Вертикальный иммерсионный шнековый экстрактор Советский патент 1983 года по МПК C11B1/10 

.Изобретение относится к производству растительных масел способом экстракции из маилосодержащего мате риала и быть использовано s масложировой промышленности. Известен модернизированный шнеко вый экстрактор, который состоит из загрузочной колонны, горизонтального шнека, и экстракционной колонны с установленными ё них перфорированными шнеками, 3 верхней части загрузочной колонны расположен декантатор, служащий для частичного осаждения дисперсной фазы из мисцеллы, выходящей из экстрактора f1, Недостатками экстрактора являютс низкая производительность, не превышающая 400 т/сут при переработке семян хлопчатника; нестабильность работы экстрактора из-за частых ост новок его вследствие отсутствия буферной емкости в верхней части за грузочной колонны; неравномерность заполнения межвиткового пространств и прокручивания материала; образование каналов в межвитковом пространстве, где значительная часть : растворителя, протекая свободно, не участвует в процессе экстракции; зависание экстрагируемого материала в цилиндрической трубе и отсутствие свободного выхода мисцеллы из внутренней части этой трубы; отсутствие организованного отвода воздуха, содержащегося в слое экстрагируемого материала, отрицательно влияющего на процесс экстракции. Кроме того, высокое содержание весового отстоя в мисцелле (на уров не 2,5-3%), поскольку в аппарате не используется экстрагируемый мате риал для. фильтрации мисцеллы, а про должительность отстаивания мисцеллы в декантаторе весьма кратковременна Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вертикальный иммерсионный шнековый экстрактор, включающий загрузочную и экстракционную колонны с транспортирующими перфорированными шнеками и патрубками для ввода и вывода растворителя, мисцеллы и маслосодержащего материала, соединительную гдризонтальную камеру с шнеком, укрепленную в верхней части загрузочной колонны приемную царгу, смонтирован ный в верхней части загрузочной ко62лонны декантатор, содержащий сооснсь размещенные в нем с частичным вхождением одна в другую насадки, выполненные в виде усеченных конусов, и укрепленную между насадками и заборным витком шнека радиальную неподвижную пластину 2 , Однако известный экстрактор не позволяет обеспечить эффективную очистку мисцеллы из-за колебаний в количестве мисцеллы, поступающей в декантатор. Целью изобретения является повышение производительности экстрактора и улучшение о,чистки мисцеллы , Цель достигается тем, что в вертикальном иммерсионном шнековом экстракторе, включающем загрузочную и экстракционную колонны с транспортирующими перфорированными шнеками и патрубками для ввода и вывода растворителя, мисцеллы и маслосодержащего материала, сбединительную горизонтальную камеру с шнеком, укрепленную в верхней части загрузочной колонны приемную царгу, смонтированный в верхней части загрузочной колонны декантатор, содержащий соосно размещенные в нем с частичным вхождением одна в другую насадки, выполненные в виде усеченных конусов, и укрепленную между насадками и заборным витком шнека радиальную неподвижную пластину, насадки декантатора выполнены перфорированными, укреплены под загрузочной царгой и расположены большим основанием вниз, а заборный виток шнека загрузочной колонны снабжен подрезающим ножом, укрепленным на валу шнека под углом 60-70° и направленным вниз,. Кроме того, загрузочная колонна снабжена дополнительными радиальными неподвижными пластинами, укрепленными непосредственно под нижней насадкой, при этом каждая пластина имеет прямоугольную, форму. На фиг, 1 изображен описываемый экстрактор, общий вид; на фиг. 2 верхняя часть загрузочной колонны с насадками и декантатором. Вертикальный иммерсионный шнековый экстрактор состоит из загрузочной колонны 1 с декантатором 2 и насадкой 3, являющейся фильтрую .щей перегородкой, и расположенными на выходе мисцеллы экстракционной колонны 4 и горизонтального передаточного перфорированного шнека 5, размещенного в горизонтальной соеди нительной камере 6. Внутри каждой колонны расположены шнеки 7 и 8 с перфорированными вит-, ками. Верхний виток шнека 7 загрузочной колонны 1 расположен ниже насадки 3 (на один метр) с целью создания в аппарате необходимого слоя материала для самофильтрации мисцеллы в противотоке. Экстрактор имеет автономные приводные устройства 9-11, работающие в блокированном режиме. Для загрузки экстрактора маслосодержащим материалом имеется патру бок 12, во избежание попадания фер« ромагнитных примесей в загрузочной самотечной трубке расположен электромагнит 13 во взрывозащищенном .исполнении. Для выпуска проэкстрагированного материала (шрота) в верхней части экстракционной колонны имеется разгрузочный патрубок I, куда шрот из экстрактора направляется при помощи лопастного сбрасывателя i 15. Патрубки 16 служат для ввода растворителя, а патрубок 17 для отвода мисцеллы из декантатора; аварийный слив мисцеллы из декантатора 2 осуществляется через патрубок 18 Слив всего растворителя из экстрактора производится через патрубок 19. Патрубок 20, расположенный в нижней части загрузочной колонны 1, служит для слива шлама из мисцелловых фильтров. Экстрактор оборудован бензоотводчиком 21, с помощью которого растворитель при переполнении экстракционной колонны otвoдитcя в декантатор 2 через патрубок 22. Паровоздушная смесь из экстрактора через патрубки 23 и 2 отводится в систему рекуперации растворителя. Во избежание провертывания матери ала в передаточном шнеке 5 и экстракционной колонне встроены продольные полосы 25. Смотровые стекла 2б служат для визуального наблюдения за движением материала в экстракторе Вертикальные неподвижные пласти ны 27 расположенные выше приемного витка шнека 7, предотвращают npoeopa чивание материала и образуют секцион ную зону самофильтрации мисцеллы (через слой экстрагируемого матери6ала) , а подрезающий нож 28 а начале заборного витка шне.ка обеспечивает равномерный захват материала по всему шагу витка и приводит в колебательное движение материал в вышележащем слое. Подрезающий нож 28 установлен под углом 20-30 к горизонту. При угле меньше 20 имеет место увеличение объема захватываемого материала и чрезмерное заполнение межвиткового пространства шнекового вала, могущее приводить к пе- , регрузке экстрактора. При увеличении угла более 30 резко увеличивается лобовое сопротивление материала и уменьшается объем заполнения межвиткового пространства, в результате чего снижается производительность экстрактора. Выравнивание слоя при загрузке материала в экстрактор производится восьмилопастной мешалкой 29, насаженной на шнековый вал. Для уменьшения лобового сопротивления лопасти мешалки встроены в ступице под углом 25-30 к горизонту. Исключительно важное значение имеет необходимость повышения степени безопасности эксплуатации экстрактора, поэтому для автоматического поддержания заданного уровня материала в приемной царге 30 и предотвращения выбросов паров бензина из экстрактора установлены изотопные датчики 31 (типа ГР-7С) предельного верхнего уровня и предельного нижнего уровня,воздействующие на электродвигатель привода загрузочной колонны 1 с одноВременной выдачей светозвукового сигнала. Контактный термометр32 предназначен для контроля температуры поступающего в экстрактор материала. При превышении температуры за пределы нормы (предусмотренной условиями безопасности производства) должен быть подан светозвуковой сигнал. Во избежание подпрессовки и деформации витков шнека Экстракционной колонны 1 в случае внезапной остановки лопастного сбрасывателя 15 в верхней части колонны установлен концевой электровыключатель 33, выключающий одновременно все электродвигатели экстрактора. Люк З служит для производства профилактических работ. Телескопические насадки 3 имеют по всей поверхности раззенкованные отверстия с внутренней стороны d.6 м а с внешней мм и расположеныи шахматном порядке с шагом 15 мм. Суммарное живое сечение перфорированной части поверхности насадки составляет. 0,2 м. Отношение площади сечения приемной царги к площади живого сечения отверстий насадки может быть выражено как 0,785:0,2. Угол уклона стенок насадок составляет f 20 к вертикали. Приведенные геометрические размеры являются одним из вариантов. Насадки 3 являются фильтрующими перегородками для очистки мисцеллы, а также способствуютболее равномерному распределению и движению материала вдоль колонны, предотвращая зависание материала, как это имеет место на цилиндрических участках колонны, где шнек отсутствует. 8 местах стыковки насадок 3 преду смотрены кольцевые зазоры, предназначенные для отвода воздуха -из материала, заключенного между частицами и в порах его и вытесняемого при движении материала. Экстрактор работает следующим об разом. Экстрагируемый масличный материал в виде лепестка,или крупки в коли честве (в пересчете на семена) 500-т/сут подается по трубе через электромагнит 13 и патрубок 12 в пр емную царгу.30 загрузочной колонны Затем при помощи подрезающего ножа 28 материал захватывается и направляется в межвитиовое пространство перфорированного шнека 7 и при вращении шнека транспортируется вниз к горизонтальному передаточному шнеку 5. Последним материал перемещается в горизонтальном положении к экстра ционной колонне k. Далее шнеком 8 материал поднимается вверх, где лопастным сбрасывателем виде обе жиренного материала - шрота выводит из экстракционной колонны k через р грузочный патрубок 1, Бензин в количестве 10-12 MVM п ступает через патрубки 16 в экстрак онную колонну Ц и, протекая через о верстия в перфорированных витках и свободном межвитковом пространств в противотоке движению материала по всему экстракционному тракту (экстр ционная колонна - передаточный шнек загрузочная колонна), экстрагирует хз материала масло, образуя раствор масла в бензине -.мисцеллу. При движении мисцеллы по тракту загрузочной колонны 1 снизу вверх М ис; целла фильтруется вначале через слой материала в секционной зоне фильтрации, а затем, пройдя фильтрующие перегородки насадок 3, -ноступает в декантатор 2, где отстаивается и выходит из него с содержанием мелкодисперсного осадка по массе до ,0,3. Частицы экстрагируемого материала, прошедшие через фильтрующие перегородки насадок 3, в слое мисцеллы осаждаются в нижней части конуса декантатора 2 и, смешиваясь с движущимся в колонне материалом, увлекаются последним. Вследствие непрерывного скольжения материала по перфорированной поверхности насадок 3 их фильтрующая поверхность сохраняет свою фильтрующую способность. Так как при движении материала в приемной царге 30 (сверху вниз) материал содержит в межчастцчном пространстве значительное количество воздуха, то для его отвода в местах стыковки насадок 3 предусмотрены зазоры, через которые при уплотнении материала отводится вытесняе-. мый из материала воздух , (выход воздуха показан стрелками, фиг.2). Образующаяся в декантаторе 2 над слоем мисцеллы паровоздушная смесь отводится через патрубок 23 в систему рекуперации растворителя. Суммарная площадь сечения кольцевых зазоров на участках стыковки телескопических элементов равна 0,3 м ,. Соотношение площади сечения приемной царги 30 к площади сечения кольцевых зазоров может быть представлено как 0,785:1Г,3. Благодаря тому, что насадки имеют форму усеченного конуса, расширяющегося сверху к низу, содержащийся в приемной царге 30 материал при движении к низу, поступая в зону насадок 3 приобретает более рыхлую структуру, чем создаются более благоприятные условия для проникновения растворителя в толщу слоя и вытеснения воздуха, содержащегося в материале. При этих условиях наибо. 7 ; -) лее эффективно осуществляется отпоступаювод воздуха из материала, щего в экстргктор. Вытеснение воздуха, заключенного между частицами экстрагируемого ма-териала и его порах является весьма значитойьтехнологической операцией, так как при этом ускоряется контакти рование экстрагента непосредственно с экстрагируемым материалом, cnocbiS16 . 8 ствующее пoвышeнVlю эффективности процесса экстракции. Изобретение по сравнению с известным устройством создает условия высокоэффективной работы и позволяет повысить производительность при переработке семян хлопчатника до 500 т/сут, снизить в мисцелле содержание мелкодисперсного осадка по массе до 0,2-0,3% и повысить степень безопасности эксплуатации экстрактора.

26 2

фиг. 2