РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОБРАБОТКОЙ ПРОДУКТА Российский патент 2012 года по МПК B01D11/02 B01F7/00 

Изобретение предназначено для интенсификации процесса экстрагирования в системе твердое тело-жидкость и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.

Известен роторно-пульсационный аппарат [1], основными его элементами являются ротор, закрепленный на валу, состоящий из венца и ступицы с отверстиями, и два статора - внешний и внутренний. В венцах этих элементов выполнены прямоугольные пазы. Сопрягаемые поверхности ротора и статора выполнены конически. Основной смешиваемый компонент вводится в рабочую полость через входной штуцер, а второй, с более легким удельным весом, - через штуцера по каналам в зубьях внутреннего статора поступает в зазор. Достоинством данного аппарата является то, что в зубьях статора имеются каналы, выходящие в центральной части зуба в сторону ротора, благодаря чему один из компонентов непосредственно попадает в рабочую зону. Недостатком является то, что при увеличении частоты вращения ротора не происходит циркуляции обрабатываемого материала через отверстия в ступице ротора.

Известен роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями [2], содержащий корпус, в котором имеются четыре лопасти полусферической формы, установленные у отверстий ротора. Статор с прорезями жестко закреплен на крышке. Достоинством данного аппарата является то, что за счет установленных на внешней стороне ротора лопастей полусферической формы происходит интенсивная циркуляция потока жидкости через отверстия, расположенные на его основании. Недостатком является то, что в области, ограниченной статором и внутренней стенкой корпуса аппарата, образуется зона, в которой происходит хаотичное взаимодействие двух потоков: смеси материалов, проходящих от центра аппарата через зубья ротора и статора, и потока от стенки корпуса к центру аппарата, вызванного инерционными движениями взаимодействующих сред.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса экстрагирования и повышение выхода экстрактивных веществ. Поставленная цель достигается за счет того, что лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону, противоположную вращению ротора, и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата.

На фиг.1 показана конструкция роторно-пульсационного аппарата с промежуточной обработкой продукта. Он состоит из корпуса 1 с установленным в нем ротором 2, в ступице которого имеются отверстия 3, и статором 4. Ротор и статор выполнены в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. Статор с прорезями жестко закреплен на крышке 5. В области между зубьями ротора и внутренней стенкой корпуса расположены прямоугольные лопасти 6 (фиг.2), изогнутые по винтовой линии в сторону, противоположную вращению ротора, и соединенные со штуцерами 14 на крышке аппарата. Патрубок 7 для ввода и патрубок 8 для вывода компонентов. Корпус аппарата снабжен охлаждающей рубашкой 9, куда из штуцера 10 поступает жидкость и выходит из штуцера 11. В аппарате имеется внешняя рабочая полость 12, которая расположена между стенкой и зубьями, и внутренняя рабочая область 13.

Аппарат работает следующим образом. Через входной патрубок 7 подаются компоненты жидкой и твердой фаз в рабочую область 13, где под действием центробежных сил материальный поток движется через зубья ротора 2 и статора 4, при этом твердое тело подвергается измельчению, истиранию и ударным нагрузкам. Затем в рабочей полости аппарата 12 часть потока прямоугольными лопастями 6 через штуцер 14 направляется на промежуточную обработку в камеры А и Б. Остальная часть продукта циркулирует в рабочей области аппарата, где за счет насосного эффекта проходит через отверстия 3 в ступице ротора. Прошедший обработку в камерах А и Б продукт возвращается в рабочую зону аппарата через штуцер 7. При вращении ротора 2 происходит перекрывание прорезей ротора и статора, вследствие чего возникают пульсации потока и кавитационные явления.

Лопасти, закрепленные на внутренней стенке корпуса, предназначены для вывода части продукта из аппарата для промежуточной обработки. Благодаря насосному эффекту поток проходит через отверстия в ступице ротора и попадает в рабочую область, затем движение потока повторяется.

Количество лопастей может варьироваться в зависимости от характера обработки продукта и количества необходимого оборудования.

Экспериментальные исследования показали, что при данной конструкции аппарата за счет закрепленных на внутренней стенке корпуса лопастей происходит интенсивная и многократная обработка продукта.

Таким образом, в предлагаемой конструкции роторно-пульсационного аппарата с промежуточной обработкой продукта увеличено количество стадий обработки, что позволяет интенсифицировать процесс и повысить качество получаемого экстракта.

Источники литературы

1. Пат. 2190462 РФ, МКИ7 В01F 7/28. Роторно-пульсационный аппарат / Иванец В.Н., Иванец Г.Е., Афанасьева М.М., Сафонова Е.А., Артемасов В.В. // Опубл. 10.10.2002. - Бюл. №28.

2. Пат. 2005138757 РФ, МПК B01F 7/00, 7/28. Роторно-пульсационный аппарат с направляющими лопастями / Иванец Г.Е., Светкина Е.А., Грунич С. В., Ядута А.З. // Опубл. 20.06.2007. - Бюл. №21.

Предлагаемая конструкция аппарата предназначена для интенсификации процесса экстрагирования в системе твердое тело-жидкость и может быть использована в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Роторно-пульсационный экстрактор содержит входной и выходной патрубки, корпус с установленными в нем лопастями, ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор, выполненные в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. При этом лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону, противоположную вращению ротора, и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата. Изобретение обеспечивает повышение интенсификации процесса экстрагирования и увеличение выхода экстрактивных веществ. 2 ил.

Роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями, содержащий входной и выходной патрубки, корпус с установленными в нем лопастями, ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор, выполненные в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями, отличающийся тем, что лопасти выполнены прямоугольной формы, изогнуты по винтовой линии в сторону, противоположную вращению ротора, и приварены к внутренней стенке корпуса аппарата.