Шнековый реактор

(51) М. Кл. В О 1, 19/00 Ркударственаюй квинтет СССР во зелаи нзобретеннй и открытХ(5 Ц ШНЕКОВЫЙ РЕАКТОР 1Изобретение относится к непрерывнодействующим шнековым реакторам для деполимеризации растительной клетчатки и инициирования (активизации) ее молекул с целью присоединения различных химических радикалов, осуществля- ь емых путем механокрекинга до получения полисахаридов, сахаридов и продуктов их соединения, и может быть использовано при приготовлении кормов в животноводстве.оИзвестны шнековые реакторы непрерывного действия, содержащие корпус с патрубками, установленные в нем с возможностью вращения шнеки с участками витков противоположных направлений1 2Такие реакторы характеризуются недостаточной эффективностью перемешивания при обработке растительной клетго .чатки.Наиболее близким к предлагаемому реактору является шнековый реактор непрерывного действия, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстия"ми и расположенными внутри него двумя шнеками, каждый из которых имеетучастки прямых и обратных витков иучастки цилиндрических эксцентричнозакрепленных на валу кулачков, причемвитки одного шнека расположены междувитками другого, а кулачки обегают поверхности друг друга при вращении шнеков в одну и ту же сторону 1 31.Реактор типа СН используется дляпроведения химических реакций и длярастворения различных веществ, образующих высококснсистентные растворы,а также для проведения процессов дис".пергирования и эмульгирования пластич"ных масс.Такой реактор работает следующимобразом,Во впускное отверстие корпуса навращающиеся шнеки подают компоненты.По мере прохождения их через корпусони перемешиваются шнеками, образуявысококонсистентную массу.Попадая под цилиндрицес.кие эксцентричные кулацки, масса расслаивается и перетирается.Основным условием действия таких кулачков является пластичность обраба" тываемой массы или ее способность плавиться под действием кулачков.Однако для растительной клетчатки цилиндрические и другие известные формы кулачков трехгранные, двухвершин" ф ные и одновершиннь;е) непригодны, так как они, подминая под себя клетчатку, спрессовывают ее, отжимая жидкую фракцию, с образованием монолитных кусков, При этом возникает вредный тормозящий з эффект. В то же время для процессов инициирования молекул клетчатки и проведения механокрекинга необходимы интенсивное перетирание и силовые сдвиги. МЦелью изобретения является интенсификация процессов деполимеризации молекул растительной клетцатки методом механокрекинга и инициирования их химической активности, 23Поставленная цель достигается тем, что в шнековом реакторе непрерывного действия, содержащем корпус с впускным и выпускным отверстиями, располо- О женными внутри него и установленными с возможностью вращения в одну и ту же сторону шнеками с чередующимися участками витков и кулачков, размещенных эксцентрично относительно оси шнеков, кулачки имеют форму усеченного конуса, при этом парные кулачки на параллельных шнеках повернуты один относительно другого на 180, а величина угла между основанием и боковой повер 40 хностью усеценного конуса увеличивается от 45 до 90 О по ходу обрабатываемого материала.Кроме того, в корпусе выполнены отверстия для постепенной подачи жидкого компонента.45На фиг. 1 изображен реактор, продопьный разрез, на фиг. 2 - разрез А- А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 2 место контактирования кулачков); на фиг. 4 - реактор, поперец-о ный разрез (при повороте на 180 ).Реактор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями и двумя параллельно расположенными шнеками 4, прицем витки одного шнека раз мещены между витками другого. Шнеки имеют участки витков, предназначенных для передвижения материала от входного отверстия к выходному, эксцентричные конические кулачки 5, имеющие форму усеченных конусов, и участки витков 6, заход которых противоположензаходу транспортирующих витков. Далееопять расположены транспортирующие витки 7, кулачки 8 и обратные витки 9Такая комбинация может повторяться необходимое число раз,Предлагаемый реактор работает следующим образом.Грубо порезанная растительная клетчатка в форме соломы или стеблей кукурузы транспортируется шнеками 4 реак.тора в зоны кулачков 5, где под действием эксцентриситета масса придавливается к стенке корпуса 1 с силой, ограниченной углом трения на коническойповерхности кулачков. Эта составляющаясила вдоль конической поверхности выталкивает массу из-под кулацка. Однако при этом масса подвергается деформации резания на кромке кулачка и относительным силовым сдвигам в объемемассы по направлению тангенциальныхсил и сил, направленных вдоль оси шнека 4. По мере последовательного прохождения массы через зоны кулачков 5масса разжимается, приобретая пластичность, поэтому угол между основанием и боковой поверхностью конуса,образующего кулачок, увеличиваетсяот 45 до 90 по мере расположения кулачков от отверстия 2 до отверстия 3,По этой же причине жидкий компонент вводится в полость корпуса реактора постепенно, на всей его длине через отверстия 10, В процессе силовых относительных сдвигов в объеме обрабатываемой массы развивается температура диссипации, которая в местах деформации может достигать значения выше 200 С, что способствует деполимеризации клетчатки,Эффективность от применения указанного шнекового реактора определяется следующими его преимуществами:Предлагаемый реакор предназначен для проведения совместных процессов: деполимеризация растительноЙ клетчатки, инициирование молекул клетчатки и присоединение к ним азотсодержащих радикалов, домешивание в кормовую массу солей, микроэлементов и различных стимуляторов,Для действия реактора необходима только электроэнергия для привода, по971этому он может быть установлен в любом колхозе.Установка такого реактора может быть .автоматизирована.Предлагаемый реактор может быть из-1готовлен на любом машиностроительном заводе.По предварительным расчетам экономический эффект от внедрения изобретения составит не менее 300 тыс. руб.1 ф в год по каждой установке.Формула изобретения1. Шнековый реактор непрерывного действия, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстиями, расположенными внутри него и установленными с возможностью вращения в одну и ту20 же сторону шнеками с чередующимися участками витков и кулачков, размещенных эксцентрично относительно оси шнеков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процессов де 25 полимеризации молекул растительной клетчатки методом механокрекинга и инициирования их химической активнос 61 6ти, кулачки имеют форму усеченного конуса, при этом парные кулачки на параллельных шнеках повернут относительно друг друга на 180, а величина угла между основанием и боковой поверхностью конуса увеличивается от 15 до 90 по ходу обрабатываемого материала,2. Реактор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сохранения сдвиговых усилий в объеме обрабатываемой массы, в корпусе выполнены отверстия для подачи жидкого компонента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Отраслевой стандарт ОСТ 26-01"-709-73 "Реакторы-смесители непрерывного действия двушнековые".2, Листок технической информацииУ 2, серия "Химическое машиностроение", Харьков, 1960, Червячные смесители непрерывного действия типа СН,с. 1,3. Листок технической информацииХИ, серия "Химическое машиностроение", Харьков, 1962, Двухвальные смесители непрерывного действия типа СН.971461 Составитель Э, Скачковаородкина Техред К.Мыцьо Коррек Макаренк Проектная Филиал ППП "Патент", г. Редактор 3. Заказ 8791/ Тираж 583 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, ЖПодписное венного комитета СССР етений и открытий 35 Раушская наб., д,