АППАРАТ ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ Российский патент 1995 года по МПК B01D1/22 B01D3/12 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для молекулярной дистилляции термолабильных веществ, преимущественно продуктов производства витамина А, и может быть использовано в фармацевтической, медицинской, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен роторный тонкопленочный испаритель, содержащий привод вращения ротора, соединенный через вал с ротором, имеющим диски и шарниры, диски установлены наклонно, а оси шарниров направлены под углом к оси ротора, при этом привод закреплен на крышке и в днище испарителя [1]
Испаритель обеспечивает снижение энергоемкости за счет уменьшения пускового (махового) момента ротора, а также устраняет возможность прикипания скребков ротора к поверхности теплообмена.

Однако он обладает существенными недостатками: для исключения кристаллизационных отложений продукта, например, при производстве витамина А на деталях вращения нижней части привода в период остановки и остывания испарителя необходима их герметизация с помощью специального уплотнения, требующего периодической замены, а при повышенных температурах дистилляции и охлаждения материала уплотнения; наличие дисков с шарнирами, перекрывающих в плане внутреннее пространство испарителя, не позволяет разместить в нем конденсатор для повышения эффективности молекулярной дистилляции термолабильных веществ.

Известен молекулярный дистиллятор, содержащий на крышке привод вращения ротора, соединенный через вал с распределительным диском и ротором, при этом вал выполнен с герметизированным вводом и выводом, приводимым в движение от электродвигателя через редуктор, а в центральной части выполнено дополнительное устройство ввода продукта [2]
В этом дистилляторе обеспечено размещение в центральной части конденсатора за счет выполнения ротора в кольцевом зазоре корпуса, что повышает эффективность его работы. Исключена нижняя опора ротора, что упрощает конструкцию.

Однако дистиллятор обладает существенными недостатками: наличие узла герметизации вала ротора, а также дополнительного устройства в виде редуктора усложняют конструкцию дистиллятора, снижая надежность его работы, кроме того, при повышенных температурах дистилляции (300^оС) требуется специальное устройство для охлаждения материала уплотнения; при пуске дистиллятора после остановки возможно частичное разрушение поверхности испарения и растирающих элементов, выполненных, например, в виде скребков, в связи с приложением к ним резкой нагрузки после залипания их на поверхности.

Известен циркуляционный аппарат для молекулярной дистилляции, содержащий в нижней части корпуса привод вращения ротора заборного устройства с транспортирующим цилиндром, при этом привод выполнен в виде полуколец из магнитного материала на роторе, взаимодействующих со статором в виде кольцевого магнита, размещенного снаружи корпуса. Транспортирующий цилиндр имеет в нижней части отверстия для подачи нагретой жидкости из корпуса по коническому днищу в заборное устройство. Циркуляционный аппарат позволяет исключить узел герметизации вала ротора и редуктор [3]
Существенными недостатками аппарата являются: низкая экономичность из-за значительного потребления электроэнергии на кольцевой магнит для ее передачи в преобразованном виде через стенки корпуса и транспортирующего цилиндра; недостаточная надежность работы привода ротора при молекулярной дистилляции термолабильных веществ типа полупродуктов витамина А, так как при периодических остановках аппарата и прекращении циркуляции полупродукта происходит его отложение на стенках транспортирующего цилиндра, что ухудшает передачу электромагнитной энергии от статора к ротору, ухудшая вращение последнего; низкая эффективность работы аппарата ввиду затрат на подачу жидкости из нижней части корпуса в верхнюю часть по транспортирующему цилиндру при нижнем расположении привода ротора.

По наибольшему количеству общих конструктивных признаков известного с предлагаемым аппарат для молекулярной дистилляции по авт. св. СССР N 1337108 принят за прототип.

Целью предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно: уменьшение потерь энергии, передаваемой от привода вращения к ротору путем размещения привода в виде герметичного шагового электродвигателя на крышке аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в известном аппарате для молекулярной дистилляции, содержащем корпус с крышкой, электромагнитный привод вращения, включающий статор и ротор, соединенный с распределительным диском, кольцевой зазор между статором и ротором сообщен с полостью аппарата над распределительным диском через промежуточную емкость, образованную цилиндрической обечайкой, зафиксированной в крышке, и днищем, снабженным опорной втулкой с дросселем, охватывающей с зазором ротор, при этом дроссель выполнен в виде кольцевых проточек на внутренней поверхности втулки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где схематически изображен продольный разрез аппарата для молекулярной дистилляции.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 в верхней части. На наружной поверхности корпуса 1 размещены нагревательные элементы 3 для создания испарительной поверхности 4 аппарата. В центральной части корпуса 1 расположен конденсатор 5. На фланце 6 крышки 2 расположен привод вращения в виде герметичного шагового электродвигателя 7, включающего статор 8 и ротор 9. Крепление шагового электродвигателя выполнено с помощью фланцевого соединения 10 с герметизирующей прокладкой 11. Ротор 9 снабжен верхней 12 и средней 13 опорами вращения. Ротор 9 в нижней части соединен с распределительным диском 14. На периферии диска 14 закреплены пленкообразователи 15. В крышке 2 выполнен штуцер 16 для подачи продукта на диск 14. Кольцевой зазор 17 между статором 8 и ротором 9 сообщен с полостью 18 аппарата над распределительным диском 14 через промежуточную емкость 19. Промежуточная емкость 19 образована цилиндрической обечайкой 20, зафиксированной в крышке 2, и днищем 21. Днище 21 снабжено опорной втулкой 22 с дросселем 23, охватывающим с зазором ротор 9. Дроссель 23 выполнен в виде кольцевых проточек 24 на внутренней поверхности втулки 22.

Работа аппарата для молекулярной дистилляции происходит следующим образом. Продукт подается по штуцеру 16 на распределительный диск 14, а затем на испарительную поверхность 4, где пленкообразователями 15 образуется тонкая пленка продукта, стекающая вниз. Часть продукта испаряется с поверхности 4 и конденсируется на конденсаторе 5, образуя дистиллят. Одновременно в полости 18 над распределительным диском 14 образуются мелкие капли продукта и пары оставшихся после дегазации легколетучих компонент продукта. Мелкие капли продукта, проходя кольцевые проточки 24 втулки 22, сепарируются за счет резкого изменения скорости. Имеющий место дроссельный эффект уменьшает влажность газов и паров легколетучих компонент, поступающих в промежуточную емкость 19. Пройдя кольцевые проточки 24, газы и пары легколетучих компонент поступают в промежуточную емкость 19, где происходит конденсация паров компонент на стенках обечайки 20, охлаждаемой за счет оттока тепла через фланец 6 и корпус 2 до температуры, меньшей температуры в кольцевом зазоре 17. Последнее исключает конденсацию паров легколетучих компонент в кольцевом зазоре 17 между статором 8 и ротором 9, а значит исключает отложение продукта на их поверхностях. По мере накопления на днище 21 конденсат стекает через кольцевые канавки 24 вниз в полость 18, также препятствуя поступлению легколетучих компонент в промежуточную емкость 19.

По сравнению с прототипом уменьшаются потери энергии, передаваемой от привода вращения к ротору, так как передача энергии от статора к ротору происходит не через металл корпуса и зазоры, а только через зазор. По сравнению с базовым образцом колонной молекулярной дистилляции полупродукта витамина А французской фирмы "Спейшим", эксплуатирующейся в ПО "Биовитамины" г. Белгород, исключается узел герметизации ротора с торцевым уплотнением, работающим под перепадом давления и снабженным специальной системой охлаждения, что также повышает надежность работы аппарата, увеличивает срок службы и сокращает эксплуатационные затраты, связанные с обслуживанием торцевого уплотнения и системы охлаждения. Кроме того, применение герметичного шагового двигателя позволяет обеспечивать плавное регулирование оборотов ротора в зависимости от качества продукта, а также при пуске и останове аппарата.

Использование: для молекулярной дистилляции термолабильных веществ и может быть использовано в фармацевтической, медицинской, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: аппарат содержит цилиндрический корпус с крышкой в верхней части. На фланце крышки расположен привод вращения в виде герметичного шагового электродвигателя, включающего статор и ротор, который в нижней части соединен с распределительным диском, на периферии которого закреплены пленкообразователи. В крышке выполнен штуцер для подачи продукта на диск. Кольцевой зазор между статором и ротором сообщен с полостью аппарата над распределительным диском через промежуточную емкость, которая образована цилиндрической обечайкой, зафиксированной в крышке, и днищем, которое снабжено опорной втулкой с дросселем, охватывающим с зазором ротор. Дроссель выполнен в виде кольцевых проточек на внутренней поверхности втулки. 1 ил.

АППАРАТ ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ, содержащий корпус с крышкой, электромагнитный привод вращения, включающий статор и ротор, соединенный с распределительным диском, отличающийся тем, что кольцевой зазор между статором и ротором сообщен с полостью аппарата над распределительным диском через промежуточную емкость, образованную цилиндрической обечайкой, зафиксированной в крышке, и днищем, снабженным опорной втулкой с дросселем, охватывающей с зазором ротор, при этом дроссель выполнен в виде кольцевых проточек на внутренней поверхности втулки.