Экстрактор для системы твердое тело - жидкость

 

Область использования: изобретение относится к области химического и пищевого машиностроения и может быть применено для экстракции в системе твердое тело-жидкость, например для экстракции как торфа, так и кореньев, трав, отжимок ягод и др. Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода гуминовых веществ путем улучшения противоточно-экстрэкционного процесса. Сущность изобретения: экстрактор содержит вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте горизонтальными перегородками , устройства для загрузки и выгрузки твердого материала, патрубки для ввода и вывода растворителя, смесительные цилиндрические обечайки, патрубки для переточки твердой фазы. Начиная с верхней секции, выходные патрубки отсеков сбора жидкой фазы соединены переточными каналами и насосами через одну предыдущую секцию с входными патрубками цилиндрических обечаек смесительных камер. Выходные патрубки отсеков секций, расположенных между ними, трубопроводами соединены со сборником-конденсатором, к одному из верхних патрубков которого подключена вакуумная магистраль, образуя в экстракторе через одну секцию вакуум-камеры, з внутри смесительных камер всех секций на валу установлены герметизирующие элементы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

C(?V33 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 О 11/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ь 1 !

« (21) 4734707/26 (22) 26.06.89 (46) 30.08.93. Бюл. N 32 (71) Томский филиал Всесоюзного научноисследовательского, конструкторского и проектно-технологического института органических удобрений и торфа (72) Н. И, Калабухов и В. А, Бардышев (56) Авторское свидетельство СССР

N 430868, кл. В 01 D 11/02, 1974, (54) ЭКСТРАКТОР ДЛЯ СИСТЕМЫ ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ (57) Область использования изобретение относится к области химического и пищевого машиностроения и может быть применено для экстракции в системе твердое тело-жидкость, например для экстракции как торфа, так и кореньев, трав, отжимок ягод и др. Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода гуминовых веществ путем улучшения противоточно-экстракционного процесса. Сущность изобреИзобретение относится к оборудованию для экстракции в системе твердое теложидкость, а точнее для экстрагирования природных материалов, обладающих высокой водопоглотительной и низкой фильтрую щей способностью, например для получения стимуляторов роста из торфагуматов.

Цель изобретения — повышение выхода гуминовых веществ при получении стимуляторов роста из торфа... Ж 1836980 А1 тения: экстрактор содержит вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте горизонтальными перегородками, устройства для загрузки и выгрузки твердого материала, патрубки для ввода и вывода растворителя, смесительные цилиндрические обечайки, патрубки для переточки твердой фазы. Начиная с верхней секции, выходные патрубки отсеков сбора жидкой фазы соединены переточными каналами и насосами через одну предыдущую секцию с входными патрубками цилиндрических обечаек смесительных камер. Выходные патрубки отсеков секций, расположенньlx

", .ежду ними, трубопроводами соединены со сборником-конденсатором, к одному из верхних патрубков которого подключена вакуумная магистраль, образуя в экстракторе через одну секцию вакуум-камеры, а внутри смесительных камер всех секций на валу установлены герметизирующие элементьс 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

В известных технических решениях не имеется признаков. сходных с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа.

На фиг. 1 изображен предлагаемый экстрактор, продольный разрез: на фиг. 2 — узел

1 на фиг. 1.

Экстрактор состоит из корпуса 1, загрузочного 2 и выгрузочного 3 устройства, патрубков 4 и 5 соответственно для ввода и вывода растворителя и патрубков 6, 7, 8

1836980 соответственно для ввода пара, вывода пара и конденсата.

По высоте экстрактор секционирован горизонтальными перегородками 9. Внутри каждой секции асесимметрично корпусу установлены цилиндрическо-конические камеры 10, которые состоят иэ двух частей, нижних, выполненных в виде цилиндрических обечаек 11, и верхних — в виде усеченных конусов 12, причем часть поверхности усеченных конусов 12 перфорирована и в пространстве корпуса 1 отделена от остальной части цилиндрическо-конических камер

10 наклонными перегородками 13, закрепленным, на поверхности усеченных конусов 12 и корпуса 1 так, что в каждой секции образуются два отсека 14 и 15, являющиеся собственно емкостью для сбора жидкой фазы, и паровой рубашкой, при этом последние ме>кду собой в секциях соединяются паропроводами 16. Отсеки 14 каждой секции, начиная с верхней, выгрузной секции экстрактора, посредством патрубков 17, переточных каналов 18, насосов 19 и патрубков 20 соединены через одну секцию с цилиндрическими обечайками 11 смесительных камер предыдущих секций, а выходные патрубки 17 отсеков 14 секций, располо>кенных ме>кду ними, соединены посредством магистралей 21, крана 22, с патрубком 23 сборника конденсатора 24, верхний патрубок 25 которого подключен к вакуумной магистрали 26 через кран 27 так, что в экстракторе через одну секцию образованы вакуум-камеры. Сборник-конденсатор снабжен патрубками 28 для слива конденсата паров растворителя через кран

29, а также патрубком 30, к которому через кран 31 подключена магистраль сжатого воздуха 32.

llo оси аппарата внутри корпуса 1 и камер 10 проходит вал 33 с лопастными мешалками 34, установленными внутри цилиндрических обечаек 11, образующих смесительные камеры. На валу 33 также установлены отжимные коническо-цилиндрические шнеки 35, которые выполнены с переменным шагом и заходят в смесительные камеры. Цилиндрическо-конические камеры 10 последовательно соединяют между собой переточными каналами для твердой фазы, выполненными в виде патрубков 36, причем их выходные горловины (см. фиг, 2) заходят в смесительные камеры и выступают над их дном, а их края выполнены с острой кромкой, скошенной изнутри патрубков 36. Эти горловины перекрываются дисками 37, подвижно закрепленными на валу ЗЗ и при>кимающимися к ним пружинами 38, Краны 40, 45 и магистрали 41 и 42, 5

50 насос 43 служат для запуска экстрактора, а кран 39 для запуска и работы экстрактора, Кран 46-- для ввода растворителя, кран 47для вывода продукта, кран 48 — для вывода конденсата, Экстрактор работает следующим образом.

Торф с помощью загрузочного устройства 2 непрерывно подается в смесительную камеру нижней загрузочной секции экстрактора, Включается вращение вала 33, в рубашку 15 подается пар, открываются. краны

46 и 39, включается насос 19 и. т. к. горловины переточных патрубков 36 закрыты дисками 37, то растворитель поступает в цилиндрическую обечайку 11 загрузочной секции через все камеры 10, не соединенные с вакуумом, через их отсеки 14 по переточным каналам 18. При наполнении растворителем смесительной камеры загрузочной секции краны 47 и 39 перекрываются, выключаются насосы 19, открывается кран 45 и отжимаемый в этой секции растворитель по магистрали 41 вновь перетекает в обечайку 11 этой же секции. При прохождении торфа через камеру 10, подключенную к вакууму (вторая секция), и при появлении его в следующей отжимной камере 10 экстрактора кран 45 закрывается, открывается кран 40, вкл|очается насос 43, открываются краны 39 и включаются насосы 19.. В таком режиме экстрактор работает до появления твердого остатка из выгрузочного устройства 3, после чего открывается кран 27 сборника конденсатора 24 и кран 22 вакуум-камеры экстрактора подключается к вакууму, По достижении требуемой концентрации гуминовых вещеСтв в растворителе насос 43 отключают и кран 40 закрывают, а открывают кран 46 на требуемый расход растворителя и открывают кран 47 для вывода готового продукта.

По мере необходимости через кран 48 сливают конденсат пара, а через кран 29 сливают конденсат растворителя в виде и родукта.

При прохождении отжатого до 80 — 85 Д влажности и разогретого до 90-95 С торфа вакуум-камер оставшийся после Отжатия в порах торфа растворитель эа счет пониженного давления в камере вскипает и образовавшиеся пары растворителя выталкивают из пор на поверхность частиц растворитель с целевым продуктом — гуминовым веществом. При этом образовавшиеся пары отсасываются в сборник-конденсатор 24, где конденсируются в виде жидкости, а торф, преодолевая сопротивление пружин 38, поступает в смесительную камеру следующей

1836980 секции, куда насосами закачивается растворигель, который интенсивно смывает гуминовые вещества с поверхности частиц торфа, а новая порция растворителя за счет атмосферного давления всасывается в поры частиц торфа и вступает в реакцию с гуминовыми веществами, образуя вновь в порах торфа коллоидные соединения, которые препятствуют действию растворителя.

При дальнейшем движении торфа в экстракторе он вновь отжимается, вакуумируется, при этом повторяются процессы, описанные выше, и осуществляется интенсивное извлечение гуминовых веществ. Герметизации вакуум-камер способствует наличие подпружиненных дисков 37, которые за счет острого скоса на горловинах патрубков 36 перекрывают их, кроме того, пружины 38 создают дополнительное усилие при отжатии торфа и внутри патрубков

36 создаются плотные пробки из торфа, которые также повышают герметизацию камер. Насосы 19 принудитвльно перекачивают растворитель из одной секции в другую, этим надежно обеспечивается процесс противоточной экстракции.

Предлагаемая конструкция экстрактора за счет чередования отжимных камер с вакуум-камерами позволяет увеличить массообмен, а следовательно, выход гуминовых веществ в сравнении с прототипом.

Кроме того, установка насосов на магистралях переточных каналов для жидкой фазы обеспечивает в сравнении с прототипом более надежную работу аппарата в режиме встречной экстракции.

Надежная герметизация вакуум-камер осуществляется за счет подпружиненных дисков, закрывающих горловины с острой скошенной кромкой изнутри переточных патрубков для твердой фазы, и способствует улучшению вакуумирования частиц торфа, а следовательно, увеличению массооб. мена и выходу гуминовых веществ.

Формула изобре ения

1. Экстрактор для системы твердое тело

5 - жидкость, содержащий секционированный по высоте вертикальный цилиндрический корпус. устройства для загрузки и выгрузки твердого материала. патрубки для ввода и вывода растворителя, конические камеры, 10 смесительные цилиндрические камеры, прикрепленные к коническим камерам, патрубки для перетока твердой фазы. и переточные каналы для жидкой фазы, вал с лопастными мешалками в цилиндрических

15 обечайках и отжимными устройствами, выполненными в виде шнеков с переменным шагом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода гуминовых веществ при получении стимуляторов роста из торфа, 20 каждая секция снабжена наклонной перегородкой, разделяющей ее на отсеки для сбора жидкой фазы и паровые рубашки, а экстрактор снабжен сборником-конденсатором, вакуум-магистралью и насосами, при

25 этом выходные патрубки отсеков сбора жидкой фазы соединены переточными каналами с насосами через одну секцию с выходными патрубками смесительных камер, а выходные патрубки отсеков, располо30 женных между ними, соединены со сборником-конденсатором, к патрубку которого подключена вакуумная магистраль, при этом внутри смесительных камер установлены на валу герметизи35 рующие диски.

2. Экстрактор по и. 1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что герметизирующие диски подпружинены, а горловины всех патрубков для перетока твердой фазы выступают над дном

40 своих смесительных камер и их края выполнены с острой кромкой. скошенной изнутри патрубков.

1836980

1836980

Составитель А. Сондор

Техред М. Моргентал Корректор M. Шароши

Редактор Л. Волкова

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

Заказ 2850 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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