Противоточный горизонтальный шнековый экстрактор

 

Изобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности , а конкретно к противоточным горизонтальным шнековым экстракторам для получения экстрактов из дикорастущего травяного сырья, которое предварительно измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, при этом сами экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков. Целью предлагаемого экстрактора является повышение качества готового жидкого экстракта и увеличение экстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья. Новым в экстракторе является то, что он снабжен дополнительной горизонтальной секцией ускоренной выгрузки экстрагированного сырья, узлами регулировки положения шнеков относительно друг друга, герметичным направляющим насадком на наклонной секции, шаги шнеков дополнительной и наклонной секции увеличены, диаметр вала шнека наклонной секции в 1,5-2 раза больше диаметра вала горизонтальных секций, камера отбора готового жидкого экстракта снабжена крестовинами с перемешивающими штангами и дополнительным скребком вертикальной перфорированной перегородки. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 0 11/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) t И О kiiG il =Ь"4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870216/26 (22) 07.08.90 (46) 15.04.93. Бюл. М 14 (71) Ко с ру орс ое 6epo rpaHcnopTHoro машиностроения (72) Г.В.Мазепа, Д.С.Максимцов, M.Ê.Íàçàров, Ю.И.Огорельцев и Н.П.Писаревский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1200929, кл. В 01 0 11/02, 1984.

Чертеж ШЧ-ВЭШ-200.00.00,000.ВО, КБ, НПО, НМВ, г.Харьков. (54) ПРОТИВОТОЧНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ 3КСТРАКТОР (57) Изобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности, а конкретно к противоточным горизонтальным шнековым экстракторам для получения экстрактов из дикорастущего травяного сырья, которое предварительно измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, при этом сами эксПредлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности, а конкретно к противоточным горизонтальным шнековым экстракторам для получения экстрактов из дикорастущего травяного сырья, которое предварительно измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, при этом сами экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков.

Целью предлагаемого экстрактора является повышение качества готового жидко, „Я2, l 808345 А1 тракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков. Целью предлагаемого экстрактора является повышение качества готового жидкого экстракта и увеличение экстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья.

Новым в экстракторе является то, что он снабжен дополнительной горизонтальной секцией ускоренной выгрузки экстрагированного сырья, узлами регулировки положения шнеков относительно друг друга, герметичным направляющим насадком на наклонной секции, шаги шнеков дополнительной и наклонной секции увеличены, диаметр вала шнека наклонной секции в

1,5-2 раза больше диаметра вала горизонтальных секций, камера отбора готового жидкого. экстракта снабжена крестовинами с перемешивающими штангами и дополнительным скребком вертикальной перфорированной перегородки. 2 з.п.ф-лы, 7 ил. го экстракта и увеличение зкстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья.

На фиг, 1 изображен общий вид экстрактора с разрезом по передней секции; на фиг.

2 — увеличенное изображение узел l фиг. 1 с продольным сечением по камере готового жидкого экстракта, шнеку и фланцу под бункер загрузки; на фиг. 3 — стыковочные фланцы горизонтальных секций и узел стыковки валов шнеков этих секций; на фиг. 4 — вертикальное поперечное сечение А — А фиг. 3 по стыковочному фланцу секций, опорам и теп1808345 ловой рубашке; на фиг. 5 — продольное сечение по дополнительной горизонтальной секции ускоренной выгрузки экстрагированного сырья и наклонной секции; на фиг, 6 — вид с продольным сечением на направ- 5 ляющий насадок, съемно закрепленный на разгрузочном фланце наклонной секции; на фиг. 7 — продольное сечение по оси разгрузочного фланца с регулировочной гайкой и шариковым упорно-регулировочным узлом. 10

Предложенный экстрактор содержит снабженные тепловой рубашкой 1 горизонтальные секции, выполненные в виде цилиндрических корпусов, передняя секция 2, средняя секция 3, крайняя секция 4 и допол- 15 нительная. горизонтальная секция 5 ускоренной выгрузки экстрагированного сырья.

Секция 4 имеет патрубок 6 подвода экстрагента.

Секции 2, 3, 4, 5 установлены на опор- 20 ных рамах 7 через опоры 8 регулируемые по высоте (условно не показано).

Внутри каждой секции 2, 3, 4, 5 проходит свой вал 9 шнека.

° . Передняя горизонтальная секция 2 25 (см.фиг. 2) имеет подсоединительный фланец 10, выполненный в верхней части секции 2 и предназначенный для подсоединения загрузочного бункера (условно не показанного) измельченного растительного 30 сырья, На торце секций 2 закреплена передняя стенка t1, на которой закреплены редуктор и многоскоростной реверсный электродвигатель (условно не показано). 35

Между стенкой 11 и фланцем 10 внутри секции 2 установлена вертикальная перегородка 12, которая выполнена перфорированной с перетечными отверстиями 13 и .совместно с секцией 2 и стенкой 11 образует 40 камеру 14 отбора готового жидкого экстрак-,. та. В стенке 11 в районе днища вварен патрубок 15 для подключения насоса перекачки экстракта в сборные емкости.

Внутри камеры 14 на валу 9 установле- 45 ны две крестовины 16, в свободных концах которых закреплены перемешивающие штанги 17 для предотвращения выпадания в осадок экстрактивных веществ, С другой стороны перегородки 12 на 50 валу 9 установлена крестовина 18, аналогичная крестовинам 16.. Крестовина 18 и ближняя к перегородке крестовина 16 снабжены эластичным материалом 19 для обеспечения двусторонней очистки перетечных от- 55 верстий 13 перегородки 12..

На валу 9 шнека закреплена перфорированная винтовая лопасть 20, которая выполнена,группами, разнесенными по валу 9.

Шаг "а" винтовой лопасти 19 выбран по соображениям технологии процесса экстра- кции и продвижения измельченных частиц растительного сырья навстречу потоку жидкого экстрагента.

Группы винтовой лопасти 9 связаны между собой перемешивающими штангами

21. В обращенных торцах секций 2, 3, 4, 5 (фиг. 3) закреплены стыковочные фланцы 22 и 23. Во фланце 23 по периферии выполнен поясок 24, охватывающий фланец 22, а во фланце 22 закреплены две опорные планки

25, которые направлены к оси секций 2, 3, 4, 5. В свободных концах планок 25 закреплена обойма 26 с подшипниками скольжения

27, в которых установлены оси 28.

Конец оси 28, размещенный (например) . в секции 2, приварен к валу 9 секции 2, а конец оси 28, размещенный снаружи секции

2 (внутри секции 3) снабжен диском 29, на радиальной поверхности которого выполнены эвольвентные шлицы (см,фиг, 3).

На эвольвентных шлицах диска 29:установлена внутренними продольными шлицами "б - монтажная втулка 30, которая приварена к валу 9 секции 3 и имеет радиальные отверстия 31 для регулировки валов

9 относительно друг друга через люк в стенке секций (условно не показанный).

Вал 9 шнека крайней секции 4 (см,фиг;

5) через диск 29 и втулку 30 связан с валом

32 секции 5 ускоренной выгрузки. Вал 32 имеет тот же диаметр, что и вал 9, Вал 32 имеет винтовую перфорированную лопасть

33, образующую шнек секции 5. Лопасть 33 имеет шаг "в", который равен 1,5 — 2 шага

"а" лопасти 20 для ускорения вывода экстрагированного сырья из эоны экстракции, Пределы шага "в" = 1,5- 2 "а" выбраны в результате экспериментов, которые показали, что при увеличении шага "в" более чем

2, ведет к снижению величины захватываемой лопастью 33 порции сырья, а при шаге

"в" менее 1 5 "а" скорость удаления сырья

;из зоны экстракции падает.

На противоположном от втулки 30 конце вала 32 выполнено карданное сочленение 34, которое связано с валом 35 шнека наклонной секции 36. на валу 35 установлена сплошная винтовая перфорированная лопасть 37, которая имеет шаг "r" = 1,5 — 2 шага "в", т,к, увеличенный шаг "в" создает увеличенное скопление экстрагированного сырья в месте стыка секции 5 и секции 36.

Вал 35 имеет диаметр, равный 1,5 — 2 диаметра вала 9 или вала 32 для обеспечения сжатия (отжимки экстрактивных веществ) экстрагированного сырья при внутреннем диаметре наклонной секции 36 равным внутреннему диаметру горизойтальных секций 2, 3, 4, 5.

1808345

Сочлененный с валом 32 конец вала 35 фланец другой секции. По окончании состывыполненсдиаметром равнымдиаметрува- ковки фланцы 22 и 23 всех секций сбалчивалов (9) (32) и установлен в подшипнике ют между собой. скольжения (условно не показан) и через После монтажа регулируют oceeoe пообойму 26 и планки 25 закреплен в секции 5 ложение вала 35 шнека наклонной секции

36 (фиг. 5). 36.

На внешнем конце наклонной секции 36 Для этого предварительно открывают закреплен разгрузочный фланец 38 (фиг, 5, замки 58 и открывают шарнирную крышку

6). 57, и через проем "e" в отбойной стенке 56

Внутри фланца 38 установлены опор- 10 вращают регулировочную.гайку. 46 на хвоные планки 39(фиг. 6, 7) с осевой втулкой 40, стовике 45. в которой со шпонкой 41 (фиг. 7) установле- При этом ось 42 совершает осевое перена ось 42 (фиг. 6. 7). мещение и вал 35 через обойму 47 шарикоНа внешнем конце втулки 40 закрепле- вого узла перемещается вслед за осью 42 и на крышка 43 с уплотнениями 44, через ко- 15 за карданное сочленение 34 перемещает торую выведен хвостовик 45 оси 42 с вал 32 с его винтовой лопастью 33. регулировочной гайкой 46. После окончания регулировки крышку

На другом конце оси 42 установлен ша- 57 опускают на проем "е" и закрывают замриковый упорно-радиальный узел (см.фиг, ки58.

7), который состоит из обоймы 47 в виде 20 В тепловую рубашку1 подают поддавстакана, приваренной к валу 35, радиально- лением пар и прогревают внутреннюю поro шарикоподшипника 48 и двух упорных лость секций 2, 3, 4 до температуры шарикоподшипнйков 49, закрепленных ко- необходимой для экстракции. рончатой гайкой 50. На обойме 47 винтами При достижении заданной температуры

51 закреплена герметизирующая крышка 25 из бункера через подсоединительный фла52. нец 10 в полость секции 2 загружают предНаклонная секция 36 (фиг. 6) снабжена варительно измельченные частицы внутренним клинообразным уступом 53, вы- растительного сырья, а из патрубка 6 в секполненным в районе разгрузочного фланца цию 4 подают экстрагент- водный раствор, 38 в нижней части секции 36. 30 состав которого зависит от вида экстрагируНа разгрузочном фланце 38 привинчен емого сырья. герметичный направляющий насадок 54 Включением электродвигателя (условно (см.фиг. 6). Насадок 54 выполнен треуголь- не показанного) вращают валы 9 с их винтоной в поперечном сечении формы с горизон- выми лопастями 20, которые передвигают тальным днищем 55 и наклонной отбойной 35 частицы измельченного сырья навстречу постенкой 56. току экстрагента, который, просачиваясь чеВ днище 55 выполнено направляющее рез перфорацию в лопастях 20, омывает разгрузочное отверстие "д", а в стенке 56 сырье, а штанги 21 переворачивают сырье,. выполнен проем,"е" для доступа к оси 42 с обеспечивая наиболее полный контакт erg c регулировочной гайкой 46 и шариковому 40 экстрагентом, т.е. наиболее полную экстра- . упорно-радиальному узлу. кцию.

Проем "е" перекрыт шарнирной крыш- Далее экстрагент с экстрактивными кой 57 с замками 58. веществами через отверстия 13 в вертикаль-.

Работает экстрактор следующим обра- ной перегородке 12 поступает в камеру 14 зом. 45 отбора готового жидкого экстракта.

При монтаже экстрактора производят Эластичный материал 19 крестовин 18 и стыковку секций 2 с 3, 3 с 4, 4 с 5, при этом 16 очищает с двух сторон перегородку 12, первоначально за отверстия 31 поворачива- . обеспечивая полную очистку отверстий 13, ют втулку 30, совмещая ее продольные шли- что дает беспрепятственное прохождение цы "б" со шлицами на диске 29. Форма 50 экстрактивных веществ в камеру14. шлицев диска 29 позволяет поворачиваться Штанги 17, вращаясь крестовинами 16, . на них шлицам "б", чем обеспечивает соос- поддерживают частицы вещества во взвеность валов 9, т.е. работу их без заедания с шенном состоянии, препятствуя их выпаденаименьшим расходом необходимой для нию в осадок на внутренйюю поверхность них вращения энергии. 55 стенки камеры 14.

После состыкования шлицев валов 9 Сам готовый жидкий экстракт удаляют производят стыковку свкций 2, 3, 4, 5 для иэ камеры 14 через патрубок 15 насосом этого на фланец22 одной из секций пояском (условно не показанным) в сборные емкости

24 надевают фланец 23 другой секции, а для последующей подачи в выпарной аппазатем на фланец 22 этой секции надевают рат, 1808345

Проходя три горизонтальные секции 2, 3, 4 частицы растительного сырья проходят полную стадию экстракции и скапливаются в начале секции 5.

Для исключения влияния экстрагированного сырья на процесс экстрации (впитывания этим сырьем экстрагента, снижения скорости его распространения в экстракторе и т.д.) это сырье необходимо

10 ускоренно удалить

Это достигается тем, что винтовая лопасть 33, вращаясь валом 32, ускоренно (со скоростью в 1,5 — 2 раза больше чем в секциях 2, 3, 4) передает сырье s наклонную секцию 36.

Лопасть 37 со скоростью в 1 5-2 раза . большей, чем в секции 5 передвигает экстрагированное сырье к разгрузочному фланцу 38.

При этом вал шнека секции 36 (за счет

20 только своего наружного диаметра) сжимает экстрагированное сырье, выделяя допол-- ц тел ьно экстрактивн ые вещества, которые скатываются по секции 36 вниз, та.

На выходе из секции 36 экстрагированное сырье дополнительно сжимается клинообразным уступом 54, что делает сырье

30 компактной плотной массои„снижает разброс его при выгрузке и окойчательно отжимает экстрактивные вещества из сырья.

Из наклонной секции 36 через разгрузочный фланец 38 сырье поступает в на- 35 правляющий насадок 54 {фиг. 5, 6), который предотвращает за счет формы распространение выделяющихся при экстракции газов и направляет сырье в тару.

В насадок 54 секции 36 сырье поступа- 40 ет, перевалив клинообразный уступ 53, в уплотненном состоянии. В самом насадке

54 столб сырья прижимается к стенке 56 и, отражаясь от нее, падает на днище 55 и по

50 нему поступает в разгрузочное отверстие

59, из которого оно поступает в тару, Таким образом, предложенный противоточный горизонтальный шнековый экстрактор обеспечивает повышение качества готового жидкого экстракта и увеличение экстрактивных веществ экстракта за счет усовершенствования камеры отбора готовоro жидкого экстракта, двоинои очистки вер тикальной перегородки, ускоренного удаления экстрагированных веществ из зоны экстракции и дополнительного отжима без ввода дополнительных конструктивных элементов.

Кроме того, предложенный экстрактор обеспечивает снижение потребляемой экс55

"в секцию 5, где увлекаются потоком экстра- 25 гента в камеру 14 готового жидкого экдтрактрактором мощности на вращение шнеков и регулировку их осевого положения.

При этом экстрактор обеспечивает направленную выгрузку экстрагированного сырья и предотвращает выброс в атмосферу испарений выделяемых во время экстракции.

Формула изобретения

1. Противоточный горизонтальный шнековый экстрактор, содержащий снабженные тепловой рубашкой горизонтальные секции, крайняя из которых снабжена патрубком подвода экстрагентов, а передняя секция — присоединительным фланцем под бункер загрузки измельченного растительного сырья и камерой отбора готового жидкого экстракта, образованной внутренним объемом секции и вертикальной перфорированной перегородкой, снабженной подвижным скребком в виде крестовины, установленной на валу шнека с внутренней стороны секции, стыковочные фланцы секции, по оси которых через опоры закреплены подшипники скольжения для валов смежных шнеков, перфорированные винтовые лопасти которых разнесены по валу группами; связанными между собой перемешивающими штангами, и наклонную секцию разгрузки экстрагированного сырья с концевой подшипниковой опорой под вал шнека,отл ича ющийся тем,что.с целью повышения качества готового жидкого экстракта и увеличения экстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья, экстрактор снабжен дополнительной горизонтальной секцией ускоренной выгрузки экстрагированного сырья, которая своим фланцем состыкована с фланцем крайней горизонтальной-секции и противоположным концом жестко связана с наклонной секцией; при этом шнек дополнительной секции выполнен с шагом винтовой лопасти, равным 1,5-2 шага винтовой лопасти шнеков основных горизонтальных секций, а шнек наклонной секции выполнен с шагом винтовой лопасти, равным 1,5 — 2 шага лопасти шнека дополнительной секции и с наружным диаметром вала, равным 1,5 — 2 диаметра вала шнеков горизонтальных секций, при этом наклонная секция на выходе снабжена клинообразным выходным уступом, который выполнен во внутренней полости секции в нижней части ее корпуса, при этом внутри камеры отбора готового жидкого экстракта по торцам на валу шнека дополнительно установлейы крестовины, на свободных концах которых закреплены перемешивающие штанги, а одна из крестовин снабжена эластичным материалом, поджатым к пере1808345

2 3

50 2 городке и выполняющим роль дополнительного ее скребка.

2. Экстрактор llo п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения снижения потребляемой мощности на вращение шне- 5 ков и регулировки их осевого положения относительно друг друга, в подшипнике скольжения одного из противоположных стыковочных фланцев каждой горизонтальной секции установлена несущая ось, внут- 10 ренний конец которой жестко связан с валом шнека данной секции, а внешний конец снабжен шлицевым эвольвентным диском с насаженной на него продольными шлицами втулкой, жестко связанной с ва- 15 лом шнека смежной секции и снабженной радиальными монтажными отверстиями, при этом несущая ось разгрузочного фланца наклонной секции установлена в подшипнике.скольжения с возможностью осевого пе- 20

55 54 Л 52 ремещения и снабжена регулировочной гайкой на резьбовом наружном хвостовике и шариковым упорно-радиальным узлом, установленным на внутреннем хвостовике и жестко связанным обоймой с валом шнека.

3. Экстрактор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения направленной выгрузки экстрагированного сырья и предотвращения выброса в атмосферу испарений, выделяемых во время экстракции, экстрактор снабжен герметичным направляющим насадком, который съемно установлен на разгрузочном фланце наклонной секции, выполнен коробчатой треугольной в продольном сечении формы и снабжен люком технического обслуживания и осмотра, выполненным на уровне разгрузочного фланца с откидной герметичной крышкой с замками и направляющим днищем, в центре которого выполнено отводное отверстие.

4 6 536 54

1808345

1808345

1808345

38 40 4З 6 а

5g 40 41 12 4б

Составитель А. Синицын

Техред М, Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1232 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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