Аппарат для обработки растительного сырья

 

11!) М5086

Goes Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (GI) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.07.74 (21) 2048330/12 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 23.08.77 (51) М. Кл D 21С 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 676.1.022 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Погодина, 1О. С. Ипполитов, Л. М. Даниленко, Б. П. Беляев, В. И. Бойко, И. И. Корольков, H. К. Глобин и Г. В. Самсонов (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к гидролизной промышленности и может быть использовано для проведения гидролиза растительного сырья с целью получения сахаров.

Известен аппарат для обработки растительного сырья, включающий вертикальный корпус колонного типа с крышкой и верхним загрузочным устройством и с выгрузочным отверстием и нижним разгрузочным устройством, коаксиально установленные по оси корпуса трубопроводы для подачи химреагентов и трубопровод подачи промывной жидкости, пароуплотнитель, фильтры, установленные по высоте корпуса в зонах обработки сырья, и ворошитель.

Данный аппарат не обеспечивает полного извлечения сахаров с весовой единицы сырья в процессах гидролиза вследствие неравномерного обновления химреагентов по высоте и объему сырьевого столба и неравномерного и недостаточного прогрева паром потока загружаемого в аппарат сырья вследствие неполного отбора гидролизата, особенно на этапе выгрузки лигнина из аппарата. Кроме того, наличие боковых вводов для трубопроводов подачи химреагентов ухудшает технологичность конструкции, а расположение промывочной зоны в аппарате уменьшает полезный объем аппарата.

С цель|о повышения количественного выхода сахаров с весовой единицы сырья при его гидролизной обработке предлагаемый аппарат имеет фильтр разделения гидролизата и

5 лигнина растительного сырья, установленный на валу ворошителя и соединенный патрубками для отвода лигнина с нижним разгрузочным устройством; трубопроводы для подачи химреагентов выполнены с перфорацией, а

1О трубопровод для подачи промывной жидкости соединен с зоной фильтрации фильтра разделения. Пароуплотнитель выполнен в виде кольцевого коллектора с форсунками. Трубопроводы для подачи химреагентов выполне15 ны в виде верхней и нижней коаксиально установленных несообщающихся между собою труб, причем ввод в корпус нижней трубы выполнен через выгрузочное отверстие корпуса, а верхней — через крышку корпуса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. I (паровой уплотнитель).

Аппарат для обработки растительного сырья представляет собой корпус 1 с верхней крышкой 2 и днищем 3, оборудованный загрузочными устройствами 4, смонтированными на верхней крышке 2, и разгрузочными устройствами 5, расположенными в нижней части корпуса 1. Внутри корпуса, в верхней его

565086 части, в зоне загрузки установлен паровой уплотнитель, выполненный в виде кольцевого коллектора 6 со штуцером 7 для подвода пара и с рядом форсунок 8, расположенных с равным шагом по окружности и установленных под углом к вертикали. Через верхнюю крышку 2 корпуса пропущены и закреплены в ней перфорированные трубы для подачи химреагентов, выполненные коаксиально.

Внешняя труба 9 доведена до уровня пентозной зоны и конец ее заглушен в конце этой зоны, а внутренняя труба проходит через гексозную зону и разделена в ней заглушкой 10 на два звена (верхнее 11 и нижнее 12) и пропущена сквозь выгрузочное отверстие корпуса 1, а также сквозь фильтр 13 разделения гидролизата и лигнина и закреплена в его корпусе.

Подвод химреагентов к внешней трубе 9 так же, как и к верхнему звену 11 внутренней трубы осуществляется через самостоятельные штуцеры, расположенные над верхней крышкой 2 корпуса 1, а к нижнему звену 12 внутренней трубы — через штуцер, расположенный под днищем 3 корпуса 1.

В аппарате на трех уровнях отбора гидролизата в зонах пентозного и гексозного гидролиза установлены закрепленные на стенке корпуса фильтрующие устройства, выполненные в виде разборных съемных тонкостенных цилиндрических перфорированных обечаек

14, подкрепленных кольцами жесткости и состыкованных между собой. Каждое из фильтрующих устройств снабжено камерами 15 со штуцерами отбора гидролизата и подачи пара на продувку. В нижней части зоны гексозного гидролиза, где в гидролизате повышена концентрация лигнина, с равномерным шагом по окружности установлено несколько механических самоочищающихся фильтров 16 с электроприводом. Эти фильтры могут быть установлены на любом из указанных уровней отбора гидролизата, при этом перфорированные обечайки 14 и камеры 15 демонтируются.

В днище 3 корпуса 1 на полом валу установлено жестко колесо ворошителя 17 с цевочным зацеплением. С внешней стороны днища крепится фильтр 13 разделения гидролизата и лигнина, фильтрующие элементы которого закреплены на этом же валу. Фильтр 13 снабжен коллектором 18 для подачи в него воды на отмывку лигнина, штуцером 19 для отвода гидролизата, а также патрубками для подсоединения выгрузочных устройств 5.

Аппарат работает следующим образом. В верхние горловины загрузочных устройств 4 непрерывно подают сырье, которое затем под влиянием сил тяжести и давления пара, поступающего через штуцер 7 в паровой уплотнитель, перемещается сверху вниз. Верхний уровень сырья и уровень жидкости над сырьем сохраняют постоянными. Паром, поступающим в верхнюю часть аппарата, сырье уплотняют в зоне загрузки, а также предварительно прогревают.

Гндролиз в аппарате осуществляют в две стадии: первая стадия — пентозный гидролиз, когда происходит разложение легкогидролизусмой фракции полисахаридов в верхней части аппарата (в зоне пентозного гидролиза), и вторая стадия — гексозный гпдролиз — разложение трудногидролизуемой фракции полусахаридов при дальнейшем опускании сырья в нижнюю часть аппарата (в зону гексозного

1р гидролиза) . Раствор химреагентов подают в аппарат одновременно в каждую зону гидролиза: в зону пентозного гидролиза — по внешней трубе 9 через самостоятельный штуцер, а в зону гексозного гидролиза — через самосто1д ятельные штуцеры каждого из звеньев 11 и 12 внутренней трубы.

Отбор гидролизата из аппарата происходит одновременно из каждой зоны. Свежезагруженное сырье, соприкасаясь с менее активным кислым раствором, подвергается более мягкому гидролизу. Получаемый продукт — пентозный гидролизат — выводят из верхней части зоны реакции через перфорированную цилиндрическую обечайку 14, что позволяет сохранить от разложения мягкогидролизуемую часть сахаридов. Гексозный гидролизат отбирают на трех уровнях по высоте гексозной зоны, причем наибольшую его часть отбирают в верхней части этой зоны. Отбор гидролизата из гексозной зоны осуществляют через перфорированные цилиндрические обечайки 14 в верхней и средней частях этой зоны, а в нижней части этой зоны — через несколько самоочищающихся фильтров 16.

Для очистки фильтрующих отверстий в цилиндрических обечайках 14, а также дополнительной очистки фильтрующих щелей в самоочпщающихся фильтрах 16 в них периодически подается пар для прод вин. ю Опускаясь в нижнюю часть аппарата, отработанное сырье ворошптелем 17 с механическим приводом перемещается в фильтр 13 разделения гидролизата и лигпина, в который через коллектор 18 поступает чистая вода на д отмывку лип<ина. При этом процесс диффузии и отмывки сахара от лигнина протекает значительно полнее. Из фильтра 13 гидролизат отбирают через патрубок 19, а влажный лигнин поступает в выгрузочные устройства 5.

Предложенный аппарат способствует повышению выхода сахаров с весовой единицы сырья. По ориентировочным расчетам аппарат даст повышение выхода сахаров на 17 — 20 /д.

Фильтр разделения гидролизата и лигнина обеспечивает увеличение выхода сахаров на

2Ч„. Так как on установлен на пути выгрузки лигнина — перед выгрузочными устройствами, максимально используется энергия рабочего давления на операцию разделения в момент выгрузки, следовательно, влажность лигнина минимальна, а благодаря подведению промывной жидкости к сго зоне фильтрации концентрация сахаров в отдельном лигнине резко уменьшается, а количество сахаров в отде65 ленной жидкости соответственно увеличивает565086 ся, Все это, вместе взятое, и обеспечивает повышение выхода сахаров на 2 /о.

Благодаря осевому расположению трубопроводов для подачи химреагентов и установке их по всей высоте корпуса, а также б;..агодаря наличию на них перфорации по высоте каждой зоны гидролиза обеспечивается повышение выхода сахаров с весовой единицы сырья на 15 "/о. Это достигается тем, что в период перколяции процесс обновления химреагентов происходит на всех уровнях сырьевого столба одновременно и во всем его объеме, вследствие чего обеспечивается максимальная скорость отбора сахаров как пентозных, так и гексозных.

Фор мул а изобретения

1. Аппарат для обработки растительного сырья, включающий вертикальный корпус колонного типа с крышкой и верхним загрузочным устройством и с выгрузочным отверстием и нижним разгрузочным устройством, коаксиально установленные по оси корпуса трубопроводы для подачи химреагентов и трубопровод подачи промывной жидкости, пароуплотнитель, фильтры, установленные по высоте корпуса в зонах обработки сырья, и ворошитель, отл ич а ющи йся тем, что, с це5 лью повышения количественного выхода сахаров с весовой единицы сырья при его гидролизной обработке, аппарат имеет фильтр разделения гидролизата и лигнина растительного сырья, установленный на валу вороши10 теля и соединенный патрубками для отвода лигнина с нижним разгрузочным устройством, трубопроводы для подачи химреагентов выполнены с перфорацией, а трубопровод для подачи промывной жидкости соединен с зоной

15 фильтрации фильтра разделения.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что пароуплотнитель выполнен в виде кольцевого коллектора с форсунками.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающий20 с я тем, что трубопроводы для подачи химреагентов выполнены в виде верхней и нижней коаксиально установленных несообщающихся между собой труб, причем ввод в корпус нижней трубы выполнен через выгрузочное отвер25 стие, а верхней — через крышку корпуса.

565086

А-А

puz. 2

Составитель Л. Даниленко

Техред М. Семенов

Редактор В. Блохина

Корректор Л. Брахнина типография. пп Сапунова, 2

Заказ 2150/2 Изд. Ме 642 Тираж 509 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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