Вертикальный шнековый противоточный экстрактор

 

Изобретение относится к оборудованию для экстракции из маслосодержащего материала растительного масла растворителем и может быть использовано в маслоэкстракционном производстве. Цель - увеличение выхода масла путем создания в загрузочной колонне зоны активного контакта взаимодействия экстрагируемого материала с растворителем при одновременном повышении эксплуатационной надежности. Шнеки загрузочной трубы и загрузочной колонны смонтированы на валу с разрывом, в зоне которого на корпусе укреплена дополнительная радиальная перегородка. На валу над нижним участком шнека укреплена дополнительная ограничительная планка. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для экстракции из маслосодержащего материала растительного масла растворителем и может быть использовано в маслоэкстракционном производстве. Целью изобретения является увеличение выхода масла и повышение надежности в работе экстрактора путем создания зоны активного контакта взаимодействующих фаз. На фиг. 1 представлен общий вид вертикального шнекового экстрактора; на фиг. 2 вертикальный разрез декантатора экстрактора. Вертикальный шнековый экстрактор состоит из загрузочной колонны 1, горизонтальной колонны 2 и экстракционной колонны 3. Загрузочная колонна 1 снабжена декантатором 4. Загрузочная труба 5 представляет цилиндр, нижняя половина которого перфорирована и является фильтрующей перегородкой 6. Вал 7, установленный внутри загрузочной колонны 1, снабжен двумя винтовыми частями (шнеками) верхний винтовой шнек 7 и нижний винтовой шнек 8. Винтовой шнек 7 (верхний) смонтирован таким образом, что срез нижнего витка шнека расположен в горизонтальной плоскости края нижней части фильтрующей цилиндрической перегородки 6. Нижний винтовой шнек 9 расположен так, что его верхний срез витка установлен не выше горизонтальной плоскости сочленения цилиндрической части загрузочной колонны 1 с декантатором 4. Над верхним шнеком 8 и над нижним шнеком 9 соответственно установлены радиальные пластины 10 и 11. При этом радиальная пластина 11, расположенная в зоне активного контакта фаз (между частями винтовых шнеков 8 и 9), устанавливается с зазором 30-100 мм между нижней ее кромкой и срезом верхнего заборного витка винтового шнека 9. Верхние заборные витки винтовых шнеков 8 и 9 имеют соответствующие ограничительные пленки 12 и 13, которые обеспечивают захват винтовой поверхности шнека гарантированного слоя по высоте масличного материала, что обеспечивает противоток жидкой и твердой фаз. Вертикальный шнековый экстрактор снабжен патрубками 14 и 15 соответственно для подвода и отвода перерабатываемого материала, патрубками 16 и 17 для подвода и отвода соответственно растворителя и мисцеллы. Вертикальный шнековый экстрактор работает следующим образом. Маслосодержащий материал в виде лепестка, крупки, гранул или их смеси попадает через патрубок 14 в верхнюю часть цилиндрической загрузочной трубы 5. Здесь с помощью радиальной пластины 10, которая препятствует вращению материала, последний ввинчивается вниз по винтовой поверхности винта шнека 8. При этом ограничительная планка 12 обеспечивает определенный по высоте слой материала на витках шнека 8. Далее материал по винтовой поверхности шнека 8 движется вниз, замачивается мисцеллой и при выходе из нижней части фильтрующей перегородки 6 выгружается в свободное пространство между частями винтовых шнеков 8 и 9. Таким образом, образуется слой масличного материала, где активно взаимодействуют твердая и жидкая фазы, т.к. мисцелла профильтровывается через весь слой материала в противотоке, "пронизывая" его всю площадь сечения. При этом происходит самофильтрация мисцеллы через фильтрующий слой материала, что значительно снижает весовой отстой мисцеллы. Далее масличный материал под действием силы тяжести опускается вниз и захватывается верхним витком винтового шнека 9. При этом радиальная пластина 11 препятствует вращению слоя материала в зоне активного контакта и обеспечивает ввинчивание материала в шнек 9. Материал по шнеку 9 движется вниз определенным по высоте слоем, который гарантируется ограничительной планкой 13. Далее материал из загрузочной колонны поступает в горизонтальную колонну 2, где перфорированным транспортирующим шнеком подается в экстракци- онную колонну 3. Затем транспортируется перфорированным шнеком экстракционной колонны 3 вверх и через патрубок 15 проэкстрагированный материал выводится из экстрактора. Чистый растворитель подается в экстрактор через патрубок 16. Пронизывается отходящий материал и движется вниз в противотоке. По мере движения вниз растворитель обогащается маслом и в виде мисцеллы проходит горизонтальную колонну 2 и поступает в загрузочную колонну 1. Здесь мисцелла движется вверх основным потоком между слоем материала и витками перфорированного шнека 9, меньшая часть потока жидкости профильтровывается через слой материала, движущегося по шнеку 8. В зоне активного контакта фаз мисцелла идет в противотоке масличному материалу, самофильтруется через его слой и через патрубок 16 отводится из экстрактора. Таким образом, зона активного контакта, образованная между шнеками 8 и 9, обеспечивает образование слоя материала, в котором в противотоке активно взаимодействуют фазы и происходит самофильтрация мисцеллы, по сравнению с прототипом. При этом увеличивается производительность экстрактора по семенам сои до 210-220 т в сутки или по маслу до 28-32 т в сутки. Исключены запрессовки загрузочной колонны. Материал в нижний шнек 9 поступает определенным слоем, что исключает запрессовку. Срез витка нижнего шнека 8, расположенный на уровне горизонтальной плоскости нижнего края фильтрующей перегородки 6, обеспечивает с одной стороны полное удаление из цилиндрической фильтрующей перегородки 6 масличного материала. С другой стороны, если горизонтальный срез витка нижнего шнека расположить ниже уровня нижнего края фильтрующей перегородки 6, то уменьшается высота активного контакта. Срез витка верхнего шнека 9 должен быть расположен не выше горизонтальной плоскости сочленения цилиндрической части загрузочной колонны 1 с декантором 4. В противном случае будет происходить выход мисцеллы не через слой материала в верхнем витке, а в боковом зазоре между витком шнека 9 и ограничительной планкой 13. В этом случае поток мисцеллы выбрасываемой с большой скоростью, взмучивает слой материала и происходит увеличение весового отстоя в мисцелле. Данное явление было отмечено в производственных условиях и после устранения этого недостатка мисцелла выходила заметно чище. Радиальная пластина 11 устанавливается с зазором 30-100 мм над верхним горизонтальным срезом витка нижнего шнека 9. В случае уменьшения зазора возможно при вращении шнека 9 задевание пластины 11. При увеличении зазора более 100 мм происходит образование достаточно высокого слоя материала между витком шнека 9 и пластиной 11, который вращается вместе со шнеком 9 и в результате этого происходит подпрессовка. Как показали производственные испытания, зазор между пластиной 11 и витком шнека 9 в 100 мм целесообразно применять при переработке сои; при переработке семян подсолнечника зазор необходимо иметь минимальный 30 мм, т.к. крупка подсолнечника легче крупки сои. Соотношение размеров по высоте между ограничительными планками 12 и 13, установленные на заборных витках верхнего и нижнего шнеков 8 и 9 составляет в интервале 2:1-1,5:1. При соотношении менее 1,5:1 происходит забор верхним шнеком 8 больше по количеству материала в единицу времени, чем шнек 9 может транспортировать его дальше вниз. В результате между шнеками 8 и 9, происходит запрессовка. В зоне активного контакта между шнеками 8 и 9 материал движется за счет силы тяжести при этом в противотоке поднимающейся вверх мисцеллы. Поэтому практически были подобраны такие соотношения ограничительных планок 12 и 13, при которых не происходит запрессовки. При увеличении соотношения более чем 2:1 уменьшается производительность экстрактора, что нецелесообразно.

Формула изобретения

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ ПРОТИВОТОЧНЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий цилиндрические загрузочную, горизонтальную соединительную и экстракционную колонны, в каждой из которых установлен транспортирующий шнек, закрепленный в верхней части загрузочной колонны декантатор, установленный соосно с последней, загрузочную трубу, нижняя часть которой представляет фильтрующую перегородку и расположена на расстоянии от сочленения декантатора с загрузочной трубой на одном валу с транспортирующим шнеком загрузочной колонны, радиальную пластину и ограничительную планку, расположенные над фильтрующей перегородкой, соответственно на трубе и валу шнека, патрубки подвода и отвода масличного материала, растворителя, шрота и мисцеллы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода масла путем создания в загрузочной колонне зоны активного контакта взаимодействия экстрагируемого материала с растворителем при одновременном повышении эксплуатационной надежности, шнеки загрузочной трубы и колонны смонтированы на валу с разрывом так, что нижний виток первого из них расположен на уровне нижнего края трубы, а верхний виток другого не выше уровня сочленения декантатора с загрузочной колонной, при этом экстрактор снабжен дополнительными радиальной перегородкой, укрепленной на корпусе в зоне разрыва шнеков на расстоянии 30 100 мм от верхнего витка нижнего шнека, и дополнительной ограничительной планкой, укрепленной на валу над нижним шнеком, причем основная и дополнительная ограничительные планки выполнены так, что отношение высоты основной к высоте дополнительной составляет (1,5 2,0) 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2