Экстрактор Советский патент 1983 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для проведения процесса экстрагирования из твер дого материала с эластичной или волокнистой структурой частиц, склонного к Набуханию, сохраняющего свою структуру при механическом отжиме, например, для извлечения ферментов из поверхностной культуры гриба, питательных веществ из растительного сырья и т.п. Известны конструкции горизонтальных секционных лопастей экстракторов с ковшевыми устройствами для перегрузки материала из одной секции в другую, содержащие горизонтальный ил наклонный цилиндрический корпус с ус тановленным, по его оси транспортируюи1им шЯеком. Корпус разделен горизонтальными перегородками на ряд последовательно расположенных секций. Перегрузка твердой фазы из одной сек ции в другую производится с помощью системы лопастей различной конфигу(5Ь) ЭКСТРАКТОР рации, которые установлены на валу и вращаются вместе с ним l . Вращающиеся перфорированные лопасти подхватывают материал и поднимают его выше уровня жидкости. При этом избыточное количество раствбрителя сливается путем свободного дренажа обратно в зону контакта фаз. В верхнем положении масса материала пересыпается по скошенной поверхности лопасти через окно или верхнюю кромку перегородки в следуюе ую секцию экстрактора о Преимуществом этих аппаратов является четкое секционирование контактной зоны, что обеспечивает незначительное продольное перемешивание Однако отсутствие промежуточного отжима твердой фазы от растворителя снижает их эффективность при работе на продуктах с эластичной или -волокнистой структурой, склонных к набуканию. В этом случае затруднительно избавиться от избыточного количества

3 100

идкой фазы только за счет ее свободого дренажа из твердого материала требуется механическое воздействие целью отжима массы от растворителя. Наиболее близким к изобретению по конструкции и достигаемому эффекту ехническим решением является экстрактор для систем твердое тело жидкость, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, в котором перегрузочно-отжимной ковш, тормозящая перегородка и направляющий цилиндр расположены по всей ширине секции с примыканием боковых кромок к обеим вертикальным перегородкам. Направляющий цилиндр выполнен с кольцевой щелью для прохода рычагов, а наклоннол стенка установлена на шарнире с возможностью поворота ее вокруг горизонтальной оси, что дает возможность менять производительность перегрузочного устройства путем изменения наклона боковой стенки при помощи рукоятки во время работы экстрактора Г. .

Недостатком данной, кострукции является возможность однократного силового воздействия на твердый материал при отжиме выше уровня жидкости и перегрузке в каждой секции, что может оказаться недостаточным при работе с эластичными материалами, имеющими в своей структуре тупиковые или заполненные воздухом поры.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет многократHq ro сжатия материала ниже уровня жидкости в каждой секции.

Для этого экстрактор для системы твердое тело - жидкость, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, вертикальные перегородки, установленные в корпусе и делящие его на секции, направляющий цилиндр с выполненными в нем кольцевыми прорезями коаксиально установленный в корпусе, перегрузочные бункеры с наклонными шарнирно закрепленными на вертикальных перегородках между секциями стенками, горизонтальный вал с рычагами, размещенный по оси корпуса внутри направляющего цилиндра, отделяющего от внутренней поверхности корпуса дренажно-отжимной канал, перегрузочные ковши с тормозящими поворотными пластинами, расположенные в дренажноотжимном канале, и устройства загрузки и вьггрузки материалов, снабжен

74

дополнительными тормозящими поворот ными пластинами, а в нижней части направляющего цилиндра выполнены-окна, в которых радиально установлены дополнительныс тормозящие поворотные пластины

Кроме того, дополнительные тормозящие поворотные пластины выполнены Г-образными с цилиндрическими и радиальными участками,

На фиго изображен продольный разрез экстрактора; на фиг.2 - сечение Л-А, на фиг. 1.

Экстрактор состоит из корпуса 1 ,

резделенного на последовательно расположенные секции 2 с помощью вертикальных перегородок 3. По оси корпуса установлен горизонтальный вал А. К секционирующим перегородкам 3 соосно

с корпусом 1 крепится направляющий цилиндр 5, который вместе с корпусом и перегородками 3 образует кольцевой дренажно-отжимной канал 6. Верхняя часть направляющего цилиндра состыкована с боковой стенкой бункера 7, который служит для перегрузки твердой фазы из одной секции в другую. Наклонная стенка 8 бункера установлена на шарнире с возможностью ее

поворота вокруг горизонтальной оси с помощью рукоятки Э, что позволяет изменить производительность перегрузочного устройства во время работы устройства аппарата

На горизонтальном валу с помощью рычагов 10 укреплены перегрузочноотжимные ковши 11, расположенные внутри рабочего пространства дренажноотжимных каналов. Стенка ковша и направляющий цилиндр перфорированы или

выполнены в виде сит, обеспечивающих

слив жидкой фазы из дренажно-отжимного канала обратной в контактную зону

секции.

В месте крепления рычага к валу предусмотрен тангенциальный зазор 12, который допускает смешение рычагов с ковшами по окружности относительно вала k, На задней стенке ковшей установлены направляющие 13, которые состоят из тангенциального участка выдержки, наклонного участка снижения и радиального участка резкого подъема.,

В верхней части аппарата перед бункером на оси lA шарнирно укреплена тормозящая перегородка 15, которая удерживается в исходном радиальном положении с помощью пружины кручения 1б„ Тормозящая перегородка, направляющий цилиндр и перегрузочный ковш расположены по всей ширине секциис примыканием боковых кромок к обеим вертикальным секционирующим пе1эегородкам 3-. Для прохода рычагов ковшей в направляющих цилиндрах 5 предусмотрены кольцевые щели 17В контактной зоне ниже у(эовня жидкости в направлящем цилиндре 5 предусмотрены OKHia 18, в которых ра диально установлены тормозящие пово ротные пластины (перегородки ) различ ной модификации 19 и 20, благодаря чему возможно механическое воздействие на материал в слое жидкости Тормозящие перегородки, установленные в слое жидкости, удерживаются в исходном положении с помощью пружи ны кручения 21 о Экстрактор работает следующим образом Твердое сырье загружается в перву секцию по ходу твердой, фазы, погружается в растворитель и вступает с ним в интенсивный контакт под действием ковшей 11, которые приводятся во врашение с помснцью вала „ При движении ковша материал оказывается в камере отжима ниже уровня жидкости, в контактной камере экстра тора, образованной стенками перегрузочно-отжимного ковша, дренажноотжимного канала и последовательно тормозящими перегородками 20 и 19 Происходит многократное интенсивное силовое воздействие на внутреннюю структуру твердой фазы в контактной зоне аппарата, в результате которого поры материала, освобождаясь от жидкости, вновь наполняются жидкостью. В результате получается циркуляция растворителя в освобожденных от защемленного воздуха порах твердого материала, что резко повышает скорость внутреннего массопереноса Затем после неоднократного отжима материала ниже уровня жидкости твердый материал подхватывается ковшом и поднимается выше уровня жидкости в дренажно-.отжимной канал 6„ В нижней части дренажно-отжимного канала осуществляется свободный сток жидкости из массы через перфорацию ковша и цилиндра 5 обратно в секцию экстрактора. При дальнейшем движении ковша материал оказывается в камере отжима между стенками перегрузочно-отжимного ковша, дренажно-отжимного канала и тормозящей перегородкой 15. Здесь также происходит интенсивное силовое воздействие на внутреннюю структуру частиц, одновременно материал под действием освобождается от избытка жидкой фазы перед перегрузкой во вторую секцию Величина давления отжима на всех отжимных устройствах может регулироваться во время работы с помощью пружины 15 Преодолевая.сопротивление перегородки 15, ковш вместе с материалом перемещается в позицию выгрузки Так как направляющий цилиндр здесь отсутствует, материал под действием силы тяжести падает вниз При этом часть твердой массы попадает обратно в контактную секцию, а часть отсекается поворотной наклонной стенкой 8 бункера 7 и перегружается в следующую секцию Производительность перегрузочного устройства-целиком определяется наклоном стенки 8, который может изменяться с помощью рукоятки 9 во время работы экстрактора Таким образом, во время пребывания в каждой секции твердь Й материал многократно отжимается в режиме погружения в растворитель, что приводит к существенному возрастанию скорости внутреннего массопереноса за счет удаления защемленного воз . духа внутри пор и повышению эффективности экстрактора. При перегрузке материала из одной секции в другую твердая фаза проходит стадию отжима под уровнем жидкости, причем часть материала может возвращаться назад в предыдущую секцию для дальнейшего извлечения целевых компонентов благодаря возможности регулирования производительности ковша. Беспрепятственной нагрузке материала из ковша способствует его встряхивание, возникающее привзаимодействии тормозящей перегородки 15 и направляющей 13 При перемещении ковша с материалом в позицию выгрузки нижняя кромка перегородки 15 скользит по: верхнему горизонтальному участку направляющей., Длина этого участка выержки выбирается так, чтобы встряхивание ковша происходило в положении, где направляющий цилиндр 5 отсутстует. 710 перегородки давит на ковш, в результате чего он за смет тангенциального зазора в месте крепления к валу перемещается вперед. Затем перегородка 15 соскальзывает с наклонного участка и ударяет по направляющей на участке ее резкого подъема. Происходит резкое перемещение ковша назад. В следующей секции происходит повторная операция контактирования твер дои и жидкой фаз, многократное окатие твердой массы в контактной зоне, а также в дренажно-отжимном канале и перегрузки в соседнюю секцию Пройдя переработку в последней секции, проэкстрагированный и отжатый твердый материал выводится из аппарата. Растворитель подается в последнюю секцию перетекает противотоком к твердому сырью из одной секции в другую через перфорацию s секционирующих перегород ках 3 и выводится из первой секции экстрактора Таким образом, предлагаемый секционный лопастной экстрактор позволяет повысить эффективность процесса экстрагирования за счет многократного сжатия материала ниже уровня жидкости. Формула изобретения 1. Экстрактор для систем твердое тело - жидкость, соде ржащий горизон тальный цилиндрический корпус, верти кальные перегородки, установленные в корпусе и делящие его на секции, на7правляющий цилиндр с выполненными в нем кольцевыми прорезями, коаксиально установленный в корпусе, перегрузочные бункеры с наклонными шарнирно закрепленными на вертикальных перегородках между секциями стенками, горизонтальный вал с рычагами, размещенный по оси корпуса внутри направляющего цилиндра, отделяющего от внутренней поверхности корпуса дренажно-отжимной канал, перегрузочные ковши с тормозящими поворотными пластинами, расположенные в дренажно-отжимном канале, и устройства загрузки и выгрузки материалов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет многократного сжатия материала ниже уровня жидкости в каждой секции, он снабжен дополнительными тормозящими поворотными пластинами, а в нижней части у направляющего цилиндра выполнены окна, в которых радиально установлены дополнительные тормозящие поворотные пластины 2„ Экстрактор по п.1, о т л и чающийся тем, что дополнительные тормозящие поворотные пластины выполнены Г-образными с цилиндрическими и радиальными участками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1256193, кл„ 12 с 1, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР If 829127, кл„ В 01 D 11/00, 1979.

f8

- .

0eff.

гг

го

fS

rff

//

rj

ff

Фefг.