Устройство для контроля температуры экстрагирования в горизонтальном противоточном шнековом экстракторе
Использование: в области технологического оборудования пищевой промышленности , а конкретно в устройствах для определения и поддержания температуры экстрагирования в горизонтальных противоточных шнековых экстракторах для получения экстрактов из растительного сырья. Сырье предварительно сушат, измельчают и смешивают в необходимых по рецепту проИзобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности , а конкретно к устройствам для контроля температуры экстрагирования в горизонтальных противоточных шнековых экстракторах для получения экстракторов из растительного сырья. Сырье предварительно сушат, измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, а полученные экстракты используют в качестве основы Для получения безалкогольных напитков . порциях, а полученные экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков. Сущность изобретения: устройство снабжено датчиками определения и датчиками поддержания температуры в заданном интервале, которые установлены попарно в камере отбора готового экстракта, в полых стойках опоры шнека каждой горизонтальной секции, на входе в экстрактор магистрали подачи экстрагента через дополнительный бачок. Датчик поддержания температуры каждой пары датчиков связан своей автономной гидромагистралью с соответствующей магист-. ралью подвода теплоносителя через гидроуправляемый запорный орган, В полой стойке опоры каждого шнека со стороны входа экстрагента в секцию выполнен проходной продольный паз. Кроме.того, обеспечена ремонтопригодность установки без остановки процесса экстрагирования, так как гидроуправляемый запорный орган связан с ручным запорным органом магистрали подвода теплоносителя через байпасную магистраль с отсечным клапаном на входе, бил. Известно, что скорость процесса экстрагирования , как и любого массообменного процесса в системе твердое тело-жидкость наряду с рядом других фактов (размера частиц, подвижности слоя, характера относительного движения твердых частиц и экстрагента, соотношения расхода масс экстрагента и твердых частиц) в большей степени зависит от температуры экстрагирования . Повышение температуры экстрагирования ускоряет многие стадии процесса (молеЬО С VI о С К) СО ю
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875662/13 (22) 21.09,90 (46) 23.02.93. Бюл, N 7 (71) Конструкторское бюро транспортного машиностроения (72) Ю.И.Золотницкий, M.Ê.Íàçàðîâ, Н,П,Писаревский и А,М,Шамраев (56) Техническое описание устройства контроля температуры экстрагирования горизонтального противоточного шнекового экстрактора Ш4-ВЭШ-200.00.00.000.ВО, разработанных КБ НПО НМВ, r, Харьков, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ B ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ПРОТИВОТОЧНОМ ШНЕКОВОМ ЭКСТРАКТОРЕ (57) Использование: в области технологического оборудования пищевой промышленности, а конкретно в устройствах для определения и поддержания температуры экстрагирования в горизонтальных противоточных шнековых зкстракторах для получения экстрактов из растительного сырья. . Сырье предварительно сушат, измельчают и смешивают в необходимых по рецепту проИзобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности, а конкретно к устройствам для контроля температуры экстрагирования в горизонтальных противоточных шнековых экстракторах для получения экстракторов из растительного сырья. Сырье предварительно сушат, измельчают и смешивают в необходимых.по рецепту пропорциях, а полученные экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков,, Ы„, 1796239 А1 порциях, а полученные экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков, Сущность изобретения: устройство снабжено датчиками определения и датчиками поддержания температуры в заданном интервале, которые установлены попарно в камере отбора готового экстракта, в полых стойках опоры шнека каждой горизонтальной секции, на входе в экстрактор магистрали подачи экстрагента через дополнительный бачок, Датчик поддержания температуры каждой пэры датчиков связан своей автономной гидромагистралью с соответствующей магист-. ралью подвода теплоносителя через гидроуправляемый запорный орган, В полой стойке опоры каждого шнека со стороны входа экстрагента в секцию выполнен проходной продольный паз. Кроме того, обеспечена ремонтопригодность установки без остановки процесса экстрагирования, так кэк гидроуправляемый запорный орган связан с ручным запорным органом магистрали подвода теплоносителя через байпасную магистраль с отсечным клапаном на входе. 6 ил. Известно, что скорость процесса экстрагирования, как и любого массообменного процесса в системе твердое тело-жидкость наряду с рядом других фак. тов (размера частиц, подвижности слоя, характера относительного движения твердых частиц и экстрагента, соотношения расхода масс экстрагента и твердых частиц) в большей степени зависит 07 температуры экстраги рова ния. Повышение температуры экстрагирования ускоряет многие стадии процесса (моле179 б239 кулярную и конвективную диффузию, растворение, набухание}, однако при превышении определенных пределов, конкретных для каждого типа сырья, существенно ухудшается качество целевого продукта или появляются его потери. Поддержание температуры экстрагирования в определенных пределах является одной из важнейших задач при получении экстрактов из растительного сырья. В известном устройстве контроля температуры экстрагирования горизонтального противоточного шнекового экстрактора Ш4-ВЭШ-200.00.00.00080 имеются трехсекционный горизонтальный корпус, снабженный тепловыми рубашками, вал со шнеком, загрузочный бункер и наклонную выгрузную секцию. На корпусе каждой из трех секций в районе опор и в полости сбора экстракта, отделенной сеткой, установлены датчики термопреобразователя сопротивления и стрелочные указатели температуры. Экстрагент насосом подается через теплообменный аппарат по магистрали в верхнюю часть выгрузной секции, Теплоноситель по магистралям подается в теплообменный аппарат и тепловые рубашки экстрактора, имеющим на выходе запорные устройствавентили: Недостатками известного устройства являются: поддержание температуры экстрагента в экстракторе с помощью вен гилей, управляемых вручную и неизбежные при этом отклонения тепловых режимов экстрагирования от оптимальных для различных видов растительного сырья; наличие внутри экстрактора зон, образованных корпусами датчиков температуры, которые совместно со стержнями опор вала создают преграду для нормального перемещения сырья по экстрактору; при образовании "пробок" возможна повреждение датчиков и остановка экстрактора. Целью изобретения является повышение степени извлечения полезных веществ из растительного сырья путем контроля температуры экстрагирования в течение acего процесса. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками температуры, установленными попарно в камере отбора готового экстракта, в полых стойках опоры шнека каждой горизонтальной секции и на входе в экстрактор магистрали подачи экстрагента и регулятором температуры, соединенным с гидроуправляемым запорным органом. установленным на магистрали повода теплоносителя, причем в полой стойке опоры каждого шнека со стороны входа секции выполнен продольный паз. С целью повышения надежности в работе устройства снабжено 5 также байпасной магистралью с отсечным клапаном на входе. На фиг,1 изображен общий вид экстракционной установки с разрезом по головной секции; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1, по датчикам температуры, установленным в камере отбора экстракта; на фиг.3 — разрез Б — Б на см.фиг,1, по датчикам температуры, установленным в опорах, и сечение по трубе . опоры; на фиг.4 — узел I на фиг.1, по установке датчиков температуры на бачке экстрагента; на фиг.5 — прототип, общий вид экстра кцион ной установки; на фиг. б — и рототип, разрез  — В. на фиг.5, по датчику температуры и опоре. Предлагаемое устройство содержит горизонтальный противоточный шнековый зкстрактор 1, имеющий на трех горизонтальных секциях тепловые рубашки 2; насос 3 для подачи экстрагента в верхнюю часть 25 секции выгрузки через теплообменный аппарат 4 и бачок 5; датчики температуры 9, термабаллоны термометра 8 и регулятора 11 (именуемые в дальнейшем датчиками температуры) установленные в следующих 30 местах: три датчика в бачке 5 для контроля температуры экстрагента на входе в экстрактор; три датчика в камере 10 отбора экстракта для контроля его температуры; по два датчика в полых стойках опор для конт35 роля и поддержания температуры смеси. растительного сырья с экстрагентом, обеспечивающих автоматическое поддержание градиента температур экстрагирования, причем в полых стойках опор со стороны 40 входа экстрагента выполнен проходной продольный паз, обеспечивающий контакт датчика с рабочей средой, регуляторы температур 11, установленные в трассах подвода теплоносителя: один - к теплообменному 45 аппарату 4 и три - к тепловым рубашкам секций; краны 12, обьединены в байпасные узлы совместно с регуляторами температуры 11; отсечные клапаны 13, установленные на входе магистралей теплоносителя; тру50 бопроводы для экстрагента 14 и теплоносителя 15. В устройстве применены регуляторы температуры прямого действия PT-ДО. Регулятор 11 состоит из двух конструктивных 55 узлов: термосистемы и регулирующего органа. Термосистема состоит из термобаллона, дистанционной капиллярной трубки, исполнительного органа и шкалы настройки. Термосистема герметична и полностью заполнена рабочей жидкостью. Регулирую1796239 50 щий орган представляет собой кран, управляемый исполнительным органом термосистемы, Принцип действия регулятора основан на изменении объема жидкости в термобаллоне при изменении регулируе-. мой температуры. Изменение объема жидкости вызывает перемещение штока исполнительного органа — открытие или закрытие (дросселирование) магистрали теплоносителя, Вторым прибором контроля температуры, примененным в устройстве является термометр типа ТГП-100 эк, основанный также на свойстве расширения жидкости. Он состоит из термосистемы, состоящей из термобаллона-датчика 8, соединительной капиллярной трубки и указателя работающего по манометрическому принципу изгиба пружинного секторного баллона при изменении давления в термосистеме. На указателе прибора имеется контактная система с ламелями, соединенными проводами с сигнальными лампами "Ниже", "Выше" на пульте управления 17. Указатели установлены непосредственно на экстракторе (на фиг. не показаны). С указателя выдаются сигналы по предельнодопустимым верхним и нижним температурам контролируемой среды. Кроме того, на входе экстрагента и выходе экстракта установлены, датчики термометров сопротивления 9, электрический сигнал от датчиков передается на прибор KCM-2-029, установленный на пульте управления экстрактора 17, где отображается на показывающем приборе и может регистрироваться на перфоленте. При работе экстрактора для контроля уровня экстрагента используются датчики уровня 18 и 19, установленные на передней крышке головной секции (см.фиг,2), По сигналу с датчика 18 верхнего уровня блок автоматики, размещенный в пульте управления (на фиг. не показан), выдает сигнал на прекращение работы насоса 3, а при поступлении сигнала с датчика 19 нижнего уровня в блоке автоматики вырабатывается сигнал на включение насоса 3 для подачи экстрагента в зкстрактор. Процесс получения экстракта непрерывный, Запуск оборудования выполняется в следующей последовательности: включают на пульте 17 электропитание установки; подают воздух в систему пневмоуправ--5 ления; устанавливают на шкале регулятора температуры 11 теплообменного аппарата 4, установленного на бачке 5 (фиг.4), температуру экстрагента. например, 40...45ОС; включают подачу теплоносителя теплообменного аппарата 4. открывая отсечной клапан 13 (фиг.1), при постоянно открытых вентилях 12, расположенных по обе стороны от регулятора 11 PT-ДО и перекрытой вентилем 12 обводной трассе байпасного узла подачи теплоносителя; включают насос 3 и начинают закачивать в экстрактор 1 экстрагент — водно-ферментный или водно-спиртовой раствор, приготовленный заранее и хранящийся в специальных емкостях (на фиг. не показаны); экстрагент, проходя через теплообменный aitnapar 4, нагревается, по магистрали 14 через бачок 5 сливается в экстрактор 1, постепенно выходит на установленный РТДО температурный режим, Контроль температуры осуществляется оператором с пульта управления 17 или записывается непрерывно на перфоленту по дистанционному термометру, датчик 9 которого установлен в бачке 5 (фиг.4); устанавливают на шкалах регуляторов температуры экстрактора 1 (фиг,2, 3), необходимый для данного сырья по регламенту градиент температур, например, в головной секции 50...55 С, в первой промежуточной секции 45...50 С, и во второй промежуточной секции 40...45 С; после заполнения экстра ктора 1 экстрагентом до уровня оси шнека включают отсечной клапан 13, фиг.1, подачи теплоносителя по магистрали 15 в тепловые рубашки 2 секций экстрактора 1; включают привод экстрактора и подачу сырья, начинается его перемещение вдоль экстрактора 1, набухание и процесс экстрагирования полезных веществ. В связи с размещением термобаллонов регулятора 11 и термометра 8 (фиг.3) в полых стойках опор не возникает препятствий перемещению сырья вдоль экстрактора 1; при заполнении экстрактора 1 до верхнего уровня (0,8 объема) по сигналу с датчика 18 (фиг.2) прекращается подача зкстрагента насосом 3; в процессе выхода на режим температура экстрагента и экстракта контролируется по дистанционному термометру на пульте управления 17, а температура смеси экстрагента и сырья по термометрам 8 ТГА-100 эк, установленным на каждой секции экстрактора 1. Процесс выхода на тепловой режим экстрагирования сигнализируется на пульте уп равления 17 загоранием сигнал ьных ламп "Норма" для всех регуляторов PT-ДО, участвующих в работе устройства; после достижения. необходимой концентрации экстракта его направляют в спе1796239 циальную емкость для охлаждения. консервации и дальнейшей переработки; при понижении уровня экстракта в камере 10 по сигналу с датчика 19 (фиг,2) минимального уровня вновь включается насос Э для дозированной подачи свежего экстрагента. B дальнейшем устройстве работает автоматически, поддерживая необходимый по регламенту тепловой режим экстрагирования, Формула изобретения 1. Устройство для контроля температуры экстрагирования в горизонтальном противоточном ш нековом экстракторе, включающее трехсекционный горизонтальный корпус, снабженный тепловыми рубашками, вал со шнеком, загрузочный бункер и камеру отбора готового экстракта, термометры сопротивления, установленные в экстракторе и электрически связанные с регистрирующим прибором на пульте управления, магистрали подвода теплоносителя, подключенные через запорные органы соответственно одна — к тепловой рубашке каждой горизонтальной секции, а другая — к теплообменнику магистрали подачи экстрагентз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Таким образом, устройство обеспечивает контроль и автоматическое поддержание . температуры экстрагирования в заданных пределах в течение всего процесса в каждой 5 секции экстрактора. Установка датчиков температуры в полых стойках опор обеспечивает их надежную работу, при этом датчики не препят10 ствуют прохождению сырья вдоль экстрактора. 15 повышения степени извлечения полезных веществ из растительного сырья, оно снабжено датчиками температур, установленными попарно в камере отбора готового экстракта, в полых стойках опоры шнека 20 каждой горизонтальной секции и на входе в экстрактор магистрали подачи экстрагента, и регулятором температуры, соединенным с гидроуправляемым запорным органом, установленным на магистрали подвода тепло25 носителя, причем в полой стойке опоры каждого шнека со стороны входа секции выполнен продольный паэ. 2. Устройство по п.1, о т.л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежно30 сти, оно снабжено байпасной магистралью .с отсечным клапаном, 1796239 ( ь,, 0 4 . эЬ (VP 1796239 1796239 Составитель M.Hàààðoâ Тех ред M.Ìoðråíòýï Корректор М,Ткач Редактор Т.Иванова Заказ 610 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
