Вертикальный смесительно-отстойный экстрактор Советский патент 1984 года по МПК B01D11/00 

эо

DO

;о

Изобретение относится к оборудованию для экстракции в системе твердое тело - ясидкость и может быть использовано в микробиологической промышленности в процессе получения белковой биомассы, а также при получении ферментных препаратов физиологически активных веществ в фармацевтической пищевой прог ышленностях и других отраслях народного хозяйства, где имеют место процессы экстракции в системе твердое тело-жидкость ..

В настоящее время процессы экстракции осуществляют в экстракционных аппаратах, в том числе вертикальных смесительно-отстойного типа различных -конструкций.

Известен вертикальный экстрактор с зонами перемешивания и расслаивания ij . Он состоит из двух соосно расположенных корпусой наружного, разделенного перегородками на отстойные камеры,, и внутреннего, разделенного на смесительные камеры. По оси внутреннего корпуса установлен быстровращающийся вал с турбинными мешалками в смесительных камерах. Аппарат снабжен устройствами для загрузки и выгрузки твердой фазы, штуцерами для подвода и вывода растворителя, а также .переточными патрубками, соединяющими смесительные секции с отстойными. Конструкция обеспечивает полное гидравлическое разделение зон смешения и расслаивания.

Однако в аппарате не предусмотрено промежуточного отжима твердой фазы от растворителя, что приводит к большой задержке жидкой фазы и снижению движущей силы процесса вследствие большого продольного перемешивания.

Известен также экстрактор, который состоит из вертикального цилиндрического корпуса, секционированного по высоте коническими тарелками и имеющего вал с лопастными мешалками и перегрузочно-отжимными шнеками. Корпус оборудован устройствами для загрузки и выгрузки твердой фазы, штуцерами для ввода и вывода растворителя и снабжен цилиндрическими обечайками, в которых установлены лопастные мешалки и переточные патрубки для твердой фазы 2 .

Переточные патрубки расположены соосно с корпусом и валом, снабжены установленными на ваЛу переточно-отжимными шнеками с переменным шагом и диспергирующими дисками.

В экстракторе осуществляется принудительная транспортировку твердой фазы из одной секции в. другую, а также промежуточный отжим твердой фазы о-т растворителя.

Недостатком этого экстрактора является то, что лопастные мешалки и перегрузочно-отжимные шнеки расположены на одном валу, однако гидродинамические условия их работы различные. Поэтому трудно достичь оптимальных условий суспендирования, транспортировки и отжима твердой фазы от растворителя.

Известен также экстрактор колонный, секционированный по высоте з,

Экстрактор состоит из вертикального цилиндрического корпуса, разделенного горизонтальными перегород-. ками на ряд последовательно расположенных секций, сепарационных камер с переточными патрубками для твердой фазы и установленного по оси корпуса вертикального вращающегося вала с лопастными мешалками. В экстракторе сепарационные камеры и переточные патрубки снабжены вертикальными штоками с тарельчатыми толкателями, установленными с возможностью совершения ими вертикального возвратно-поступательного движения. Это обеспечивает принудительную транспортировку и отжим твердой фазы от растворителя при переходе ее из одной секции в другую. На выходе из переточных патрубков для отжима предусмотрены клапаны или тормозящие перегородки.

Однако аппарат имеет громоздкое и недостаточно надежное транспортирующее устройство и ненадежную перегрузочне-отжимную систему с дополнительными приводами для придания поступательного перемещения штокам с толкателями.

Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вертикальный смесительно-отстойный экстрактор 4, который состоит из корпуса, разделенного горизонтальными перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикального вала с закрепленными на нем рычагами с перемешивающими лопастями и транспорт но- отжимными ковшами, которые движутся по кольцевым направляюцим перегородкам, верхней своей частью примыкающим к перегрузочным патрубкам, расположенным выше уровня жидкости в камере. При этом лопасть укреплена на рычаге с возможностью вертикального перемещения по направляющей перегородке, которая снабжена уступом, расположенным перед перегрузочным патрубком.

Однако наличие в каждой контактной камере направляющей перегородки - копира, шарнирно закрепленной лопасти и ковша делает эту многозвенную механическую систему трудоемкой при наладке и ненадежной в работе, как при транспортировке, так и при о1;жиме. Кроме того, затруднительно регулировать производительность аппарата и время пребывания твердой фазы в контактной зоне.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет улучшения отжима твердой фазы и регулирования времени контакта.

Указанная цель достигается тем, что вертикальный смесительно-отсто ный экстрактор для .систем твердое тело - жидкость, содержа1дий корпус, разделенный горизонтальными перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикальный вал с рычагами и с лопастями, перегрузочно-отжимные ковиш , кольцевой направляющий копир, согласно изобретению снабжен соединенной с валом вертикальной штангой с роликом, установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, верхний конец которой посредством рычага и ролика соединен с кольцевым направляющим копиром, размещенным в верхней камере, при этом лопасть с перегрузочно-отжимным ковшом в каждой камере жестко закреплена на штанге, а тормозящие пластины прикреплены к горизонтальным перегородкам и выполнены из двух частей, одна из которых установлена с возможностью перемещения.

На фиг. 1 показан экстрактор, общий ВИД} на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1} на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг.4 развертка профиля копира.

Экстрактор состоит из корпуса 1, разделённого горизонтальными перегородками 2 на контактные камеры 3. По оси корпуса установлен вертикальный вал 4, на котором закреплена вертикально расположенная штанга 5 с возможностью одновременно возвратно-поступательного nepet щения в вертикальной плоскости и вращательного движения вместе с валом 4. На штанге 5.жестко закреплены лопасти б с перегрузочно-отжимными ковшами 7, Перегрузочно-отжимной открытый сверху ковш 7 состоит из перфорированных горизонтального днища 8 и боковой цилиндрической стенкн 9, а также шарнирно-закрепленной пластинчатой стенки 10, являющейся одновременно пружиной, регулирующей отжим растворителя из твердой фазы, Секционируквдие горизонтальные перегородки 2 снабжены коническими гильзами 11, верхний конец jKOTopbix располагается выше уровня жидкости в контактной каме-Ре.

Верхний конец штанги Ь опирается с помощью рычага 12 и ролика 13 на торцовую кромку направляющего копира 14, Направляющий копир 14 имеет подъемный участок 15, горизонтальный 16 и опускной 17, по которым осуществляется движение лопасти 6. В конце горизонтального участка движения лопасти б расположено разгрузочное окно 18 переточ10ного- патрубка 19. Перед окном 18 расположена тормозящая пластина 2Q, которая закреплена на горизонтальной перегородке 2 с возможностью регулирования ее высоты для измене5ния производительности аппарата. В поперечном сечении перегрузочно.го патрубка 19 шарнирно закреплен экран 21, который в момент ннтенсивного отжима биомассы не даёт воЭможности концентрированной мисцелле

0 попадать в нижележащую контактную камеру 3, но при попадании биомассы экран под ее весом откидывается .

Экстрактор работает следующим образом.

5

Твердая фаза подается в первую (сверху) контактную камеру 3. За счет перемешивающего действия лопасти б происходит суспендирование твердой фазы с растворителем и

0 экстракция целевых компонентов, StaKрепленный на конце лопасти 6 пе- . ресрузочно-отжимной ковш 7, находясь в нижнем своем положении, при круговом движении заполняется сус5пензией. При дальнейшем круговом движении происходит одновременное перемещение в вертикальной плоскости штанги 5 за счет взаимодействия рычага 12, жестко укрепленного на штанге 5, ролика 13 и направлякаде0го копира 14, При этом ковш 7 оказывается над поверхностью жидкости в контактной камере 3.- При этом происходит дренаж жидкой фазы из массы твердого материала через пер5форацию в образующих ковша 7, При . дальнейшем круговом перемещении торг мозящая пластина 20 входит в сечение ковша 7и материал оказывается в замкнутом пространстве отжимной

0 камеры ковша, образующемся из днища 8, боковой цилиндрической стенки 9, шарнирно закрепленной пружиннойпластины (стенки) 1Q, верхней секционирующей перегородки 2, тормозя5щей пластины 20. При дальнейшем движении ковша 7 происходит сжатие материала, усилие которого определяется жесткостью пружинной пластины. Под/ действием сил сжатия про0исходит принудительный отжим растворителя из твердой фазы и ее уплотнение. При дальнейшем движении перегрузочно-отжимного ковша 7 сила сжатия превышает усилив пружинистой пластины (стенки). 10, последняя открывается и материал тормозящей пластиной 20 сбрасывается на экран 21. Под действием веса биомассы шарнирно закрепленный экран 21 открывается и биомасса через окно 18 и перегрузочный патрубок 19 попадает в ниже расположенную контактную камеру 3. Ковш 7 за счет возвратного движения штанги по спускному участку направляющего ко пира возвращается в исходное поло жение. Пройдя подобным образом все кон тактные камеры 3 экстрактора -г - , проэкстрагированный материал выгружается через разгрузочный патрубок 19 нижней контактной камеры 3 Чистый растворитель подается в нижнюю контактную камеру 3 с помощь .насоса (на чертежах не показан противотоком относительно движения твердой фазы из одной контактной камеры 3 в другую, а обогащенный растворитель из верхней контактной камеры 3 выходит из экстрактора на дальнейшую переработку.

tlct fuemfca Таким образом, в предлагаемой конструкции вертикального смесительно-отстойного экстрактора за счет введения дополнительной штанги, совершающей круговое (вместе с валом) и возвратно-поступательное движение вместе с жестко закрепленными на ней лопастями и ковшами,повышается механическая прочность, так как вал осуществляет только непосредственно свои вращательные функции; вынесением фигурного копира в верхнюю часть аппарата повышена надежность работы экстрактора и улучагены условия транспортировки твердой фазы; оборудование ковша шарнирно-закрепленной пластинчатой стенкой, а также перфорированными боковой стенкой и днищем позволяет улучишть условия отжима твердой фазы, а дополнительная пружина жесткости позволяет изменять режим отжима. Изменением площади тормозящей пластины обеспечивается возможность изменения производительности экстрактора, а следовательно, и времени пребывания твердой фазы в зоне контактирования .

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ. СМЕСИТЕЛЬНООТСТОЙНЫЙ ЭКСТРАКТОР ДЛЯ систем твердое тело - жидкость, содержащий корпус, разделенный горизонтальными .перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикальный-вал с рычагами и с лопастями, парегрузочно-отжимные ковши, кольцевой направляющий копир, отличают ийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения отжима твердой фазы и регулирования- времени контакта, экстрактор снабжен соединенной с валом вертикальной .штангой с роликом, установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, верхний конец которой посредством рычага и ролика соединен с кольцевым направляющим копиром, размещенным в верхней камере, при этом лопасть с перегрузоч(Л но-отжимным ковшом в каждой камере жестко закреплена на штанге, а тормозящие пластины прикреплены к горизонтальным перегородкам и выполнены из двух частей, одна из которых з установлена с возможностью перемещения .

Фиг.З

0/шр