхлую структуру, чем создаются более благоприятные условия для проникновения растворителя в толщу слоя и вытеснения воздуха, содержащегося в материале. При этих условиях наиболее эффективно осуществляется отвод воздуха из материала, поступающего в экстректор.

В ытеснение в оздуха, заключенного между частицами экстрагируемого ма.териала и его порах, является весьма значиюойьтехнологической операцией, так как при этом ускоряется контактирование экстрагента -непосредственно с экстрагируемым материалом, способI

39956 8 ствующее повывению эффективности ïðîцесса экстракции, Изобретение по сравнению с известным устройством создает условия высокоэффективной работы и позволяет повысить производительность при переработке семян хлопчатника с 400 до

500 т/сут, снизить в мисцелле содержаwe мелкодисперсного осадка по мас10 се до 0,2-0,33 и повысить степень безопасности эксплуатации экстрактора.

1039956 ноют.и

Составитель Ю. Разаренова

Техред С,Иигунова

Редактор P.Öèöèêà

Корректор А.Зимокосов филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ б818/26 Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5