Многоступенчатый смесительно-отстойный экстрактор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (1 И 4 В 01 П 11/О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРС ВИДЕТЕЛЬСТВУ 3-26 ко ус ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 07,12.85. Бюл. Нф 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ и Народное предприятие нефтехимический комбинат (РЭ) (72) А.П. Захарычев, А.И. Фексон, В.Н. Жучков, С,В. Кан, Б.А. Вейсбейн и О.С. Полозкова(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 430863, кл. В 01 Р 11/02, 1973.2, Авторское свидетельство СССР Р 564369, кл. В 01 Р 11/04, 1974.3. Авторское свидетельство СССР В 701653, кл. В 01 0 11/04, 1977.4. Авторское свидительство СССР В 486755, кл, В 01 Э 11/02, 1974. (54)(57) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ СМЕСИТЕЛЬНО-ОТСТОЙНЬЙ ЭКСТРАКТОР, содержащий горизонтальный корпус, разделенный на смесительные и отстойные секции, загрузочное шнековое устройство, расположенное в первой смесительной секции по ходу движения твердой фазы, разгрузочно-отжимное устройство, расположенное в последней по ходу движения твердой фазы отстойной секции, штуцера для ввода и вывода жидкой фазы, турбинные мешалки с индивидуальными приводами, расположенные в смесительных секциях, промежуточные транспортноотжимные шнековые устройства, расположенные в отстойных секциях вдоль днища экстрактора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса экстракции при обработке полидисперсного твердого материала с различными седиментационными характеристиками, каждая отстойная секция экстрактора снабжена батареей гидроциклонов, расположенных над транспортно-отжимными устройствами, а отстойная секция первой ступени дополнительно снабжена барботером, размещенным над батареей гидроциклонов и установленным над отстойной секцией пеногасителем, имеющим центробежное пеногасящее устройство, распылитель для подачи жидкого пеногасителя и вертикальную перегородку с переливным устройством, разделяющую его на две камеры, в однойиэторых расположено пеногасящее тройство и распылитель.Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно, к конструкции экстракторов для системы твердое тело - жидкость, которые могут быть использованы для экстракционной очистки биомассы дрояокей и микроорганизмов, а более конкретно - к аппаратам для извлечения липидов из мелкодисперсной биомассы микроорганизмов.Известен экстрактор для системы твердое тело - жидкость, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте коническими тарелками, вал с лопастными мешалками, расположенный по оси аппарата, устройство для загрузки твердого материала в верхней части аппарата, устройство для выгрузки твердого материала в нижней части аппарата, штуцеры для ввода и вывода растворителей. Экстрактор снабжен сепарирующими устройствами, выполненными в виде усеченных конусов, расположенных по оси аппарата в промежутках между секционирующими тарелками.Для более полного использования растворителя и рыхления твердого материала на валу в местах перетока суспензии из секции в секцию установлены отжимные шнеки и рыхлительные диски.Такая конструкция аппарата позволяет проводить экстракцию методом ступенчатого противотока с промежуточньк частичным удалением мисцеллы из твердой Фазы без значительного продольного перемешивания.Этот аппарат обладает конструктивной сложностью.Гидродинамические режимы в контактных камерах и узлы наклона сепарирующих конусов постоянны. В случае обработки твердой фазы полидисперсного состава мелкие частицы уносятся с мисцеллой из экстрактора.Известен экстрактор, содержащий вертикальный корпус, разделенный по высоте горизонтальными перегородками на смесительные камеры, гидро- циклоны, образующие отстойные камеры и соединенные патрубками со смесительными камерами, вал с турбинными мешалками, расположенными в смесительных камерах, рециркуляционные трубопроводы и устройства для ввода и вывода Фаз. В этом аппарате вал выполнен полым и снабжен перегородками, размещен 1051759ными в нем с двух сторон мешалоки образующими две секции всасывания.Соединительные патрубки выполне 5ны клинообразно расширяющимися всторону смесительных камер, к которым они подсоединены тангенциально.Конструкция аппарата позволяет взначительной степени на каждой сту 10 пени отделять твердую Фазу отудержанной мисцеллы, что позволяетуменьшить число ступеней экстракциипо сравнению с аппаратами, в которых предусмотрено естественное15 осаящение частиц твердой фазы.Однако в этом аппарате величина потоков, концентрация биомассыв зонах смещения и другие параметры являются величинами нерегулируе 20 мыми и зависят от режима работыгидроцилиндров, постоянного дляданного аппарата.Известен смесительно-отстойныйэкстрактор, содержащий горизонтальный прямоугольный корпус, разде 25ленный вертикальными перегородкамина смесительные и отстойнше камеры и предкамеры, расположенныепод смесительными камерами, тран 30спортирующие перемешивающие устройства, выполненные в виде турбинныхмешалок и размещенные в отверстияхгоризонтальных перегородок, отделяющие смесительные камеры от предкамер, и переточные каналы междувертикальными перегородками, соединяющими отстойные камеры со смесительными.Б предкамерах установлены вертикальные перегородки, которыеделят предкамеры на зоны, соединенные переточными каналами и отверстиями в перегородках,Несмотря на то, что этот аппаратпредназначен для экстрагирования всистеме жидкость - жидкость, онможет быть использован для обработки твердого материала при условиинизкой концентрацги его в экстрагенте. Недостатком описанного экст 50 рактора является то, что на выходефаз из аппарата неизбежен значительный взаимный унос.Наиболее близким по техническойсущности к данному изобретению яв 55 ляется экстрактор для системы жидкость - твердое тело, который выполнен в виде горизонтального прямоугольного аппарата, разделенноговертикальными перегородками на смесительные и отстойные камеры, снабженного устройством для загрузки твердого материала, расположенным над первой смесительной камерой, разгрузочно-отжимным устройством, предназначенным для вывода из экстрактора твердой фазы, расположенным в последней отстойной камере вдоль днища экстрактора.Помимо того, в каждой отстойной камере вдоль днища экстрактора расположены промежуточные транспортноотжимные устройства для удаления избыточного растворителя из твердой фазы и перемещения твердой фазы в смесительную камеру последующей ступени, Для предотвращения вертикального перемешивания фаэ отстойная камера снабжена сепарирующими устройствами в виде расположенных на некотором расстоянии друг от друга. перфорированных пластин с изменяемым узлом наклона, Между пластинами имеются отверстия для перетока суспензии из смесительной камеры в отстойную.В центральной части смесительных камер установлены турбинные мешалки с индивидуальными приводами.В известном аппарате осуществляется экстракционная обработка твердого мелкодисперсного материала в режиме ступенчатого противотока. Конструкция аппарата позволяет в значительной степени удалять мисцеллу из твердой фазы при перемещении последней со ступени на ступень.Недостатком прототипа является то, что при отработке полидискерсного твердого материала с различными седиментационными характеристиками падает эффективность процесса экстракции из-эа ухудшения работы пластинчатых успокоителей, а также унос мелких частиц твердой фазы с мисцеллой достигает 5-6 Х.Целью предполагаемого изобрстенич является интенсификация процесса экстракции при обработке полидисперсного твердого материала с различными седиментационными характеристиками.Указанная цель достигается тем, что в известном многоступенчатом смесительно-отстойном экстракторе, содержащем горизонтальный корпус, разделенный на смесительные и1051759 4 5 10 5 Ю 25 30 35 40 50 55 Над транспортно-отжимными устройствами 17,18,19 расположены батареи гидроциклонов 20,21,22, в которые насосами 14,15,16 подается суспензия из смесительных секций.В отстойные секции, загрузочное шнековое устройство, расположенноев первой смесительной секции по ходу движения твердой фазы, загрузочно-отжимное устройство, расположенное в последней по ходу движения твердой фазы отстойной секции,штуцера для ввода и вывода жидкойфазы, турбинные мешалки с индивидуальными приводами, расположенныев смесительных секциях, промежуточные транспортно-отжимные шнековые устройства, расположенные в отстойных секциях вдоль днища экстрак.тора; согласно изобретению, кажцаяотстойная секция снабжена батареейгидроциклонов, расположенных надтранспортно-отжимными устройствами,а отстойная секция первой ступенидополнительно снабжена барботером,размещенным над батареей гидроциклонов и установленным над отстойнойсекцией пеногасителем имеющимцентробежное пеногасящее устройство,распылитель для подачи жидкого пеногасителя и вертикальную перегородку с переливным устройством, разделяющую его на две камеры, в однойиз которых расположены пеногасящееустройство и распылитель.На фиг.1 изображен продольныйразрез экстрактора; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.Экстрактор состоит из горизонтального корпуса 1, который разделен вертикальными перегородками насмесительные 2,3,4 и отстойные5,6,7 секции. Каждая смесительнаясекция экстрактора снабжена турбинными мешалками 8,9,10, установленными в центральной части секции иоснащенными индивидуальным приводом.Для вывода суспензии из смеситель-ных секций в отстойные через штуцера 11, 12, 13 служат насосы 14,15, 16,В каждой отстойной секции вдольднища экстрактора расположенытранспортно-отжимные шнековые устройства 17,18,19, которые служатдля перемещения твердой фазы в экстракторе и для частичного ее уплотнения.25 Образующая пена вместе с твердыми частицами, извлеченными из мисцеллы, поступает в правую камеру двухкамерного пеногасителя 29, про ходит трехъярусную ситчатую перего" родку 30 и через отверстие в стенке переливается в левую камеру. первой отстойной секции над батареей гидроциклонов 22 расположен барботер 23 для подачи инертного газа. Отвод мисцеллы из отстойных секций осуществляется через штуцера 24, 25, 26 с помощью насосов 27, 28. Двухкамерный пеногаситель 29 расположен над первой отстойной секцией 5.В правой камере имеется трехъярус1- ная ситчатая перегородка 30 и штуцер 31 для выхода азота. В левой камере пеногасителя расположено центробежное механическое пеногасящее устройство 32 и распылитель 15 33 для подачи жидкого пеногасителя. Канал 34 и штуцер 13 служат для возврата в процесс уловленных твердых частиц. Загрузочное устройство, состоящее из загрузочной воронки 20 35 и шнека 36, расположено в верхней части первой смесительной секции 2. Штуцера 37,38,39 служат для подачи мисцеллы или экстрагента в смеси- тельные секции экстрактора.Работа экстрактора осуществляется следующим образом.Исходный порошок дрожжевой биомассы поступает в загрузочную воронку 35, а оттуда шнеком 36 подается в первую смесительную секцию 2 в зону действия турбинной мешалки 8. В эту же секцию через штуцер 37 насосом 27 подается мисцелла иэ второй отстойной секции 6. Полученная35 суспензия через штуцер 13 забирается насосом 16 и подается в батарею гидроциклонов 22 первой отстойной секции 5. Из гидроциклонов сгущенная суспензия поступает на транспорт но-отжимное устройство 19, где дополнительно уплотняется и подается во вторую смесительную секцию 3 в зону действия турбинной мешалки 9. Мисцелла, выходящая из гидроцикло нов 22 первой отстойной секции 5 через штуцер 24, отводится из экстрактора. Через барботер 23 в слой мисцеллы подается инертный гаэ для флотационного удаления из мисцеллы унесенных мелких частиц. В левой камере пеногасителя 29 происходит окончательное разрушение пены за счет действия химреагентов и центробежного пеногасящего устройства 32,Выделенные из пены твердые частицы по каналу 34 и штуцеру 40 поступают в насос 16 и, затем, снова в первую отстойную секцию, а азот через штуцер 31 уходит из экстрактора.Уплотненная суспензия из транспортно-отжимного устройства 19 первой отстойной секции подается в зону действия турбинной мешалки 9 второй смесительной секции 3. В эту же секцию подается мисцелла иэ третьей отстойной секции 7. Полученйая суспензия через штуцер 12 насосом 15 подается в батарею гидроциклонов 21 второй отстойной секции.Работа остальных секций экстрактора происходит аналогично работе описанных секций.Очищенная биомасса из последней отстойной секции 7 выводится иэ экстрактора.Свежий экстрагент подается впоследнюю смесительную секцию 4экстрактора.Таким образом использование пред лагаемого экстрактора позволит интенсифицировать процесс экстракции при обработке полидисперсного твердого материала с различными седиментационными характеристиками за счет повышения в 2,5-3 раза концентрации твердых веществ в суспензии, поступающей в транспортно-отжимное устройство, Это повышает эффективность отжима удержанной жидкой фазы при транспортировке твердого материала со ступени на ступень или при выводе его иэ экстрактора, а также снижает продольное перемешивание и укос твердой фазы с мисцеллой. Расположение батареи гидроциклонов над транспортно-отжимным устройством в нижней части отстойной секции обеспечивает увеличение степени диспергирования пузырей инертного газа, выходящего из барботера, что приводит к более полному выделению мелкодисперсных частиц1051759 Кроме того, применение данного экстрактора позволяет на 18-207 сократить расход электроэнергии. та. Техред Т.Д Л, Пилипенк ак К ктор П. Горьков аказ 8124/1 Тираж 658 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Раув5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна иэ отходящей мисцеллы, что такжеснижает укос твердой фазы из аппаракомикая одписноетета СССкрытийнаб., д.