Экстрактор периодического действия для производства эфирных масел из измельченного растительного сырья Российский патент 2024 года по МПК C11B9/02 B01D11/02 

Изобретение относится к эфиромасличному производству и может быть использовано для получения эфирных масел из хвойной древесной зелени и коры методом отгонки водяным паром с последующим отделением целевого продукта путем отстаивания. Экстрактор также может быть использован для извлечения эфирных масел из любого другого растительного сырья методом паровой отгонки и гидродистилляции.

Известна установка для переработки растительного сырья (патент RU 2634045, МПК C11B 9/02 (2006.01), опубл. 23.10.2017, бюл. №30), содержащая перегонную камеру для растительного сырья, смонтированную с парогенератором, содержащим установленную внутри топку с трубой, который соединен с парораспределителем, выполненным в виде равноудаленных паропроводящих штанг с равномерно расположенными по всей длине отверстиями, установленных в перегонной камере, систему охлаждения, соединенную с флорентиной, а также многоярусную модульную конструкцию: перегонная камера устанавливается на парогенератор и соединяется с ним конусными патрубками с эластичными шайбами, причем в днище перегонной камеры выполнены соединительные втулки с резьбовыми отверстиями и с ввернутыми паропроводящими штангами, а на ее крышке размещен холодильник.

Недостатком известного устройства является сложная конструкция и недостаточная интенсификация процесса.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для извлечения эфирных масел (патент RU 2491327, МПК C11B 9/02 (2006.01), опубл. 27.08.2013, бюл. №24), содержащая герметичный контейнер, паровой котел, холодильник и флорентину, при этом в герметичном контейнере установлены барботеры, причем герметичный контейнер дополнительно снабжен паропроводом с внутренней стороны контейнера и центральным паропроводом, при этом на центральном паропроводе размещены барботеры, а также контейнер снабжен полыми кольцевыми упорами с форсунками и пульсатором, причем на форсунках закреплены пружины, на которые опираются загрузочные металлические диски, а металлические диски выполнены в виде круглой гофрированной пластины со сплошными краями по окружности и отверстиями по всей остальной поверхности.

Недостатком данной установки является низкий коэффициент заполнения объема, большой расход пара.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности и производительности установки, а также упрощении конструкции за счет снижения расхода водяного пара, интенсификации процесса экстракции и снижения трудоемкости загрузки и выгрузки сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что экстрактор периодического действия для производства эфирных масел из измельченного растительного сырья, содержащий вертикальный герметичный теплоизолированный корпус с приварной и отъемной крышками, штуцера для подачи пара в режиме нагрева и пропарки, выхода пара в конденсатор, спуска конденсата, входа или выхода воздуха при обслуживании или при испытании, предохранительного устройства от превышения давления, согласно заявленному изобретению, внутри корпуса расположен перфорированный выносной контейнер с приварной крышкой, по центру которого расположен парораспределитель в виде перфорированной трубы, один конец которой заканчивается патрубком ввода пара.

Интенсификация процесса и снижение расхода водяного пара достигается наличием перфорированного выносного контейнера с парораспределителем внутри него, теплоизоляции снаружи корпуса и одновременной подачей пара в режиме прогрева внутрь и снаружи контейнера с сырьем. Пар проходит через отверстия контейнера и парораспределителя и равномерно распределяется по сырью. В режиме паровой обработки пар из парораспределителя проходит через весь объем сырья, увлекая частицы эфирного масла за собой через отверстия в контейнере в конденсатор.

Применение перфорированного выносного контейнера позволяет сократить цикл работы экстрактора и увеличить его производительность, т. к. заполнение контейнера можно выполнять во время работы аппарата при использовании двух контейнеров.

Загрузка сырья в перфорированный выносной контейнер и выгрузка отработанного сырья из контейнера после переработки менее трудоемкие и более эффективные по сравнению с теми же операциями, которые выполняются непосредственно в корпус экстрактора без перфорированный выносной контейнера.

Экстрактор работает в двух режимах: экстракция сырья водяным паром под избыточным давлением и сушка отработанного материала под вакуумом. Сушка под вакуумом происходит за счет накопленного тепла и конденсации пара в конденсаторе. Происходит экономия энергии на сушку отработанного материала, который можно реализовать в качестве удобрения, подкормки для животных.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлена установка для переработки растительного сырья.

Устройство содержит корпус, состоящий из вертикальной цилиндрической обечайки 1, приварного эллиптического днища 2 и отъемной эллиптической крышки 3, которая соединяется с обечайкой при помощи герметичного фланцевого соединения. С нижней стороны корпуса расположены четыре опоры-стойки 4, посредством которых экстрактор устанавливается на фундамент или иную несущую конструкцию. На корпусе экстрактора имеется шесть штуцеров, предназначенных для следующих функций: А – подача пара в режиме прогрева сырья; Б – подача пара в режиме пропаривания сырья, (извлечения продукта); В – для входа или выхода воздуха при обслуживании или при испытании; Г – для соединения экстрактора с холодильником-конденсатором и для гидравлических испытаний; Д – для спуска конденсата и продуктов экстракции; Е – для предохранительного устройства от превышения давления.

Внутри корпуса экстрактора расположен контейнер для сырья, который представляет собой тонкостенную емкость, состоящую из цилиндрической обечайки 6 и приварного конического днища 7. Обечайка выполнена из листовой перфорированной стали. Внутри контейнера соосно расположен парораспределитель 8, выполненный из перфорированной трубы у которой один торец заглушен, а к другому торцу приварен патрубок 5 для ввода пара. Патрубок парораспределителя свободно вставлен в штуцер Б для подачи пара в режиме пропарки. Конструкция экстрактора разработана так, что при снятой крышке 3 контейнер может свободно выниматься из корпуса.

Устройство работает следующим образом.

1) Загрузка сырья и подготовка к работе. В исходном состоянии крышка 3 экстрактора открыта, контейнер для сырья извлечен из корпуса и расположен снаружи в месте, отведенном под загрузку. Измельченное и промытое сырьё загружают в контейнер и уплотняют для увеличения массы загрузки. После завершения заполнения контейнер с сырьем помещают в корпус, закрывают и герметизируют крышку.

2) Прогрев и паровая обработка сырья. Из парогенератора водяной пар через штуцер А поступает в корпус экстрактора, а затем через перфорированную стенку контейнера проникает и распределяется в засыпке сырья, где охлаждается и конденсируется. Параллельно пар подается в штуцер Б парораспределителя 8, где также, через отверстия поступает в засыпку сырья. Подача пара снаружи и изнутри засыпки сокращает время прогрева сырья. После завершения процесса прогрева сырья подачу пара через штуцер А прекращают. При этом подачу пара в парораспределитель через штуцер Б не останавливают. Такая схема прогрева и поддержания температуры сырья является энергосберегающей, так как конденсация пара и передача тепла происходит внутри засыпки и в меньшей степени пар конденсируется на стенках аппарата.

Образовавшийся конденсат через отверстия в перфорированной обечайке контейнера стекает в нижнюю часть корпуса. Через штуцер Д и конденсатоотводчик конденсат, образовавшийся при прогреве сырья направляется в сборник конденсата.

При паровой обработке через штуцер Г паромасляная смесь направляется в холодильник, а затем в отстойник.

3) Охлаждение и сушка сырья в экстракторе. Для охлаждения и выгрузки отработанного сырья подачу пара в экстрактор прекращают. В результате конденсации паромасляной смеси в холодильнике-конденсаторе создается разряжение, благодаря которому влага из сырья в виде пара непрерывно переносится в холодильник-конденсатор и далее попадает в сборник конденсата. Процесс переноса влаги приводит к осушке отработанного сырья и продолжается до того момента, пока температура и давление водяных паров в экстракторе и в холодильнике-конденсаторе не выровняется. В действительности процесс завершают, не достигая равновесия с целью сокращения времени охлаждения и сушки отработанного сырья. Далее открывают вентиль, подсоединённый к штуцеру В, для выравнивания внутреннего давления в экстракторе с атмосферным давлением. Затем открывают крышку 3, извлекают перфорированный выносной контейнер с отработанным сырьем, и подготавливают экстрактор для следующего цикла работы.

Изобретение относится к эфиромасличному производству. Раскрыт экстрактор периодического действия для производства эфирных масел из измельченного растительного сырья, содержащий вертикальный герметичный теплоизолированный снаружи корпус с приварной и отъемной крышками, штуцера для подачи пара в режиме нагрева и пропарки, выхода пара в конденсатор, спуска конденсата, входа или выхода воздуха при обслуживании или при испытании, предохранительного устройства от превышения давления, причем внутри корпуса расположен перфорированный выносной контейнер с приварной крышкой, по центру которого расположен парораспределитель в виде перфорированной трубы, один конец которой заканчивается патрубком ввода пара. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и производительности установки, упрощение конструкции за счет снижения расхода водяного пара, интенсификацию процесса экстракции и снижение трудоемкости загрузки и выгрузки сырья. 1 ил.

Экстрактор периодического действия для производства эфирных масел из измельченного растительного сырья, содержащий вертикальный герметичный теплоизолированный снаружи корпус с приварной и отъемной крышками, штуцера для подачи пара в режиме нагрева и пропарки, выхода пара в конденсатор, спуска конденсата, входа или выхода воздуха при обслуживании или при испытании, предохранительного устройства от превышения давления, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен перфорированный выносной контейнер с приварной крышкой, по центру которого расположен парораспределитель в виде перфорированной трубы, один конец которой заканчивается патрубком ввода пара.