Противоточный горизонтальный шнековый экстрактор

(71) Конструкторское бюро транспортного машиностроения(72) Г.В,Мазепа, Д.С.Максимцов, М,К.Назаров, Ю.И.Огорельцев и Н.П.Писаревский (56) Авторское свидетельство СССР М 1200929, кл. В 01 О 11/02, 1984.Чертеж ШЧ-ВЭШ.00.00,000.ВО, КБ, НПО, НМВ, г.Харьков.(54) ПРОТИВОТОЧНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ ЗКСТРАКТОР(57) Изобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности, а конкретно к противоточным горизонтальным шнековым экстракторам для получения экстрактов из дикорастущего травяного сырья, которое предварительно измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, при этом сами эксПредлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию пищевой промышленности, а конкретно к противо- точным горизонтальным шнековым экстракторам для получения экстрактов из дикорастущего травяного сырья, которое предварительно измельчают и смешивают в необходимых по рецепту пропорциях, при этом сами экстракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков.Целью прся повыше едлагаемого экстрактора явние качества готового жидкотракты используют в качестве основы для получения безалкогольных напитков, Целью предлагаемого экстрактора является повышение качества готового жидкого экстракта и увеличение экстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья.Новым в экстракторе является то, что он снабжен дополнительной горизонтальной секцией ускоренной выгрузки экстрагированного сырья, узлами регулировки положения шнеков относительно друг друга, , герметичным направляющим насадком на наклонной секции, шаги шнеков дополнительной и наклонной секции увеличены, диаметр вала шнека наклонной секции в Я 1,5-2 раза больше диаметра вала горизонтальных секций, камера отбора готового жидкого экстракта снабжена крестовинами с перемешивающими штангами и дополнительным скребком вертикальной перфорированной перегородки. 2 з.п.ф-лы, 7 ил. 3 ъ го экстракта и увеличение зкстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья,На фиг, 1 изображен общий вид экстрак- ь тора с разрезом по передней секции; на фиг. 2 - увеличенное изображение узел фиг. 1 с продольным сечением по камере готового жидкого экстракта, шнеку и фланцу под бункер загрузки; на фиг. 3 - стыковочные фланцы горизонтальных секций и узел стыковки валов шнеков этих секций; на фиг. 4 - вертикальное поперечное сечение А - А фиг. 3 по стыковочному фланцу секций, опорам и тепловой рубашке; на фиг, 5 - продольное сечение по дополнительной горизонтальнойсекции ускоренной выгрузки экстрагированного сырья и наклонной секции; на фиг,6 - вид с продольным сечением на направляющий насадок, съемно закрепленный наразгрузочном фланце наклонной секции; нафиг. 7 - продольное сечение по оси разгрузочного фланца с регулировочной гайкой ишариковым упорно-регулировочным узлом, 10Предложенный экстрактор содержитснабженные тепловой рубашкой 1 горизонтальные секции, выполненные в виде цилиндрических корпусов, передняя секция 2,средняя секция 3, крайняя секция 4 и дополнительная.горизонтальная секция 5 ускоренной выгрузки экстрагированного сырья.Секция 4 имеет патрубок 6 подвода экстрагента.Секции 2, 3, 4, 5 установлены на опорных рамах 7 через опоры 8 регулируемые повысоте (условно не показано).Внутри каждой секции 2, 3, 4, 5 проходит свой вал 9 шнека,. Передняя горизонтальная секция 2 25(см.фиг. 2) имеет подсоединительный фланец 10, выполненный в верхней частисекции 2 и предназначенный для подсоединения загрузочного бункера (условно непоказанного) измельченного растительного 30сырья,На торце секций 2 закреплена передняястенка 11, на которой закреплены редуктори многоскоростной реверсный электродвигатель (условно не показано), .35Между стенкой 11 и фланцем 10 внутрисекции 2 установлена вертикальная перегородка 12, которая выполнена перфорированной с перетечными отверстиями 13 и.совместно с секцией 2 и стенкой 11 образует 40камеру 14 отбора готового жидкого экстрак-,.та. В стенке 11 в районе днища вваренпатрубок 15 для подключения насоса перекачки экстракта в сборные емкости.Внутри камеры 14 на валу 9 установлены две крестовины 16, в свободных концахкоторых закреплены перемешивающиештанги 17 для предотвращения выпаданияв осадок экстрактивных веществ,С другой стороны перегородки 12 на 50валу 9 установлена крестовина 18, аналогичная крестовинам 16., Крестовина 18 и ближняя к перегородке крестовина 16 снабженыэластичным материалом 19 для обеспечения двусторонней очистки перетечных отверстий 13 перегородки 12,.На валу 9 шнека закреплена перфорированная винтовая лопасть 20, которая выполнена,группами, разнесенными по валу 9.Шаг "а" винтовой лопасти 19 выбран по соображениям технологии процесса экстра-кции и продвижения измельченных частицрастительного сырья навстречу потоку жидкого экстрагентаГруппы винтовой лопасти 9 связанымежду собой перемешивающими штангами21, В обращенных торцах секций 2, 3, 4, 5(фиг. 3) закреплены стыковочные фланцы 22и 23. Во фланце 23 по периферии выполненпоясок 24, охватывающий фланец 22, а вофланце 22 закреплены две опорные планки25, которые направлены к оси секций 2, 3, 4,5. В свободных концах планок 25 закреплена обойма 26 с подшипниками скольжения27, в которых установлены оси 28.Конец оси 28, размещенный (например) .в секции 2, приварен к валу 9 секции 2, аконец оси 28, размещенный снаружи секции2 (внутри секции 3) снабжен диском 29, нарадиальной поверхности которого выполнены эвольвентные шлицы (см,фиг, 3),На эвольвентных шлицах диска 29 установлена внутренними продольными шлицами "б" монтажная втулка 30, котораяприварена к валу 9 секции 3 и имеет радиальные отверстия 31 для регулировки валов9 относительно друг друга через люк в стенке секций (условно не показанный).Вал 9 шнека крайней секции 4 (см,фиг;5) через диск 29 и втулку 30 связан с валом32 секции 5 ускоренной выгрузки. Вал 32имеет тот же диаметр, что и вал 9, Вал 32имеет винтовую перфорированную лопасть33, образующую шнек секции 5. Лопасть 33имеет шаг "в", который равен 1,5 - 2 шага"а" лопасти 20 для ускорениявывода экстрагированного сырья из зоны экстракции,Пределы шага "в" = 1,5- 2 "а" выбраныв результате экспериментов, которые показали, что при увеличении шага "в" более чем2, ведет к снижению величины захватываемой лопастью 33 порции сырья, а при шаге"в" менее 1 5 "а" скорость удаления сырья;из зоны экстракции падает.На противоположном от втулки 30 конце вала 32 выполнено карданное сочленение 34, которое связано с валом 35 шнеканаклонной секции 36. на валу 35 установлена сплошная винтовая перфорированнаялопасть 37, которая имеет шаг "г" = 1,5 - 2шага "в", т,к, увеличенный шаг "в" создаетувеличенное скопление экстрагированногосырья в месте стыка секции 5 и секции 36.Вал .35 имеет диаметр, равный 1,5 - 2диаметра вала 9 или вала 32 для обеспечения сжатия (отжимки экстрактивных веществ) экстрагированного сырья привнутреннем диаметре наклонной секции 36равным внутреннему диаметру горизойтальных секций 2, 3, 4, 5,Сочлененный с валом 32 конец вала 35 фланец другой секции. По окончании состывыполненсдиаметром равнымдиаметрува- ковки фланцы 22 и 23 всех секций сбалчивалов (9) (32) и установлен в подшипнике ют между собой.скольжения (условно не показан) и через После монтажа регулируют осевое пообойму 26 и планки 25 закреплен в секции 5 ложение вала 35 шнека наклонной секции36 (фиг. 5), 36.На внешнем конце наклонной секции 36 Для этого предварительно открываютзакреплен разгрузочный фланец 38 (фиг, 5, замки 58 и открывают шарнирную крышку6). 57, и через проем "е" в отбойной стенке 56Внутри фланца 38 установлены опор вращают регулировочную.гайку. 46 на хвоные планки 39(фиг. 6, 7) с осевой втулкой 40, стовике 45.в которой со шпонкой 41 (фиг, 7) установле- При этом ось 42 совершает осевое перена ось 42 (фиг. 6. 7). мещение и вал 35 через обойму 47 шарикоНа внешнем конце втулки 40 закрепле- вого узла перемещается вслед за осью 42 ина крышка 43 с уплотнениями 44, через ко за карданное сочленение 34 перемещаетторую выведен хвостовик 45 оси 42 с вал 32 с его винтовой лопастью 33.регулировочной гайкой 46. После окончания регулировки крышкуНа другом конце оси 42 установлен ша опускают на проем "е" и закрывают замриковый упорно-радиальный узел (см.фиг, ки 58.7), который состоит из обоймы 47 в виде 20 В тепловую рубашку 1 подают под давстакана, приваренной к валу 35, радиально- лением пар и прогревают внутреннюю пого шарикопадшипника 48 и двух упорных лость секций 2, 3, 4 до температурышарикоподшипнйков 49, закрепленных ко- необходимой для экстракции.рончатой гайкой 50. На обойме 47 винтами При достижении заданной температуры51 закреплена герметизирующая крышка 25 из бункера через подсоединительный фла 52. нец 10 в полость секции 2 загружают предНаклонная секция 36 (фиг. 6) снабжена варительно измельченные частицывнутренним клинообразным уступом 53, вы- растительного сырья, а из патрубка 6 в секполненным в районе разгрузочного фланца цию 4 подают экстрагент- водный раствор,38 в нижней части секции 36, 30 состав которого зависит от вида экстрагируНа разгрузочном фланце 38 привинчен емого сырья.герметичный направляющий насадок 54 Включением электродвигателя (условно(см.фиг. 6). Насадок 54 выполнен треуголь- не показанного) вращают валы 9 с их винтоной в поперечном сечении формы с горизон- выми лопастями 20, которые передвигаюттальным днищем 55 и наклонной отбойной 35 частицы измельченного сырья навстречу постенкой 56, току экстрагента, который,просачиваясь чеВ днище 55 выполнено направляющее рез перфорацию в лопастях 20, омываетразгрузочное отверстие "д", а в стенке 56 сырье, а штанги 21 переворачивают сырьевыполнен проем,"е" для доступа к оси 42 с обеспечивая наиболее полный контакт его срегулировочной гайкой 46 и шариковому 40 экстрагентом, т.е. наиболее полную экстра- .упорно-радиальному узлу. кцию.Проем "е" перекрыт шарнирной крыш-Далее экстрагент с экстрактивнымикой 57 с замками 58, веществами через отверстия 13 в вертикаль-.Работает экстрактор следующим обра- ной перегородке 12 поступает в камеру 14зом, 45 отбора готового жидкого экстракта.При монтаже экстрактора производят Эластичный материал 19 крестовин 18 истыковку секций 2 с 3, 3 с 4, 4 с 5, при этом 16 очищает с двух сторон перегородку 12,первоначально за отверстия 31 поворачива- . обеспечивая полную очистку отверстий 13,ют втулку 30, совмещая ее продольные шли- что дает беспрепятственное прохождениецы "б" со шлицами на диске 29. Форма 50 экстрактивных веществ в камеру 14,шлицев диска 29 позволяет поворачиваться Штанги 17, вращаясь крестовинами 16,на них шлицам "б", чем обеспечивает соос- поддерживают частицы вещества во взвеность валов 9, т,е. работу их без заедания с шенном состоянии, препятствуя их выпаденаименьшим расходом необходимой для нию в осадокна внутренйюю поверхностьних вращения энергии. 55 стенки камеры 14.После состыкования шлицев валов 9 Сам готовый жидкий экстракт удаляютпроизводят стыковку секций 2, 3, 4, 5 для из камеры 14 через патрубок 15 насосомэтого на фланец 22 одной из секций пояском (условно не показанным) в сборные емкости24 надевают фланец 23 другой секции, а для последующей подачи в выпарной аппазатем на фланец 22 этой секции надевают рат,Проходя три горизонтальные секции 2, 3, 4 частицы растительного сырья проходят полную стадию экстракции и скапливаются в начале секции 5,Для исключения влияния экстрагированного сырья на процесс экстрации (впитывания этим сырьем экстрагента, снижения скорости его распространения в экстракторе и т.д.) это сырье необходимо 10 ускоренно удалить Это достигается тем, что винтовая лопасть 33, вращаясь валом 32, ускоренно (со скоростью в 1,5 - 2 раза больше чем в секциях 2, 3, 4) передает сырье в наклонную секцию 36. 15 Лопасть 37 со скоростью в 1,5 -2 раза . большей, чем в секции 5 передвигает экстрагированное сырье к разгрузочному фланцу 38. При этом вал шнека секции 36 (за счет 20 только своего наружного диаметра) сжимает экстрагированное сырье, выделяя дополчцтел ьно экстрактивн ые вещества, которые скатываются по секции 36 вниз,та,На выходе из секции 36 экстрагированное сырье дополнительно сжимается клинообразным уступом 54, что делает сырье 30 компактной плотной массойснижает разброс его при выгрузке и окойчательно отжимает экстрактивные вещества из сырья.Из наклонной секции 36 через разгрузочный фланец 38 сырье поступает в на правляющий насадок 54 фиг. 5, 6), который предотвращает за счет формы распространение выделяющихся при экстракции газов и направляет сырье в тару.В насадок 54 секции 36 сырье поступа ет, перевалив клинообразный уступ 53, в уплотненном состоянии, В самом насадке 54 столб сырья прижимается к стенке 56 и, отражаясь от нее, падает на днище 55 и по 45 50 нему поступает в разгрузочное отверстие 59, из которого оно поступает в тару,Таким образом, предложенный противоточный горизонтальный шнековый экстрактор обеспечивает повышение качества готового жидкого экстракта и увеличение экстрактивных веществ экстракта за счет усовершенствования камеры отбора готово- е го жидкого экстракта, двоинои очистки вер тикальной перегородки, ускоренного удаления экстрагированных веществ из зоны экстракции и дополнительного отжима без ввода дополнительных конструктивных элементов.Кроме того, предложенный экстрактор обеспечивает снижение потребляемой экс 55"в секцию 5, где увлекаются потоком экстра гента в камеру 14 готового жидкого экдтрактрактором мощности на вращение шнеков и регулировку их осевого положения.При этом экстрактор обеспечивает направленную выгрузку экстрагированного сырья и предотвращает выброс в атмосферу испарений выделяемых во время экстракции.Формула изобретения 1. Противоточный горизонтальный шнековый экстрактор, содержащий снабженные тепловой рубашкой горизонтальные секции, крайняя из которых снабжена патрубком подвода экстрагентов, а передняя секция - присоединительным фланцем под бункер загрузки измельченного растительного сырья и камерой отбора готового жидкого экстракта, образованной внутренним объемом секции и вертикальной перфорированной перегородкой, снабженной подвижным скребком в виде крестовины, установленной на валу шнека с внутренней стороны секции, стыковочные фланцы секции, по оси которых через опоры закреплены подшипники скольжения для валов смежных шнеков, перфорированные винтовые лопасти которых разнесены по валу группами, связанными между собой перемешивающими штангами, и наклонную секцию разгрузки экстрагированного сырья с концевой подшипниковой опорой под вал шнека,отл ича ющийся тем,что,с целью повышения качества готового жидкого экстракта и увеличения экстрактивных веществ в экстракте на единицу измельченного сырья, экстрактор снабжен дополнительной горизонтальной секцией ускоренной выгрузки экстрагированного сырья, которая своим фланцем состыкована с фланцем крайней горизонтальной секции и противоположным концом жестко связана с наклонной секцией, при этом шнек дополнительной секции выполнен с шагом винтовой лопасти, равным 1,5-2 шага винтовой лопасти шнеков основных горизонтальных секций, а шнек наклонной секции выполнен с шагом винтовой лопасти, равным 1,5 - 2 шага лопасти шнека дополнительной секции и с наружным диаметром вала, равным 1,5 - 2 диаметра вала шнеков горизонтальных секций, при этом наклонная секция на выходе снабжена клинообразным выходным уступом, который выполнен во внутренней полости секции в нижней части ее корпуса, при этом внутри камеры Отбора готового жидкого экстракта по торцам на валу шнека дополнительно установлейы крестовины, на свободных концах которых закреплены перемешивающие штанги, а одна из крестовин снабжена эластичным материалом, поджатым к пере1808345 10 городке и выполняющим роль дополнительного ее скребка.2, Экстрактор.по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения снижения потребляемой мощности на вращение шне ков и регулировки их осевого положения относительно друг друга, в подшипнике скольжения одного из противоположных стыковочных фланцев каждой горизонтальной секции установлена несущая ось, внут ренний конец которой жестко связан с валом шнека данной секции, а внешний конец снабжен шлицевым эвольвентным диском с насаженной на него продольными шлицами втулкой, жестко связанной с ва лом шнека смежной секции и снабженной радиальными монтажными отверстиями, при этом несущая ось разгрузочного фланца наклонной секции установлена в подшипнике.скольжения с возможностью осевого пе ремещения и снабжена регулировочной гайкой на резьбовом наружном хвостовике и шариковым упорно-радиальным узлом, установленным на внутреннем хвостовике и жестко связанным обоймой с валом шнека.3. Экстрактор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения направленной выгрузки экстрагированного сырья и предотвращения выброса в атмосферу испарений, выделяемых во время экстракции, экстрактор снабжен герметичным направляющим насадком, который съемно установлен на разгрузочном фланце наклонной секции, выполнен коробчатой треугольной в продольном сечении формы и снабжен люком технического обслуживания и осмотра, выполненным на уровне разгрузочного фланца с откидной герметичной крышкой с замками и направляющим днищем, в центре которого выполнено отводное отверстие. 4 б 53 б 54ФОи Составитель А. СиницынТехред М, Моргентал Корректор С. Пека едаТираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 1232 ВНИИ