Экстрактор

ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ ТОРСНОК СВИДТСТ(71) Всесоюзный наский институт биосинтезвеществ(57) Изобретение относится к аппаратам для экстракционной очистки биомассы дрожжей и других микроорганизмов от углеводородов и липидов и позволяет интенсифицировать процесс экс"тракции. Экстрактор содержит верти"кальный цилиндрический корпус 1, нижняя часть которого выполнена в видеконфуэора 2, установленного внутриотстойной камеры 4, оборудованной1397 штуцерами 5 и б для выводов мисцел-, лы и проэкстрагированной биомассы. На наружной стенке конфузора укреплены вертикальные ребра 3. Экстрактор снабжен крышкой 7 со штуцерами 8 и 9 для вводов биомассы и экстрагента. На внутренней стенке корпуса экстрактора по его высоте укреплены секционирующие устройства 10, выполненные в виде отдельных секторных пластин. установленных под углом к поперечно" му сечению экстрактора и с перекрытием одна относительно другой. По оси корпуса расположен вал с ярусно закрепленными на нем мешалками 13, которые размещены между секционирующими устройствами. Биомассу и экстра- гент подают в верхнюю, часть экстрактора, где они перемешиваются мешалками. Последовательно пройдя все зоны перемешивания и секционирующик устройств, биомасса и экстрагент попадают в конфузор, где происходит затормаживание их вихревого движения. Опускаясь в отстойную камеру, частицы биомассы ударяясь о ребра, укрепленные на наружной стенкеконфузора, отделяются от экстрагента, собираются в коническом днище и черезштуцер б удаляются из экстрактора,Экстрагент, насыщенный экстрактивнымивеществами и освобожденный от частицбиомассы, собирается в верхней частиотстойной камеры и выводится из экстрактора через штуцер 5. 4 ил.,1 табл, Изобретение относится к микробиологической промышленности, а болееконкретно к аппаратам для зкстракционной очистки биомассы дрожжей и других микроорганизмов от углеводородов 5и липидов,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса экстракции за счет увеличения удельных нагрузок фаз и сниженияуноса частиц твердой Фазы. 10На Фиг. 1 представлен экстрактор,общий вид, в разрезе; на фиг. 2разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. 3разрез Б-Б на Фиг. 1; на Фиг.4 - размещение секционирующих устройств имешалок.Экстрактор представляет собой вертикальный цилиндрический корпус 1,нижняя часть которого выполнена ввиде конфузора 2. На наружной стенкеконфузора укреплены вертикальные ребра 3, причем конфузор установленвнутри отстойной камеры 4, имеющейконическое днище и снабженной штуцерами 5 и б соответственно для выводов мисцеллы и проэкстрагированнойбиомассы. Экстрактор имеет крышку 7со штуцерами 8 и 9 для ввода сухойбиомассы (или ее суспензии в растворителе) и экстрагента. 30На внутренней стенке корпуса экстрактора по его высоте укреплены секционирующие устройства 10, выполненные в виде отдельных секторных пластин 11, установленных под углом 12 о20 к поперечному сечению экстрактора и с перекрытием одна относительно другой в горизонтальной плоскости, 1(репление секторных пластин секционирующего устройства может быть вы. - . полнено, например, путем приварки их к двум концентричным кольцам 12 (Фиг. 4). По оси корпуса размещен вал 13 с ярусно закрепленными на нем мешалками 14, причем последние установлены между секционирующими устройствами.Экстрактор работает следующим образом.В верхнюю часть корпуса 1 через штуцер 8 подают экстрагируемый материал, например сухую биомассу, а через штуцер 9 - экстрагент, например смесь растворителей типа гексан - спирт - вода, или неполярный растворитель типа гексан, Экстрагируемый материал можно такие подавать в виде заранее приготовленной суспензии,состоящей из биомассы и экстрагента.Поступившая в зкстрактор биомасса в зоне, ометаемой мешалкой, смешивается с экстрагентом, образуя суспензию. При этом частицы биомассы и экстрагент приобретают вихревое движение, в результате чего происходит разрушение локальных каналов и застойных13970зон, а также образование развитойповерхности контакта фаз.При движении вниз под действиемсилы тяжести частицы биомассы и экстрагент, попадая в зону секционирующих устройств 10, затормаживаются ине совершают вихревого движения,а в виде расслаивающихся фаз движутсяв поперечном направлении в пространство между секторными пластинами 11в следующую зону перемешивания.Поскольку секторные пластины 11установлены с перекрытием одна относительно другой, то уноса (проскока) 15частиц твердой фазы по длине экстрактора не происходит, режим ее движенияприближается к режиму идеального вытеснения, что повышает эффективностьпроцесса экстрагирования. 20Пройдя последовательно все зоныперемешивания и секционирующих устройств, суспензия частиц биомассыв экстрагенте поступает в конфузор,в котором происходит ее расслоение, 25При этом более крупные частицы собираются на периферии конфузора, а бо-,лее мелкие - в ее центре. Выходя изконфузора, крупные частицы быстроосаждаются в коническое днище отстойной камеры 4. Более мелкие частицы,уносимые с потоком экстрагента, ударяются о ребра 3, теряют свою кинетическую энергию и также осаждаются вконическое днище. Зкстрагент, освобожденный от частиц биомассы, поднимается в верхнюю часть отстойной камеры и через штуцер 5 удаляется надальнейшую переработку (дистилляцию).Проэкстрагированная биомасса из конического днища через штуцер 6 удаляется на дальнейшую обработку для отгонки экстрагента.Выполнение секционирующих устройств в виде отдельных секторных 45пластин, установленных под углом 1220 к.поперечному сечению экстрактоора, позволяет существенно по Сравнению с известными увеличить свободноесечение для прохода фаз, исключитьотложения биомассы на пластинах, т.е,увеличить суммарные удельные нагрузки до 4,9-5,35 м /м. ч, и тем самыминтенсифицировать процесс экстракции.Установка секторных пластин с перекрытием одна относительно другойпозволяет в значительной степени исключить проскок частиц биомассы подлине экстрактора, приблизить режим 54адвижения фаз к режиму идеального вытеснения и при высоких суммарных нагрузках фаз добиться высокой степениизвлечения липидов (до 80-87%), т,еинтенсифицировать процесс экстракции.В таблице приведены данные, подтверждающие необходимость укаэанныхпределов угла наклона секторных пластин к поперечному сечению экстрактора.Как видно из представленных втаблице данных, для обоих видов биомассы при угле наклона секторныхопластин менее 12 удельные нагрузкифаз резко снижаются. С увеличениемугла наклона секторных пластин свыше20 существенно возрастает проскокчастиц биомассы по длине экстрактора,что приводит к значительному снижениюстепени извлечения липидов.Таким образом, пределы угла наоклона секторных пластин 12-20 являются оптимальными.Выполнение нижней части корпусаэкстрактора в виде конфузора, на наружной стенке которого укреплены вертикальные ребра, позволяет затормозить вихревое движение частиц биомассы и экстрагента, перейти в режимсвободного осаждения частиц биомассыи снизить унос твердых частиц из отстойной камеры до величин 0,5-3 Х, аследовательно, интенсифицировать процесс экстракции,Например, при экстрагировании липидов из сухой биомассы с размерамичастиц 70-250 кмк экстрагентом гек-сан - этанол - вода 80: 19: 1 в режимес удельной суммарной нагрузкой фаз5,85 мз /м.,ч унос составил ЗХ, т.е,в 5 раз меньше по сравнению с известнойПри экстрагировании липидов из такназываемого лепестка (специально подготовленные частицы биомассы размером15-20 мм и толщиной 0,3-0, 5 мм) тем жеэкстрагентом в режиме с удельнойсуммарной нагрузкой фаз 4,9 м /м, чунос составил 17, что в 10 раз меньше в сравнении с известной.Таким образом, экстрактор позволяет интенсифицировать процесс экстракции за счет увеличения удельных нагрузок фаз и снижения уноса частицтвердой фазы в 1,5-1,7 раза.Формула изобретенияЭкстрактор, включающий вертикальный цилиндрический корпус с укреплен/м ч Вид биомассы Тип растворителя клона,град Гексан - 4,25этанол -вода80:19:1 81 Порошокс размеромчастиц 70250 мкм 12 81 5,60 То же То же 5,85 81 15 6,00 80 20 6,50 72 3,2 10 Лепесток размером 15- 20 мм и толщиной 0,30,5 мм То же То же25 ными по высоте на его внутренней, стен.ке секционирующими устройствами, нижняя часть которого установлена внутри отстойной камеры с коническим дни 5 щем, центрально размещенный вал с ярусно закрепленными на нем мешалками и штуцера для ввода и вывода контактирующих фаз, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации 10 йроцесса экстракции за счет увеличения удельных нагрузок фаз и снижения уноса частиц твердой фазы, секционирующие устройства выполнены в виде отдельных секторных пластин, установленных под углом 12-20 к поперечномусечению экстрактора и с перекрытиемодна относительно другой в горизонтальной плоскости, при этом нижняячасть корпуса выполнена.в виде конфузора, на наружной стенке которогоукреплены вертикальные ребра.1397054 Составитель А.СондорТехред М.Дидык КорректорН.Коро актор А.Мотыль Заказ 2545 4/5 олиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,оизводстве 5 Тираж 642 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 1 13035, Москва, Ж, Раушс