Экстрактор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 27.10,81 (2 ) 3351717/23-26 с присоелинением заявки М -В 01 О 11/02 Гееуаврстееякые камятет СССР в девам ююеретеккк и вскрытийДата опубликования описания 07.03.83 2) Автор,Н. есоюзный научно-иссле ститут и Всесоюзный нбиосинтеза белко оват учноых ве иту веяьскии(7 ) Заявите ст СТРАКТО Изобретение относится к устройствам, предназначенным для проведения процесса экстрагирования из твердого материала с эластичной или волокнистой структурой частиц, склонного к. набуханию, сохраняющего своюструктуру при механическом отжиме,. например, для извлечения Ферментовиз поверхностной культуры гриба, питательных веществ из растительногосырья и т.п,Известны конструкции горизонтальных секционных лопастей экстракторовс ковшевыми устройствами для перегрузки материала из одной секции вдругую, содержащие горизонтальный илинаклонный цилиндрический корпус с установленным по его оси транспортирующим шйеком. Корпус разделен горизонтальными перегородками ча ряд последовательно расположенных секций,Перегрузка твердой Фазы из одной секции в другую производится с помощьюсистемы лопастей различной конфигурации, которые установлены на валу и вращаются вместе с ним1 1 .Вращающиеся перфорированные лопас ти подхватывают материал и поднимают его выше уровня жидкости, При этом избыточное количество раствдрителя сливается путем свободного дренажа обратно в зону контакта фаз. В верхнем положении масса материала пересыпается по скошенной поверхности лопасти через окно или верхнюю кромку перегородки в следующую секцию экстрактора.Преимуществом этих вппаратов является четкое секционирование контактной зоны, что обеспечивает незначительное продольное перемешивание. Однако отсутствие промежуточного отжима твердой фазы от растворителя снижает их эффективность при работе на продуктах с эластичной или волокнистой структурой, склонных к набуканию. В этом случае затруднительно избавитьбя от избыточного количества3 100195жидкой фазы только за счет ее свободного дренажа из твердого материалаи требуется механическое воздействиес целью отнима массы от растворителя,Наиболее близким кизобретению поконструкции и достигаемому эффектутехническим решением является экстрактор для систем "твердое тело - жидкость", содержащий горизонтальныйцилиндрический корпус, в котором пе- Орегрузочно-отжимной ковш, тормозящаяперегородка и направляющий цигиндррасположены по вссй ширине секции спримыканием Соковых кромок к обеимвертикальным перегородкам. Направляющий цилиндр выполнен с кольцевойщелью для прохода рычагов, а наклонна: стенка установлена на шарнире с возмонностью поворота еевокруг горизонтальной оси, что дает 2 Овозможность менять производительностьперегрузочного устройства путемизменения наклона боковой стенки припомощи рукоятки во время работы экстрактора .2 .25Недостатком данной кострукции является возмонность однократного силового воздействия на твердый материалпри отжиме выше уровня жидкости и перегрузке в каждой секции, что может ЗОоказаться недостаточным при работе сэластичными материалами, имеющими всвоей структуре тупиковые или заполненные воздухом поры,55Целью изобретения является интенсификация процесса за счет многократнго сжатия материала ниже уровня жидкости в каждой секции.Для этого экстрактор для системы40 "твердое тело - жидкость , содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, вертикальные перегородки, установленные в корпусе и делящие его на секции, направляющий цилиндр с вы 45 полненными в нем кольцевыми прорезями коаксиально установленный в корпусе, перегрузочные бункеры с наклонными шарнирно закрепленными на вертикальных перегородках между секциями стенками, горизонтальный вал с рычагами,5 О размещенный по оси корпуса внутри направляющего цилиндра, отделяющего от внутренней поверхности корпуса дренажно-отнимной канал, герегрузочные55 ковши с тормОзящИчи повОООтными плас тинами, расположенные в дренажноотжимном канале, и устройства загрузки и выгрузки материалов, снабнен дополнительными тормозящ ми поворотными пластинами, а в нижней части направляющего цилиндра выполнены окна, в которых радиально установлены дополнительныс тормозящие поворотные пластины.Кроме того, дополнительные тормозящие поворотные пластины выполнены Г-образными с цилиндрическими и радиальными участками.На фиг.1 изображен продольный разрез экстрактора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Экстрактор состоит из корпуса 1, резделенного на последовательно расположенные секции 2 с помощью вертикальных перегородок 3. По оси корпуса установлен горизонтальный вал,4. К секционирующим перегородкам 3 соосно с корпусом 1 крепится направляющий цилиндр 5, который вместе с корпусом и перегородками 3 образует кольцевой дренажно-отжимной канал 6, Верхняя часть направляющего цилиндра состыкована с боковой стенкой бункера 7, который служит для перегрузки твердой фазы из одной секции в другую, Наклонная стенка 8 бункера установлена на шарнире с возможностью ее поворота вокруг горизонтальной оси с помощью рукоятки 9, что позволяет изменить производительность перегрузочного устройства во время работы устройства аппарата.На горизонтальном валу с помощьюрычагов 10 укреплены перегрузочноотжимные ковши 11, расположенные внутри рабочего пространства дренажноотжимных каналов, Стенка ковша и направляющий цилиндр перфорированы иливыполнены в виде сит, обеспечивающихслив нидкой фазы из дренажно-отжимного канала обратной в контактную зону секции. В месте крепления рычага к валу предусмотрен тангенциальный зазор 12, который допускает смешение рычагов с ковшами по окружности относительно вала , На задней стенке ковшей установлены направляющие 13, которые состоят из тангенциального участка выдержки, наклонного участка снижения и радиального участка резкого подъема.В верхней части аппарата перед бункером на оси 1 шарнирно укреплена тормозящая перегородка 15, которая удерживается в исходном радиальном5 1001957 6 положении с помощью пружины кручения 1 б, Тормозящая перегородка, направляющий цилиндр и перегрузочныйковш расположены по всей ширине секции с. примыканием боковых кромок к 5обеим вертикальным секционирующимпеРегородкам 3. Для прохода рычагов" ковшей в направляющих цилиндрах 5предусмотрены кольцевые щели 17.В контактной зоне ниже уровня16жидкости в направляющем цилиндре 5предусмотрены окна 18, в которых радиально установлены тормозящие поворотные пластины 1,перегородки ) различной модификации 19 и 20, благодарячему возможно механическое воздействие на материал в слое жидкости,Тормозящие перегородки, установленные в слое жидкости, удерживаютсяв исходном положении с помощью пружины кручения 21.Зкстрактор работает следующимобразом.Твердое сырье загружается в первуюсекцию по ходу твердой. фазы, погружается в растворитель и вступает сним в интенсивный контакт под действием ковшей 11, которые приводятсяво врашение с помощью вала 4. Придвижении ковша материал оказывает- ЗОся в камере отжима ниже уровняжидкости, в контактной камере экстрактора, образованной стенками перегрузочно-отжимного ковша, дренажно отжимного канала и последовательно 55тормозящими перегородками 20 и 19.Происходит многократное интенсивноесиловое воздействие на внутреннююструктуру твердой фазы в контактнойзоне аппарата, в результате которого 46поры материала, освобождаясь от жидкости, вновь наполняются жидкостью.В результате получается циркуляциярастворителя в освобожденных от защемленного воздуха порах твердого 45материала, что резко повышает скоростьвнутреннего массопереноса. Затем после неоднократного отжима материала ниже уровня жидкости твердый материал подхватывается ковшом и поднимается выше уровня жидкости в дренажно-.отжимной канал 6. В нижней части дренажно-отжимного канала осуществляется свободный сток жидкости из массы через перфорацию ковша и цилиндра 5 обратно в секцию экстрактора. При дальнейшем движении ковша материал оказывается в камере отжима между стенками перегрузочно-отжимного ковша, дренажно-отжимного канала и тормозящей перегородкой 15. Здесь также происходит интенсивное силовое воздействие на внутреннюю структуру частиц, одновременно материал под действием освобождается от избытка жидкой фазы перед перегрузкой во вторую секцию.Величина давления отжимана всех отжимных устройствах может регулироваться во время работы с помощью пружины 16.Преодолевая сопротивление перегородки 15, ковш вместе с материалом перемещается в позицию выгрузки. Так как направляющий цилиндр здесь отсутствует, материал под действием силы тяжести падает вниз. При этом часть твердой массы попадает обратно в контактную секцию, а часть отсекается поворотной наклонной стенкой 8 бункера 7 и перегружается в следующую секцию. Производительность перегрузочного устройства-целиком определяется наклоном стенки 8, который может изменяться с помощью рукоятки 9 во время работы экстрактора, Таким образом, во время пребывания в каждой секции твердый материал многократно отжимается в режиме погружения в растворитель, что приводит к существенному возрастанию скорости внутреннего массопереноса за счет удаления защемленного воз; духа внутри пор и повышению зйфективности экстрактора. При перегрузке материала из одной секции в другую твердая фаза проходит стадию отжима под уровнем жидкости, причем часть материала может возвращаться назад в предыдущую секцию для дальнейшего извлечения целевых компонентов благодаря возможности регулирования производительности ковша. Беспрепятственной нагрузке материала из ковша способствует его встряхивание, возникающее привзаимодействии тормозящей перегородки 15 инаправляющей 13. При перемещении ковша с материалом в позицию выгрузкинижняя кромка перегородки 15 скользитпо. верхнему горизонтальному участкунаправляющей, Длина этого участка выдержки выбирается так, чтобы встряхивание ковша происходило в положении,где направляющий цилиндр 5 отсутствует.7 10019 перегородки давит на ковш, в резуль- тате чего он за счет тангенциального зазора в месте крепления к валу перемещается вперед. Затем перегородка 13 соскальзывает с наклонного участка и 5 ударяет по направляющей на участке ее резкого подьема. Происходит резкое перемещение ковша назад.В следующей секции происходит повторная операция контактирования твер- о дой и жидкой фаз, многократное сжатие твердой массы в контактной зоне, а также в дренажно-отжимном канале и перегрузки в соседнюю секцию. Пройдя переработку в последней секции, проэкстрагированный и отжатый твердый материал выводится из аппарата, Растворитель подается в последнюю секцию, перетекает противотоком к твердому сырью из одной секции в другую через перфорацию в секционирующих перегородках 3 и выводится из первой секции экстрактора.Таким образом, предлагаемый секционный лопастной экстрактор позво ляет повысить эффективность процесса экстрагирования за счет многократного сжатия материала ниже уровня жидкости.ЗОФормула изобретенияЭкстрактор для систем птвердое тело - жидкость", содержащий горизон- з 5 тальный цилиндрический корпус, вертикальные перегородки, установленные в корпусе и делящие его на секции, направляющий цилиндр с выполненными в нем кольцевыми прорезями, коаксиально установленный в корпусе, перегрузочные бункеры с наклонными шарнирно закрепленными на вертикальных перегородках между секциями стенками, горизонтальный вал с рычагами, размещенный по оси корпуса внутри направляющего цилиндра, отделяющего от внутренней поверхности корпуса дренажно-отжимной канал, перегрузочные ковши с тормозящими поворотными пластинами, расположенные в дренажно-отжимном канале, и устройства загрузки и выгрузки материалов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет многократного сжатия материала ниже уровня жидкости в каждой секции, он снабжен дополнительными тормозящими поворотными пластинами, а в нижней части у направляющего цилиндра выполнены окна, в которых радиально установлены дополнительные тормозящие поворотные пластины.2. Экстрактор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем что дополнительные тормозящие поворотные пластины выполнены Г-образными с цилиндрическими и радиальными участками.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Патент ФРГ У 1256193,кл. 12 с 1, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР Н 829127, кл. В 01 0 11/00, 1979.1001957 676/2 Тираж 686 По ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., Зака сное М 5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород,оектная, 4 Составитель А.Тарасовактор Н,Аристова Техред Л,Пекарь, Корректор Г.