Способ экстракции растительных масел и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области производства растительных масел экстракционным способом. Способ состоит в комбинировании многократного ступенчатого орошения экстрагируемого материала мисцеллой в перегрузочном устройстве и однократного одноступенчатого орошения шрота конденсатом перегретых паров растворителя. Последние подают в верхнюю часть колонны, а в верхней части колонны поднимают температуру шрота по направлению к его выходу и создают газовый затвор шротом. Загрузочная колонна устройства выполнена в виде бункера и расширяющейся книзу шахты с распределительной камерой для подвода газовоздушной смеси. Перегрузочное устройство выполнено в виде бесконечной фильтрующей ленты с мисцеллосборником. В верхней части экстракционной колонны имеется перистый шнек для создания газового затвора, а в нижней - коническая мешалка. Изобретение позволяет снизить содержание остаточного растворителя в шроте, уменьшить энергозатраты и повысить экологию процесса. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к производству растительных масел методами экстракции органическими растворителями.

Наиболее близким аналогом является способ экстракции, осуществляемый в модернизированном экстракторе НД-1250, в котором экстракцию ведут противоточным способом.

Экстрактор состоит из загрузочной колонны, перегрузочного устройства и вертикальной шнековой экстракционной колонны с узлом разгрузки шрота и патрубками для подвода жидкого растворителя и отвода мисцеллы. /1/.

К недостаткам данного аналога следует отнести получение шрота с высоким содержанием растворителя, что требует затрат теплоэнергии на его удаление и связано с образованием загрязненных сточных вод.

Задачей данного изобретения является создание универсального способа и устройства для экстракции растительных масел, что позволяет получать высококачественный, практически без содержания растворителя шрот, а также снизить затраты тепловой энергии при одновременном повышении экологичности процесса.

Эта задача решается тем, что в способе экстракции растительных масел, включающем экстракцию маслосодержащего материала в противоточном экстракторе, экстракцию ведут многократным ступенчатым орошением сырья мисцеллой в перегрузочном устройстве экстрактора, затем однократным орошением его конденсатом перегретых паров растворителя, подаваемых в верхнюю часть экстракционной колонны, а в верхней части колонны поднимают температуру шрота по направлению к его выходу и создают газовый затвор шротом, а устройство для экстракции растительных масел, включающее загрузочную колонну, перегрузочное устройство и вертикальную шнековую экстракционную колонну с узлом разгрузки шрота и патрубками для подвода жидкого растворителя и отвода мисцеллы, загрузочная колонна образована соединенными между собой бункером с датчиками верхнего и нижнего уровня экстрагируемого материала и расширяющейся книзу шахтой с размещенной в ней течкой с нижним раструбом, причем нижняя часть шахты оснащена распределительной камерой с патрубками для подвода очищаемой газовоздушной смеси, а верхняя часть шахты снабжена патрубком для отвода очищенного воздуха; перегрузочное устройство выполнено в виде бесконечной фильтрующей ленты в герметичном корпусе с мисцеллосборниками и снабжено по меньшей мере одним насосом для рециркуляции мисцеллы и сборным шнеком, концевой уголок которого размещен в экстракционной колонне, патрубок выхода мисцеллы установлен на коническом днище экстракционной колонны, верхний конец последней имеет обогревательную камеру с патрубками для подвода и отвода теплоносителя, под обогревательной камерой расположен патрубок для ввода перегретых паров растворителя, вал экстракционной колонны имеет в верхней части перистый шнек для создания перемешиваемого газового затвора, а в нижней части колонны коническую мешалку для предотвращения засорения конического днища колонны.

Предлагаемый способ экстракции осуществляют следующим образом. Экстрагируемый материал, находящийся в загрузочном устройстве аппарата в виде неперемешиваемого слоя определенной постоянной высоты, продувают газовоздушной смесью, отходящей от оборудования технологической экстракционной линии при непрерывном движении экстрагируемого материала вниз. Благодаря высокоразвитой поверхности экстрагируемого материала, содержащего масло, проходит поглощение им паров растворителя, пропитка растворителем, благоприятная для последующей экстракции, и очистка газовоздушной смеси.

В перегрузочном устройстве экстрагируемый материала подвергается многократному одно- или более ступенчатому орошению рециркулирующей мисцеллой, выходящей из экстракционной колонны. Происходит частичное обезжиривание экстрагируемого материала в противотоке и фильтрация мисцеллы на неподвижном его слое. Полученная мисцелла собирается в мисцеллосборнике перегрузочного устройства и выводится на дистилляцию.

Частично обезжиренный материал (далее - шрот) передают с помощью шнека, находящегося в перегрузочном устройстве, в нижнюю часть экстракционной колонны. При движении вверх шрот однократно орошается в противотоке последовательно мисцеллой убывающей концентрации и чистым конденсатом растворителя. Затем шрот вступает в контакт с перегретыми парами растворителя.

Подсушенный шрот образует в верхней части аппарата подвижный газовый затвор, перемешиваемый с помощью перистого шнека, находящегося на верхнем конце вала колонны. При движении шрота вверх создают такие условия его нагрева, чтобы температура шрота в месте выхода была выше, чем в любой другой точке аппарата, чего достигают с помощью одно- или двухкамерной обогревательной рубашки. Выполнение этих условий обеспечивает выработку шрота с содержанием остаточного растворителя не более 0,3% при полном отсутствии прогазовки в месте выхода шрота.

Пример 1. Подготовленный к экстракции подсолнечный жмых с масличностью 18,6% вводят в нижнюю часть экстракционной колонны и перемещают вверх перфорированным шнеком. Перегретые до температуры 115^oC пары экстракционного бензина (нефраса) поступают через патрубок в верхнюю часть колонны. Над местом ввода перегретых паров растворителя шрот нагревают с помощью обогревательной рубашки. Орошение растворителем и мисцеллой в колонне однократное одноступенчатое. Температура шрота в месте выхода - 63-65^oC. Масличность готового шрота 2,7%, содержание бензина в шроте - 1,2%. Периодически наблюдались отдельные прогазовки в месте выхода шрота.

Пример 2. Подсолнечный жмых с масличностью 18,6% многократно орошают в перегрузочном устройстве мисцеллой с концентрацией масла 15,6%, выходящей из экстракционной колонны. Экстракция и отгонка растворителя из шрота аналогичны примеру 1. Выше места ввода перегретых паров растворителя производят нагрев шрота с помощью двухкамерной обогревающей рубашки, при этом температура шрота повышается до 73^oC. Масличность готового шрота 1,39%. Содержание остаточного растворителя в нем 0,22%. Прогазовки отсутствуют.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа экстракции, заявляемого данным изобретением. Оно состоит из загрузочного устройства, перегрузочного устройства и экстракционной колонны.

Загрузочное устройство состоит из шлюзового затвора 1, бункера 2 с датчиком уровня 3, расширяющейся книзу шахты 4, соединяющей бункер и шахту, течки 5 в виде раструба, опущенного в шахту, патрубка 6 для выхода очищенного воздуха из верхней части шахты, распределительной камеры 7 с патрубками 8, расположенной в нижней части шахты.

Перегрузочное устройство состоит из герметичного корпуса 9, бесконечной фильтрующей ленты 10 с мисцеллосборниками 11, насосом 12 для рециркуляции мисцеллы и сборного шнека 13, размещенного внутри корпуса 9.

Экстракционная колонна состоит из корпуса 14, в верхней части которого выполнена паровая рубашка 15, состоящая из одной или двух камер с патрубком 16 для ввода и патрубком 17 для вывода отработанного теплоносителя, и разгрузочная течка для шрота 18, а в нижней части устроено коническое днище 19 с патрубком 20 для выхода мисцеллы. Внутри корпуса помещен вал 21 со сплошным перфорированным шнеком 22, перистым шнеком 23, сбрасывателем 24 и конической мешалкой 25. На корпусе устроены патрубки 26 для ввода перегретых паров растворителя и 27 - жидкого растворителя. Насос 28 предназначен для подачи мисцеллы из экстракционной колонны в перегрузочное устройство.

Устройство работает следующим образом. Подготовленный к экстракции материал поступает в промежуточный бункер 2 через шлюзовый затвор 1. Датчики верхнего и нижнего уровня 3, соединенные с исполнительными механизмами транспортера, экстрагируемого материала и перегрузочного устройства экстрактора обеспечивают стабильную работу устройства и постоянную высоту слоя между нижней кромкой течки 5 и нижним датчиком 3. Из бункера 2 экстрагируемый материал проходит в шахту 4 через течку с нижним раструбом 5, опущенным в шахту. Вследствие некоторого расширения течки и шахты книзу экстрагируемый материал свободно проходит через них и опускается на непрерывную фильтрующую ленту 10 в корпусе перегрузочного устройства 9, благодаря чему достигается гарантированное постоянное заполнение шахты с неизменным уровнем слоя экстрагируемого материала в шахте и наличие свободного воздушного пространства над его слоем в верхней части шахты.

Газовоздушная смесь, выходящая из технологического оборудования с парами растворителя, поступает в шахту 4 через патрубки 8, устроенные на распределительной камере 7. Пары растворителя поглощаются экстрагируемым материалом, а очищенный воздух выходит через патрубок 6, расположенный в верхней части шахты в зоне свободного пространства над экстрагируемым материалом.

Экстрагируемый материал, лежащий на фильтрующей ленте 10 и перемещаемый ею в виде неподвижного слоя, подвергают сначала многократному орошению рециркулирующей мисцеллой на одной или нескольких ступенях через внутренние мисцеллосборники 11 с помощью насоса 12, затем однократному орошению мисцеллой, выходящей из экстракционной колонны 14 через патрубок 20 на коническом днище 19. Во избежание засорения конуса частицами шрота производят непрерывную очистку внутренней поверхности днища конической мешалкой 25, закрепленной на нижнем конце вала.

Сходя с ленты 10, шрот с мисцеллой падает в сборный шнек 13, находящийся в корпусе перегрузочного устройства 9 и герметически соединенный с экстракционной колонной 14, затем поступает на перья сплошного перфорированного шнека 22, поднимается вверх и однократно орошается в противотоке последовательно стекающей сверху мисцеллой убывающей концентрации и конденсатом паров растворителя, вводимых через патрубок 26 в перегретом состоянии.

В зоне ввода перегретых паров растворителя происходит отгонка растворителя из шрота. Далее шрот перемещают в верхнюю часть экстракционной колонны, оснащенную обогревательной рубашкой 15 с патрубками 16 и 17. Через патрубок 16 вводят теплоноситель и выводят его в отработанном виде через патрубок 17. С помощью перистого шнека 23 в верхней части экстракционной колонны создают перемешиваемый шротовый газовый затвор, препятствующий выходу паров растворителя. Выгрузку шрота осуществляют с помощью сбрасывателя 24 через течку 18. Предусмотрен ввод жидкого растворителя в нижнюю часть экстракционной колонны через патрубок 27.

Это изобретение позволяет получать высококачественный практически без содержания бензина шрот, а также снизить затраты тепловой энергии при одновременном повышении экологичности процесса.

Источники информации 1. Чубинидзе Б.Н., Паронян В.Х. и др. Оборудование предприятий масложировой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1985, с. 127-130.

Формула изобретения

1. Способ экстракции растительных масел, включающий экстракцию маслосодержащего материала в противоточном экстракторе, отличающийся тем, что экстракцию ведут многократным ступенчатым орошением сырья мисцеллой в перегрузочном устройстве экстрактора, затем однократным орошением его конденсатом перегретых паров растворителя, подаваемых в верхнюю часть экстракционной колонны, а в верхней части колонны поднимают температуру шрота по направлению к его выходу и создают газовый затвор шротом.

2. Устройство для экстракции растительных масел, включающее загрузочную колонну, перегрузочное устройство и вертикальную шнековую экстракционную колонну с узлом разгрузки шрота и патрубками для подвода жидкого растворителя и отвода мисцеллы, отличающееся тем, что загрузочная колонна образована соединенными между собой бункером с датчиками верхнего и нижнего уровней экстрагируемого материала и расширяющейся к низу шахтой с размещенной в ней течкой с нижним раструбом, причем нижняя часть шахты оснащена распределительной камерой с патрубками для подвода очищаемой газовоздушной смеси, а верхняя часть шахты снабжена патрубком для отвода очищенного воздуха, перегрузочное устройство выполнено в виде бесконечной фильтрующей ленты в герметичном корпусе с мисцеллосборниками и снабжено, по меньшей мере, одним насосом для рециркуляции мисцеллы и сборным шнеком, концевой уголок которого размещен в экстракционной колонне, патрубок выхода мисцеллы установлен на коническом днище экстракционной колонны, верхний конец последней имеет обогревательную камеру с патрубками для подвода и отвода теплоносителя, под обогревательной камерой расположен патрубок для ввода перегретых паров растворителя, вал экстракционной колонны имеет в верхней части перистый шнек для создания перемешиваемого газового затвора, а в нижней части колонны коническую мешалку для предотвращения засорения конического днища колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1