Горизонтальный секционный экстрактор

 

Использование: в экстракции жидким экстрагентом твердых веществ. Сущность изобретения: экстрактор содержит горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный перегородками на две секции, в которых на разделенном заглушкой на две камеры, сообщенные отверстиями с секциями корпуса, на полом приводном валу закреплен перфорированный барабан, разделенный буртиком, расположенным в полости перегородки корпуса, на цилиндрический и диффузорный участки, средства подачи сырья и экстрагента, соединенные с камерой вала со стороны цилиндрического участка барабана, средства подачи среды под давлением в секцию корпуса с цилиндрическим участком барабана, закрепленные в нем с образованием с внутренней поверхностью радиального зазора не меньше высоты буртика лопатки, средства отвода экстрагента, сообщенные с секцией корпуса, в которой размещен диффузорный участок барабана, и соединенные с последним средства отвода сырья. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для экстракции твердых веществ преимущественно растительного происхождения жидким экстрагентом.

Известен горизонтальный секционный экстрактор, включающий горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный вертикальными перегородками на секции, соосно установленный на приводном валу с зазором относительно корпуса перфорированный барабан с закрепленными на нем лопатками и патрубки подачи и отвода сырья и экстрагента.

Недостатками этого экстрактора являются экстенсивность экстракции из-за слабого перемешивания сырья и экстрагента и связанный с этим малый выход целевого продукта.

В предлагаемом горизонтальном секционном экстракторе, включающем горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный вертикальными перегородками на секции, соосно установленный на приводном валу с зазором относительно корпуса перфорированный барабан с закрепленными на нем лопатками и патрубки подачи и отвода сырья и экстрагента, согласно изобретению, первая по ходу материала секция корпуса экстрактора снабжена средствами подачи среды под давлением в зазор между корпусом и барабаном, барабан снабжен буртиком, закрепленным на его внутренней поверхности в плоскости перегородки корпуса, и выполнен с диффузорным участком во второй по ходу материала секции корпуса, лопатки закреплены на внутренней поверхности барабана в первой по ходу материала секции с образованием относительно нее зазора с радиальной высотой не меньше высоты буртика, приводной вал выполнен полым с одним или несколькими отверстиями и снабжен размещенной в полости заглушкой, разделяющей ее на две камеры, отверстия которых сообщены с разными секциями корпуса, при этом камера полости вала, сообщенная с первой по ходу материала секцией корпуса, соединена с патрубками подачи сырья и экстрагента. Это позволяет интенсифицировать перемешивание сырья и экстрагента и увеличить выход целевого продукта.

В предпочтительном варианте перфорация барабана в первой по ходу материала секции корпуса выполнена в виде сопл. Это позволяет увеличить скорость вдува среды под давлением и дополнительно увеличить интенсивность перемешивания и выход целевого продукта.

На фиг. 1 изображен экстрактор, разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Горизонтальный секционный экстрактор содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с патрубками 2 и 3 отвода сырья и экстрагента соответственно, патрубками 4 и 5 подачи сырья и экстрагента соответственно, разделенный вертикальными перегородками 6 на секции 7 и 8, соосно установленный на полом валу 9 с установленной в его полости в плоскости перегородки 6 заглушкой 10, делящей его полость на две камеры 11 и 12, перфорированный барабан, состоящий из цилиндрического 13 и диффузорного участков 14, разделенных буртиком 15 на внутренней поверхности, расположенным в плоскости перегородки 6, лопатки 16, закрепленные на внутренней поверхности цилиндрического 13 участка барабана с образованием радиального зазора не меньше высоты буртика 15, привод 17 вращения вала 9 и средства 18 подачи среды под давлением в секцию 7 корпуса 1. Вал 9 выполнен с отверстиями 19 и 20, сообщающими его камеры 11 и 12 соответственно с секциями 7 и 8 корпуса 1. Отверстия перфорации цилиндрического участка 13 барабана могут быть выполнен в виде сопл 21.

Экстрактор работает следующим образом.

По патрубкам 4 и 5 соответственно сырье и экстрагент подаются в камеру 11 вращаемого от привода 17 вал 9, из которой под действием центробежных сил через отверстия 19 поступают на внутреннюю поверхность цилиндрического участка 13 барабана, по которой распределяются в виде постоянно обновляемой пленки с высотой, равной высоте буртика 15. Подаваемая средствами 18 в секцию 7 корпуса 1 среда под давлением, превосходящим давление пленки суспензии на цилиндрическом участке 13 барабана, удерживает пленку от прохода в отверстия перфорации и поступает через возможно сопловые отверстия 21 с адиабатным расширением и увеличенной за его счет скоростью в пленку суспензии, создавая турбулентное течение за счет всплытия пузырьков и вращения среды в пузырьках с образованием турбулентных завихрений непосредственно на поверхности контакта фаз. За счет этих эффектов в пленке суспензии происходит постоянное обновление поверхности контакта фаз и возникают вибрации в зонах турбулентного срыва течения потока среды через сопла 21, которая приводит к интенсификации массообменных процессов в суспензии за счет ускорения диффузионных процессов и усталостного доизмельчения сырья с развитием поверхности контакта фаз. Выносимые из пленки средой под давлением частицы суспензии поступают в осевую зону цилиндрического участка 13 барабана выше высоты буртика 15 в зону расположения лопаток 16, взаимодействуют с последними, оседая на них. По мере накопления и коагуляции на лопатках 16 частиц суспензии они по лопаткам 16 возвращаются в пленку под действием поля центробежных сил. Отработанная среда под давлением и стекающая через буртик 15 пленка обработанной суспензии переходят в отделенную средней перегородкой 6 секцию 8 корпуса 1 на диффузорный участок 14 барабана. Здесь происходит разделение компонентов. Среда под давлением поступает через отверстия 20 в камеру 12 полого вала 9 и выводится по ней из экстрактора, желательно на рециркуляцию, жидкая фаза суспензии при отсутствии противодавления проходит из диффузорного участка 14 барабана через его перфорацию в секцию 8 корпуса 1 и удаляется из нее средствами 3. Отработанное сырье под действием увеличивающейся центробежной силы в диффузорном участке 14 барабана перемещается по его образующей в сторону патрубка 2, по которому удаляется из корпуса 1.

Таким образом, предлагаемый экстрактор позволяет интенсифицировать массообменные процессы за счет развития и ускорения обновления поверхности контакта фаз, ускорения диффузии и интенсификации перемешивания, что позволяет повысить выход целевого продукта за счет увеличения глубины экстракции.

Формула изобретения

1. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный вертикальными перегородками на секции, соосно установленный на приводном валу с зазором относительно корпуса перфорированный барабан с закрепленными на нем лопатками и патрубки подачи и отвода сырья и экстрагента, отличающийся тем, что первая по ходу материала секция экстрактора снабжена средствами подачи среды под давлением в зазор между корпусом и барабаном, барабан снабжен буртиком, закрепленным на его внутренней поверхности в плоскости перегородки корпуса, и выполнен с диффузорным участком во второй по ходу материала секции корпуса, лопатки закреплены на внутренней поверхности барабана в первой по ходу материала секции с образованием относительно нее зазора с радиальной высотой не меньше высоты буртика, приводной вал выполнен полым с одним или несколькими отверстиями и снабжен размещенной в полости заглушкой, разделяющей ее на две камеры, отверстия которых сообщены с разными секциями коорпуса, при этом камера полости вала, сообщенная с первой по ходу сырья секцией корпуса, соединена с патрубками подачи сырья и экстрагента.

2. Экстрактор по п.1, отличающийся тем, что перфорация барабана в первой по ходу материала секции корпуса выполнена с профилем в виде сопл.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2