Многосекционный аппарат для молекулярной дистилляции (аппарат полуничева)

 

Использование: в фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности аппарата. Многосекционный аппарат для молекулярной дистилляции содержит привод ротора, вертикальный корпус, внутри которого размещены ротор, секции дистилляции, образованные коаксиальными цилиндрическими поверхностями кольцевых испарителей и конденсаторов. В каждой секции размещены стойки со стирателями. Питающее устройство выполнено в виде нескольких скрепленных между собой дисков, расположенных в верхней части корпуса, воронки, выполненной в виде кольцевых полостей, в которые подведены штуцеры подачи жидкости. Воронка снабжена каналами отвода жидкости к поверхностям испарителя каждой секции дистилляции с гидрозатворами. Секции молекулярной дистилляции разделены на ступени вакуума цилиндрическими перегородками и соответствующими дисками, уплотненными между собой вращающимися гидрозатворами, образованными их кольцевыми элементами. 1 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для вакуумной молекулярной дистилляции термолабильных веществ, преимущественно компонентов производства витаминов, и может быть использовано в фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.

Известен многосекционный аппарат для молекулярной дистилляции термолабильных жидкостей, содержащий привод ротора, вертикальный корпус, внутри которого размещены ротор, две или более секции дистилляции, расположенные одна под другой и образованные смежными коаксиальными цилиндрическими поверхностями испарителя и конденсатора со стирателями между ними, питающее устройство в виде вращающегося соосно с ротором диска и канала подвода жидкости к диску, причем в качестве испарителя используется внутренняя (вогнутая) поверхность, а в качестве конденсатора наружная (выпуклая) повеpхность (1).

Аппарат имеет недостаточную производительность, так как секции расположены одна под другой и используют по одной поверхности (наружной или внутренней) испарителя и конденсатора.

Известен многосекционный аппарат для молекулярной дистилляции, содержащий привод ротора, вертикальный корпус, внутри которого размещены ротор, две или более секции дистилляции, расположены одна под другой и образованные смежными коаксиальными цилиндрическими поверхностями испарителя и конденсатора со стирателями между ними, питающее устройство в виде вращающегося соосно с ротором диска и канала подвода жидкости к диску, причем в качестве испарителя используется внешняя (выпуклая) поверхность цилиндра, а в качестве конденсатора внутренняя (вогнутая) поверхность цилиндра, при этом секции дистилляции по высоте разделены гидрозатворами на ступени вакуума (2).

Аппарат имеет те же недостатки, что и предыдущий.

Известен многосекционный аппарат для молекулярной дистилляции, включающий привод ротора, вертикальный корпус, внутри которого размещены ротор, две или более секции разных диаметров, расположенных одна под другой и образованные смежными коаксиальными цилиндрическими поверхностями испарителя и конденсатора со стирателями между ними, питающее устройство в виде вращающегося соосно с ротором диска и канала подвода жидкости к диску, при этом секции дистилляции по высоте разделены гидрозатворами на ступени вакуума (3).

Аппарат имеет те же недостатки, что и предыдущие.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многосекционный аппарат для молекулярной дистилляции по заявке Японии 58-37001.

Целью изобретения является увеличение площади испарителя и конденсатора в том же объеме корпуса.

Указанная цель достигается тем, что в известном аппарате для молекулярной дистилляции, включающем привод ротора, вертикальный корпус, внутри которого размещены ротор, две или больше секции дистилляции, образованные смежными коаксиальными цилиндрическими поверхностями испарителя и конденсатора со стирателями между ними, питающее устройство в виде вращающихся соосно с ротором дисков и воронки с каналами отвода жидкости, секции дистилляции размещены коаксиально одна внутри другой на одном уровне по высоте аппарата, стойки стирателей расположены на разных радиусах одного или нескольких скрепленных между собой дисков, размещенных в верхней части корпуса, а каналы отвода жидкости продлены до поверхности испарителя каждой секции имеют проходные сечения, пропорциональные поверхности испарителя, при этом, например, смежные секции дистилляции поочередно включают внутреннюю и наружную поверхности кольцевых испарителей и конденсаторов, секции молекулярной дистилляции разделены на ступени вакуума цилиндрическими перегородками и дисками, уплотненными между собой вращающимися гидрозатворами, образованными их кольцевыми элементами, при этом воронка питающего устройства выполнена в виде кольцевых полостей, в которые подведены штуцеры подачи жидкости, патрубки вакуумных насосов каждой ступени вакуума подключены к карманам, образованным удлиненными секторами перегородок, в нижней части его корпуса размещено перекачивающее устройство, имеющее общий с ротором привод.

На фиг.1 изображен продольный разрез многосекционного аппарата для молекулярной дистилляции, на фиг.2 вид А на фиг.1 Многосекционный аппарат содержит привод 1 ротора, вертикальный корпус 2, внутри которого размещены ротор 3, внутри которого размещены ротор 3, секции дистилляции, образованные смежными коаксиальными цилиндрическими поверхностями 4-5; 6-7; 8-9; 10-11 кольцевых испарителей 12, 13 и конденсаторов 14, 15, 16. В каждой секции размещены стойки со стирателями 17, 18, 19, 20. Питающее устройство выполнено в виде нескольких скрепленных между собой дисков 21,22,23,24,25, расположенных в верхней части корпуса 2, воронки 26, выполненной в виде кольцевых полостей 27,28, в которые подведены штуцеры подачи жидкости 29, 30. Воронка 26 снабжена каналами 31, 32, 33, 34 отвода жидкости к поверхностям испарителя каждой секции дистилляции с проходными сечениями, пропорциональными поверхности испарителя, и с гидрозатворами.

Секции молекулярной дистилляции попарно разделены на ступени вакуума цилиндрическими перегородками 35, 36, 37 и соответствующими дисками 25, 23, 21, уплотненными между собой вращающимися гидрозатворами 38, 39, 40, образованными их кольцевыми элементами.

Патрубки 41, 42 вакуумных насосов каждой ступени дистилляции подключены к карманам, образованным удлиненными секторами перегородок 35 36, 36 37, размещенным под углом друг к другу. В корпусе 2 аппарата размещено перекачивающее устройство 43, имеющее общий с ротором 3 привод 1. Отвод конденсата из ступеней производится через штуцеры 44, 45. Подвод кубового остатка от первой ступени дистилляции к перекачивающему устройству 43 осуществляется по каналу 46 с гидрозатвором, от устройства 43 к следующей ступени вакуума по каналу 47, отвод кубового остатка из ступени дистилляции осуществляется через штуцер 48. Для сбора конденсата и кубового остатка предусмотрены карманы 49, 50, 51, 52.

Первой ступенью низкого вакуума является кольцевая полость 53, образованная корпусом 2, перегородкой 35 и диском 25. Она соединена патрубком 54 с насосом вакуумирования.

Второй ступенью низкого вакуума является полость 55, образованная корпусом 2, перегородкой 37 и диском 21.

Третьей ступенью вакуума является полость 57, образованная цилиндрическими перегородками 35, 36 и дисками 25, 23, уплотненными между собой гидрозатворами 38, 39 и 31, 33.

Четвертой ступенью вакуума является полость 58, образованная цилиндрическими перегородками 36, 37 и дисками 23, 21, уплотненными между собой гидрозатворами 39, 40, и 32, 34. Нумерация ступеней вакуума условная.

Первая и вторая ступени вакуума могут быть объединены. Вал 59 привода 1 соединен с валом 60 перекачивающего устройства разъемной муфтой 61. Кольцевые испарители 12, 13 снабжены отражателями 62, 63.

Работает аппарат, например, следующим образом.

Включается привод 1, которые приводит во вращение ротор с неподвижно закрепленными на нем дисками 21, 22, 23, 24, 25, стойками со стирателями 17, 18, 19, 20, и перекачивающее устройство 43, вал 60 которого через муфту 61 соединен с валом 59 ротора 3. Исходный продукт через штуцер 30 подается в кольцевую полость 28 воронки 26, деаэрируется. Из полости 28 продукт по каналам 31, 33 с гидрозатворами поступает на диски 24, 23, при этом каналы 31, 33 имеют проходные сечения, пропорциональные поверхностям 5 и 6 испарителя 12. С диска 24 продукт за счет центробежных сил стекает на отражатель 63, а с него на наружную поверхность 5 испарителя 12. С диска 23 продукт стекает на внутреннюю поверхность 6 испарителя 12. На поверхностях 5 и 6 продукт растирается стирателями 20, 19, нагревается, пары конденсируются на поверхностях 4, 7. Конденсат стекает в карман 50 и через штуцер 45 отводится как готовый продукт. Кубовой остаток с поверхностей испарителя 12 стекает в кольцевой карман 52 и по каналу 46 поступает в центральную полость 55, из которой перекачивающим устройством 43 по каналу 47 подается на повторную дистилляцию. При этом через штуцер 29 кубовой остаток поступает в кольцевую полость 27 воронки 26. Из полости 27 кубовой остаток по каналам 32, 34 с гидрозатворами поступает на диски 22, 21, при этом каналы 32, 34 имеют проходные сечения, пропорциональные поверхностям 9, 10 испарителя 13. С диска 22 остаток стекает на отражатель 62, а с него на наружную поверхность 9 испарителя 13. С диска 21 остаток стекает на внутреннюю поверхность 10 испарителя 13. На поверхностях 9, 10 остаток растирается стирателями 18, 17, нагревается, пары конденсируются на поверхностях 8, 11. Конденсат стекает в карман 49 и через штуцер 44 отводится как готовый продукт. Кубовой остаток с поверхностей испарителя 13 стекает в кольцевой карман 51 и через штуцер 48 отводится как отходы или направляется в последующую ступень вакуума для дистилляции.

Вакуум в ступенях низкого вакуума 53, 55 создается работой, например, форвакуумных насосов, подключенных к патрубкам 54, 56.

Ступень низкого вакуума 53 включает уплотнение вала двигателя 1 и фланцевой разъем корпуса 2, являющиеся потенциальными источниками протечек воздуха.

В воронке 26, находящейся в ступени вакуума 53, происходит деаэрация исходного продукта, воздух и легколетучие вещества отводятся через патрубок 54 на форвакуумный насос.

Ступень низкого вакуума 55 включает фланцевый разъем перекачивающего устройства 43, являющийся потенциальным источником протечек воздуха, который через патрубок 56 также отводится на форвакуумный насос.

Таким образом, все основные потенциальные источники протечек воздуха - уплотнение вала двигателя 1, фланцевый разъем корпуса 2, перекачивающего устройства 43 и др. находятся в ступенях с самым низким вакуумом и не оказывают существенного влияния на вакуум в ступенях молекулярной дистилляции высокого вакуума 57, 58.

Ступень высокого вакуума 57 включает две секции дистилляции, отделена от ступеней 53 и 58 вращающимися гидрозатворами 38, 39, и гидрозатворами на каналах 31, 33. От ступени низкого вакуума 55 она отделена гидрозатвором в канале 46. В гидрозатворах используется конденсат и продукт.

Высокий вакуум в ступени 57 создается и поддерживается, например, паромасляным насосом, подключенным к патрубку 42. Патрубок 42 подключен к карману 50 с отражателем.

Таким образом, ступень молекулярной дистилляции высокого вакуума 57 не имеет уплотнений по атмосферному воздуху, поэтому надежно обеспечивает высокий вакуум.

Ступень молекулярной дистилляции высокого вакуума 58 также включает две секции дистилляции, отделена от ступеней 53, 57, 55 гидрозатворами в каналах 32, 34 и вращающимся гидрозатворами 39, 40 соответственно. В качестве затвора в них используется продукт и конденсат. Высокий вакуум в ступени 58 создается и поддерживается, например, паромасляным насосом, подключенным к патрубку 41. Патрубок 41 подключен к карману 49 с отражателем. Ступень высокого вакуума 58 не имеет уплотнений по атмосферному воздуху, поэтому надежно обеспечивает высокий вакуум.

Размещение перекачивающего устройства 43, например, шестеренного насоса, в корпусе 2 позволяет исключить уплотнение его вала по атмосферному воздуху и повысить плотность аппарата.

Таким образом, предложенный многосекционный аппарат позволяет: cущественно повысить производительность путем использования в секциях наружных и внутренних поверхностей кольцевых испарителей и конденсаторов, размещенных коаксиально один в другом; сформировать несколько ступеней вакуума в одном корпусе; получить высокий вакуум в ступенях молекулярной дистилляции высокого вакуума путем исключения уплотнений по атмосферному воздуху; уплотнения по атмосферному воздуху локализовать в ступенях низкого давления.

снизить число фланцев и вакуумных уплотнений до минимума; существенно сократить время пребывания продукта в аппарате и уменьшить техническое его разложение путем параллельной дистилляции и двух и более секциях каждой ступени, расположенных на одном уровне.

Формула изобретения

1. Многосекционный аппарат дня молекулярной дистилляции, включающий привод ротора, вертикальный корпус, внутри которого размещены ротор, две или более секции дистилляции, образованные смежными коаксиальными цилиндрическими поверхностями испарителя и конденсатора со стирателями между ними, питающее устройство в виде вращающихся соосно с ротором дисков и воронки с каналами отвода жидкости, отличающийся тем, что секции дистилляции размещены коаксиально одна внутри другой на одном уровне по высоте аппарата, стойки стирателей закреплены на разных радиусах одного или нескольких скрепленных между собой дисков, расположенных в верхней части корпуса, а каналы отвода жидкости продлены до поверхности испарителя каждой секции.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что смежные секции дистилляции поочередно включают внутреннюю и наружную поверхности кольцевых испарителей и конденсаторов.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что секции молекулярной дистилляции разделены на ступени вакуума цилиндрическими перегородками и дисками, уплотненными между собой вращающимися гидрозатворами, образованными их кольцевыми элементами, при этом воронка питающего устройства выполнена в виде кольцевых полостей, в которые подведены штуцеры подачи жидкости.

4. Аппарат по пп. 1 3, отличающийся тем, что патрубки вакуумных насосов каждой ступени вакуума подключены к карманам, образованным удлиненными секторами перегородок.

5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части его корпуса размещено перекачивающее устройство, имеющее общий с ротором привод.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2