Устройство для контроля температуры экстрагирования в горизонтальном противоточном шнековом экстракторе

) (1 ) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 В ТЕН ОБ ТЕЛЬСТВ леГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Конструкторское бюро транспортного машиностроения(56) Техническое описание устройства контроля температуры экстрагирования горизонтального противоточного шнекового экстрактора Ш 4-ВЭШ.00.00,000,ВО, разработанных КБ НПО НМВ, г, Харьков, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ПРОТИВОТОЧНОМ ШНЕКОВОМ ЭКСТРАКТОРЕ(57) Использование: в области технологического оборудования пищевой промышленности, а конкретно в устройствах для определения и поддержания температуры экстрагирования в горизонтальных противоточных шнековых зкстракторах для получения экстрактов из растительного сырья. , Сырье предварительно сушат, измельчают и смешивают в необходимых по рецепту проИзобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности, а конкретно к устройствам для контроля температуры экстрагирования в горизонтальных противоточных шнековых экстракторах для получения экстракторов из растительного сырья. Сырье предварительно сушат, измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, а полученные экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков,порциях, а полученные экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков, Сущность изобретения: устройство снабжено датчиками определения и датчиками поддержания температуры в заданном интервале, которые установлены попарно в камере отбора готового экстракта, в полых стойках опоры шнека каждой горизонтальной секции, на входе в экстрактор магистрали подачи экстрагента через дополнительный бачок, Датчик поддержания температуры каждой пэры датчиков связан своей автономной гидро- магистралью с соответствующей магист-. ралью подвода теплоносителя через гидроуправляемый запорный орган, В полой стойке опоры каждого шнека со стороны входа экстрагента в секцию выполнен проходной продольный паз. Кроме того, обеспечена ремонтопригодность установки без остановки процесса экстрагирования, так как гидроуправляемый запорный орган связан с ручным запорным органом магистрали подвода теплоносителя через байпасную магистраль с отсечным клапаном на входе.6 ил. Известно, что скорость процесса экстрагирования, как и любого массообменного процесса в системе твердое тело-жидкость наряду с рядом других фактов (размера частиц, подвижности слоя, характера относительного движения твердых частиц и экстрагента, соотношения расхода масс экстрагента и твердых частиц) в большей степени зависит от температуры экстрагировэния.Повышение температуры экстрагирования ускоряетмногие стадии процесса(мокулярную и конвективную диффузию, растворение, набухание), однако при превышении определенных пределов, конкретных для каждого типа сырья, существенно ухудшается качество целевого продукта или появляются его потери,Поддержание температуры экстрагирования в определенных пределах является одной из важнейших задач при получении экстрактов из растительного сырья.В известном устройстве контроля температуры экстрагирования горизонтального противоточного шнекового экстрактора Ш 4-ВЭШ,00,00.00080 имеются трех- секционный горизонтальный корпус, снабженный тепловыми рубашками, вал со шнеком, загрузочный бункер и наклонную выгрузную секцию.На корпусе каждой из трех секций в районе опор и в полости сбора экстракта, отделенной сеткой, установлены датчики термопреобразователя сопротивления и стрелочные указатели температуры, Экстрагент насосом подается через теплообменный аппарат по магистрали в верхнюю часть выгрузной секции, Теплоноситель по магистралям подается в теплообменный аппарат и тепловые рубашки экстрактора, имеющим на выходе запорные устройства- вентили:Недостатками известного устройства являются: поддержание температуры экстрагента в экстракторе с помощью венгилей, управляемых вручную и неизбежные при этом отклонения тепловых режимов экстрэгирования от оптимальныхдля различных видов растительного сырья;наличие внутри экстрактора зон, образованных корпусами датчиков температуры, которые совместно со стержнями опор вала создают преграду для нормального перемещения сырья по экстрэктору;при образовании "пробок" возможна повреждение датчиков и остановка экстрактора,Целью изобретения является повышение степени извлечения полезных веществ из растительного сцрья путем контроля температуры экстрагирования в течение всего процесса.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками температуры, установленными попарно в камере отбора готового экстракта, в полых стойках опоры шнека каждой горизонтальной секции и на входе в экстрактор магистрали подачи экстрагентэ и регулятором температуры, соединенным с гидроуправляемым запорным органом, установленным на магистрали повода теплоносителя, причемв полой стойке опоры каждого шнека со стороны входа секции выполнен продольный паз. С целью повышения надежности в работе устройства снабжено 5 также байпасной магистралью с отсечнымклапаном на входе.На фиг,1 изображен общий вид экстракционной установки с разрезом по головной секции; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1, по 10 датчикам температуры, установленным в камере отбора экстракта; на фиг.3 - разрез Б - Б на см.фиг,1, по датчикам температуры, установленным в опорах, и сечение по трубе. опоры; на фиг.4 - узел 1 на фиг.1, по установке датчиков температуры на бачке экстрагента; на фиг.5 - прототип, общий вид экстра кцион ной установки; на фиг. б - и рототип, разрез В - В. на фиг.5, по датчику температуры и опоре. Предлагаемое устройство содержит го 20 ризонтальный противоточный шнековый зкстрактор 1, имеющий на трех горизонтальных секциях тепловые рубашки 2; насос 3 для подачи экстрагента в верхнюю часть 25 секции выгрузки через теплообменный аппарат 4 и бачок 5; датчики температуры 9, термобаллоны термометра 8 и регулятора 11 (именуемые в дальнейшем датчиками.температуры) установленные в следующих 30 местах: три датчика в бачке 5 для контролятемпературы экстрагента нэ входе в экстрактор; три датчика в камере 10 отбора экстракта для контроля его температуры; по два датчика в полых стойках опор для конт роля и поддержания температуры смеси.растительного сырья с экстрэгентом, обеспечивающих автоматическое поддержание градиента температур экстрагирования, причем в полых стойках опор со стороны 40 входа экстрагента выполнен проходнойпродольный паз, обеспечивающий контакт датчика с рабочей средой, регуляторы температур 11, установленные в трассах подвода теплоносителя: один - к теплообменному 45 аппарату 4 и три - к тепловым рубашкамсекций; краны 12, обьединены в байпэсные узлы совместно с регуляторами температуры 11; отсечные клапаны 13, установленные на входе магистралей теплоносителя; трубопроводц для экстрагента 14 и теплоносителя 15.В устройстве применены регуляторытемпературы прямого действия РТ-ДО. Регулятор 11 состоит из двухконструктивных 55 узлов: термосистемы и регулирующего органа. Термосистема состоит из термобаллона, дистанционной капиллярной трубки, исполнительного органа и шкалы настройки, Термосистема герметична и полностью заполнена рабочей жидкостью. Регулирую 17962395 10 15 20 25 30 35 40 45 50 щий орган представляет собой кран, управляемый исполнительным органом термосистемы, Принцип действия регулятораоснован на изменении обьема жидкости втермобаллоне при изменении регулируемой температуры. Изменение объема жидкости вызывает перемещение штокаисполнительного органа - открытие или закрытие (дросселирование) магистрали теплоносителя,Вторым прибором контроля температуры, примененным в устройстве являетсятермометр типа ТГПэк, основанныйтакже на свойстве расширения жидкости.Он состоит из термосистемы, состоящей изтермобаллона-датчика 8, соединительнойкапиллярной трубки и указателя работающего по манометрическому принципу изгиба пружинного секторного баллона приизменении давления в термосистеме. Науказателе прибора имеется контактнаясистема с ламелями, соединенными проводами с сигнальными лампами "Ниже", "Выше" на пульте управления 17,Указатели установлены непосредственно на экстракторе (на фиг. не показаны). Суказателя выдаются сигналы по предельнодопустимым верхним и нижним температурам контролируемой среды. Кроме того, навходе экстрагента и выходе экстракта установлены, датчики термометров сопротивления 9, электрический сигнал от датчиковпередается на прибор КСМ-029, установленный на пульте управления экстрактора17, где отображается на показывающемприборе и может регистрироваться на перфоленте.При работе экстрактора для контроляуровня экстрагента используются датчикиуровня 18 и 19, установленные на переднейкрышке головной секции (см.фиг,2), По сигналу с датчика 18 верхнего уровня блок автоматики, размещенный в пультеуправления (на фиг. не показан), выдает сигнал на прекращение работы насоса 3, а припоступлении сигнала с датчика 19 нижнегоуровня в блоке автоматики вырабатываетсясигнал на включение насоса 3 для подачиэкстрагента в зкстрактор.Процесс получения экстракта непрерывный, Запуск оборудования выполняетсяв следующей последовательности;включают на пульте 17 электропитаниеустановки;подают воздух в систему пневмоуправления;устанавливают на шкале регуляторатемпературы 11 теплообменного аппарата4, установленного на бачке 5 (фиг.4), температуру экстрагента. например, 4045 С; включают подачу теплоносителя теплообменного аппарата 4. открывая отсечной клапан 13 (фиг.1), при постоянно открытых вентилях 12, расположенных по обе стороны от регулятора 11 РТ-ДО и перекрытой вентилем 12 обводной трассе байпасного узла подачи теплоносителя;включают насос 3 и начинают закачивать в экстрактор 1 экстрагент - водно-ферментный или водно-спиртовой раствор, приготовленный заранее и хранящийся в специальных емкостях (на фиг. не показаны); экстрагент, проходя через теплообменный аппарат 4, нагревается, по магистрали 14 через бачок 5 сливается в экстрактор 1, постепенно выходит на установленный РТДО температурный режим,Контроль температуры осуществляется оператором с пульта управления 17 или записывается непрерывно на перфоленту по дистанционному термометру, датчик 9 которого установлен в бачке 5 (фиг,4);устанавливают на шкалах регуляторов температуры экстрактора 1 (фиг,2, 3), необходимый для данного сырья по регламенту градиент температур, например, в головной секции 50,55 С, в первой промежуточной секции 45.50 С, и во второй промежуточной секции 4045 С;после заполнения экстра ктора 1 экстрагентом до уровня оси шнека включают отсечной клапан 13, фиг.1, подачи теплоносителя по магистрали 15 в тепловые рубашки 2 секций экстрактора 1;включают привод экстрактора и подачу сырья, начинается его перемещение вдоль экстрактора 1, набухание и процесс экстрагирования полезных веществ. В связи с размещением термобаллонов регулятора 11 и термометра 8 (фиг,3) в полых стойках опор не возникает препятствий перемещению сырья вдоль экстрактора 1;при заполнении экстрактора 1 до верхнего уровня (0,8 объема) по сигналу с датчика 18 (фиг.2) прекращается подача зкстрагента насосом 3;в процессе выхода на режим температура экстрагента и экстракта контролируется по дистанционному термометру на пульте управления 17, а температура смеси экстрагента и сырья по термометрам 8 ТГАэк, установленным на каждой секции экстрактора 1.Процесс выхода на тепловой режим экстрагирования сигнализируется на пульте уп равления 17 загоранием сигнал ьных ламп"Норма" для всех регуляторов РТ-ДО, участвующих в работе устройства;после достижения. необходимой концентрации экстракта его направляют в спе1796239 циальную емкость для охлаждения. консервации и дальнейшей переработки;при понижении уровня экстракта в камере 10 по сигналу с датчика 19 (фиг,2) минимального уровня вновь включается насос Э для дозированной подачи свежего экстрагента,В дальнейшем устройстве работает автоматически, поддерживая необходимый по регламенту тепловой режим экстрагирования,Ф о р мул а и зоб ре те н и я 1. Устройство для контроля температуры экстрагирования в горизонтальном противоточном шнековом экстракторе, включающее трехсекционный горизонтальный корпус, снабженный тепловыми рубашками, вал со шнеком, загрузочный бункер и камеру отбора готового экстракта, термометры сопротивления, установленные в экстракторе и электрически связанные с регистрирующим прибором на пульте управления, магистрали подвода теплоносителя, подключенные через запорные органы соответственно одна - к тепловой рубашке каждой горизонтальной секции, а другая - к теплообменнику магистрали подачи экстрагента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Таким образом, устройство обеспечивает контроль и автоматическое поддержание. температуры экстрагирования в заданныхпределах в течение всего процесса в каждой 5 секции экстрактора. Установка датчиков температуры вполых стойках опор обеспечивает их надежную работу, при этом датчики не препят ствуют прохождению сырья вдольэкстрактора. 15 повышения степени извлечения полезныхвеществ из растительного сырья, оно снабжено датчиками температур, установленными попарнов камере отбора готовогоэкстракта, в полых стойках опоры шнека20 каждой горизонтальной секции и на входе вэкстрактор магистрали подачи экстрагента,и регулятором температуры, соединенным сгидроуправляемым запорным органом, установленным на магистрали подвода тепло 25 носителя, причем в полой стойке опорыкаждого шнека со стороны входа секции выполнен продольный паэ.2. Устройство по п.1, о т.л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежно 30 сти, оно снабжено байпасной магистралью1796239 Иванова орректар М,Т Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 РедакторЗаказ 61ВНИ оставитель М.Назарехред М,Моргентэп Тираж Подписноерстеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5