Непрерывнодействующий экстрактор для системы твердое тело - жидкость
Область применения: изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к экстракторам, предназначенным для экстрагирования растворимых веществ из твердого тела жидким экстрагентом в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности , выхода экстрагируемых веществ и концентрации экстракта. Сущность изобретения: экстрактор содержит корпус 1, загрузочное устройство 2, выгружное устройство 3, шнековый транспортер 5 с выгрузочным патрубком 6. По оси экстрактора размещен вал 7 с лопатками 8, соединенными перего
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st> s В 01 D 11/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ! КНТ СССР
1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
t 2
I и
12 (21) 4936089/26 (22) 31;01.91. (46) 30.11.92. Бал. М 44 (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт химического . машиностроения (72) Г.Ф.Потебня (56) Авторское свидетельство СССР
М 1122334, кл. В 01 D 11/04, 1984.
Авторское свидетельство СССР.
М 806056, кл. В 01 D 11/02, 1981. (54) НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЭКСТРАКТОР ДЛЯ СИСТЕМЫ ТВЕРДОЕ ТЕЛО—
ЖИДКОСТЬ
„„5U„„1777922 А1 (57) Область применения: изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к экстракторам, предназначенным для экстрагирования растворимых веществ из твердого тела жидким экстрагентом в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение производительности, выхода экстрагируемых веществ и концентрации экстракта. Сущность изобретения: экстрактор содержит корпус 1, загрузочное устройство 2, выгружное устройство
3, шнековый транспортер 5 с выгрузочным патрубком 6. По оси экстрактора размещен вал 7 с лопатками 8, соединенными перего1777922
35
45 родками 9, Камеры экстрактора образуют диски 10 с переточными отверстиями. Твердая фаза поступает в загрузочное устройство 2, попадает на верхний диск 10 и транспортируется лопатками 8 до переточного отверстия, через который перегружаетИзобретение относится к химическому машиностроению, а именно к экстракторам, предназначенным для экстрагирования растворимых веществ из твердого тела жидким экстрагентом в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение производительности, выхода.экстрагируемых веществ и концентрации экстракта.
На фиг.1 изображен общий вид экстрактора; на фиг.2 — схема расположения выгрузочных отверстий; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1.
Экстрактор состоит из вертикального корпуса 1, загрузочного устройства 2, выгружного устройства 3, перегрузочного патрубка 4, наклонного шнекового транспортера 5 с выгрузочным патрубком 6. По оси экстрактора размещен вал 7, вращаемый приводом {не показан), с укрепленными на нем перемешивающими и транспортирующими лопатками 8, связанными между собой тонкими концентрическими перегородками 9, Камеры экстрактора образуют диски 10 с переточными отверстиями для перегрузки сырья 11.
Подача экстрагента осуществляется через устройство 12 с помощью штуцера 13. Потоки экстрагента формируются и направляются отбойником 14. Вывод экстракта осуществляется через отстойную камеру 15 с помощью штуцера 16. Выбор высоты лопаток 0,6-0,9 высоты камеры определен тем, что при высотах MGHbwNx 0,6 высоты камеры нерационально используется объем аппарата, а при высотах больших 0,9 высоты камеры, как показывают эксперименты, резко увеличиваются затраты мощности на транспортировку сырья вследствие трения материала о верхний диск, черезмерное уплотнение холма материала впереди лопатки и, как следствие, уменьшению интенсивности перемешивания сырья.
Благодаря тому, что лопатки связаны между собой тонкими концентрическими ся в нижележащую камеру, Процесс повторяется до тех пор. пока твердая фаза не попадает в выгружное устройство 3, откуда выводится шнековым транспортером 5.
Зкстрагент подается через штуцер 13 в камеру 12, 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. перегородками высотой равной высоте камеры, предотвращается скопление твердой фазы на периферии камеры, куда она отбрасывается центробежными силами, и, соответственно, обеспечивается более равномерное распределение сырья по диаметру экстрактора. Уменьшение диаметра перегородки обеспечивает одинаковые условия заполнения всех кольцевых областей
10 камеры, и, соответственно, одинаковые условия перемещения л них, Высота кольцевых перегородок равная высоте камеры, выбрана из требований максимального уменьшения перераспределения сырья в сторону его увеличения на периферии во время перегрузки его из вышележащей секции в нижележащую.
Благодаря. тому, что переточные отверстия в смежных дисках смещены друг относительно друга так, что проекция переточного отверстия вышележащего диска на нижележащий смещена по направлению движения лопаток относительно переточного отверстия нижележащего диска и не перекрывает его, обеспечивается возможность проскока твердой фазы через камеру при максимальном времени ее пребывания в каждой камере.
Благодаря тому, что загрузочное устройство для твердой фазы выполнено в виде полого расширяющегося к низу усеченного конуса, нижнее основание которого имеет диаметр равный длине лопатки и установлено на уровне верхних краев лопаток по ходу движения сырья секции обеспечивается равномерность распределения сырья по диаметру экстрактора, предотвращение зависания сырья по диаметру экстрактора, предотвращение зависания сырья и попадание суспензии во взмученном состоянии в отстойную камеру.
Зкстрактор работает следующим образом, Твердая фаза непрерывно поступает в загрузочное устройство 2, где взмучивается в жидкости, частично заполняющей конус
1777922 загрузочного устройства, либо мешалкой (на чертеже не показанай) при высокой плотности частиц твердой фазы либо за счет возникающих конвективных потоков при плотности частиц мало отлича.ощейся от плотности жидкости. Иэ образующейся суспензии твердая фаза относительно равномерным по радиусу экстрактора потоком попадает на верхний диск„где подхватывается закрепленными на вращающемся валу 7 лопатками 8, транспоргируется в горизонтальной плоскос"и до переточного отверстия 11 в диске, через которое перегружается в ни>келе>кащу.а камеру. Далее процесс повторяется до камеры, служащей устройством для подачи жидкости. В этой камере отверстия в верхнем и ни>кнем диске совпадают по вертикали и твердая фаза через эти QTBBpcTl попадает в камеру выгружного устройства, где лопатками транспортируется к перегрузочному патрубку 4 и далее с помощью шнекового транспортера 5 в виде суспензии выводится с аппарата через.выгрузочный патрубок 6.
Здесь надо иметь в виду, что аппарат работает "под заливом" и поэтому твердая фаза непрерывно контактирует с экстрагентом.
При перемешивании твердой фазы лопатками в горизонтальной пгоскости впереди лопатки образуется д=,è>::óùèéñÿ холм из материала, который по высоте может превышать высоту лопатки.
Твердая фаза в этом холме находится в слабовзму генном состоянии так что в холме осуществляется перемешивание, что улучшает условия массообмена. Холм материала вместе с лопаткой при своем движении в горизонтальной плоскости увлекает жидкую фазу, обеспечивая условия прямоточной экстракции в каждой камере от угла загрузки до угла выгрузки из секции.
Экстрагент через штуцер 13 подается в камеру подачи экстрагента 12, где с помощью отбойника 14 формируются два потока, которые с противоположных сторон направляются в сектор, образующий вырезами, препятствуя попаданию твердой фазы внутрь камеры . В секторе, вырезов поток разделяется на два потока. Часть исходного потока, вытесняя экстракт и промывая поток осаждающейся твердой фазы, переходит в вышележащую камеру, и далее, смешиваясь с экстрактом, поднимается вверх, а вторая часть опускается в нижележащую камеру и вместе с твердой фазой выводится из аппарата. Соотношение между восходящим и нисходящим потоком определяется высотой камеры выгрузки и выбирается при разработке экстрактора.
Восходящий поток экстракта, смешиваясь в
Г
35 каждой камере с экстрактом, более высокой концентрации, получен ны -, и ри прямо гоке обогащается экстрагируемым веществом, очищается от мелких частиц твердой фазы в отстойной камере 15 и выводится из экстрактора через штуцер 16;
Нисходящий поток экстрагента выво-. дится из э,страктора через перегрузочный патрубок 4, шнековый транспортер 5 и выгрузочный патрубок 6. В процессе вывода экстрагент промывает твердую фазу от остатков зкстрагируемого вещества превращаясь в слабоконцентрируемый экстракт. Особенно интенсивно промывка осуществляется в наклонном шнековом транспортере, где суспензия находится в сильновзмученном ,состоянии. Далее после разделения суспензии, например, на центрифуге или фильтре слабоконцентрированный экстракт может использоваться как экстрагент, повышая выход экстрагируемаго вещества.
Совокупность рассмотренных особенностей обеспечивает простоту и наде>кность конструкции, высокую удельную производительность единицы объема аппарата, простоту обслуживания и промывки, высокий вь ход целевого продукта, высокую концентрацию и чистоту экстракта.
Результаты сравнени- заявляемого экстрактора с базовым объектом приведе- ы ниже в таблице. В качестве базового обьек та выбран действующий комплект четырех экстра(TopoB периодического действия в производстве nMLI eàoão белкового концентрата из шрота сои на Черновицком экспериментальном.заводе белковых веществ, так как сведений о промышленном использовании прототипа не имеется.
Экономический эффект получается, в основном, за счет выпуска продукции повышенного качества (с более высокой ценой) и экономии электроэнергии.
Формула изобретения
1, Непрерывнодействующий экстрактор для системы твердое тело-жидкость, включающий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого по оси установлен вал с ярусно размещенными на нем перемешивающими лопатками, устройства для загрузки исходного и выгрузки проэкстрагированного сырья, штуцер для подвода экстрагента, установленный в нижней части аппарата, штуцер для отвода экстракта, ус40 тановленный в отстойной камере в верхней части аппарата, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, выхода экстрагируемых веществ и концентрации экстракта, корпус снабжен неподвижными горизонтальными дисками, установленными между перемешивающими
1777922
Экст акто
Показатель
Базовый
П е агаемый
Осевый шрот
Концентрат
Осевый шрот
Изолят
70
30
335
335
10050
10050
0,17
0,20
17,582
1,428
900-1200
2500-2600 Стал ь12Х18Н10Т
97200
28000 лопатками с центральными отверстиями для вала, образующими вместе с внутренней стенкой корпуса ярусно расположенные камеры, сообщающиеся между собой через переточные отверстия в дисках, при 5 этом перемешивающие лопатки установлены в нижних частях камер и соединены между собой концентрическими перегородками, разделяющими камеры на кольцевые области и имеющими высоту, равную 10 высоте камеры, а высота перемешивающих лопаток составляет 0,6-0,9 высоты камеры.
2. Экстрактор по п.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что переточные отверстия в смежных дисках смещены друг относительно 15. друга так, что проекция переточного отверИсходное сырье
Товарный продукт
Содержание белка в товарном продукте, %
Производительность по исходному сырью, т/сут
Эффективный годовой фонд работы оборудования, сут
Годовая производительность по исходному сырью, т/г
Удельный выход товарного продукта на 1 т исходного сырья,.т/г
Удельный затраты электроэнергии на 1 т исходного сырья, кВт ч/т
Цена товарной продукции на мировом рынке в инвалютных рублях, руб/т
Материальное исполнение
Масса оборудования, кг ена обо ования, б стия вышележащего диска на нижележащий смещена по направлению вращения попа-. ток относительно переточного отверстия нижележащего диска и не перекрывает его.
3. Экстрактор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что расстояние между смежными концентрическими перегородками уменьшается с увеличением диаметра перегородок.
4. Экстрактор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что устройство для загрузки исходного сырья установлено в отстойной камере и выполнено в виде полого расширяющегося книзу усеченного конуса, нижнее основание которого примыкает к верхним краям перемешивающих лопаток верхнего яруса.
1777922
Составитель Г Потебня
Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 4152 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5
