Устройство для перколяционного гидролиза растительного сырья Советский патент 1985 года по МПК B01D11/02 

4 СП

х Изобретение относится к гидролиз ной промышленности и может быть Использовано для усовершенствования технологии гидролиза и конструкции аппарата для гидролиза растительног сырья. Известно устройство для перколяционного гидролиза растительного сырья, содержащее вертикальньй корпус, удлиненные фильтры, перфорированную подакщую трубу, установленную в центре корпуса, нижняя часть которой соединена с циркуляционным трубопроводом, служащим для предотвращения забивания перфорированной подающей трубы лигнином П . Недостатком данного устройства является то, что для изготовления циркуляционного контура требуется дополнительное оборудование; запорная арматура, циркуляционный насос, трубопровод большой длины с необходимыми опорами. Кроме того, с истечением определенного времени сам циркуляционный контур забивается лигнином, а значит, появляется необходимость его демонтажа и чистки. Перечисленные недостатки ведут к неоправданному удорожанию устройства И увеличению времени его простояf Известно устройство для перкйляционного гидролиза растительного сьфья, содержащее вертикальный корпус, удлиненные фильтры, перфорированную подающую трубу, установленну в центре корпуса, нижняя часть кото рой выведена из корпуса наружу и соединена системой трубопроводов со сдувным бачком. Такое конструктивно решение предотвращает забивание перфорированной трубы лигнином и мелкими фракциями сырья 2j. Недостатком данного устройства является то, что на изготовление . системы промывки требуется дополнительное оборудование: запорная арматура, трубопровод, сдувной бачок с системой отвода промывной воды. Кроме того, со временем проис ходит зарастание внутренней части сдувного бачка побочными продуктами гидролияа (керамелизация)и накоплен осадка из лигнина и мелких фракций исходного сьфья. Указанные недостат ки ведут к неоправданному значитель ному удорожанию устройства и увелич нию времени его простоя (за счет необходимости;внутренней поверхности сдувного .бачка и удаления из -него осадка), потерям варочной кислоты. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для перколяционного гидролиза растительного сырья, включающее вертикальный корпус, перфорированную подающую трубу, установленную по центру корпуса, удлиненные лучи-фильтры, расположенные по периметру в нижней части корпуса fs . Известное устройство не обеспечивает Достаточной зффективности работы, так как в процессе гидролиза происходит постепенное забивание центральной подающей трубы, что отрицательно сказьтается на интенсивности гидролиза, поскольку варочная кислота неравномерно распределяется по всему объему сырья. Происходит увеличение гидравлического сопротивления трубы, которое ведет к непостоянной скоростиподачи варочной кислоты, а это отрицательно сказывается на работе всего узла подготовки варочной кислоты, значительно ухудшается качество смешенйя варочной кислоты. Кроме того, чтобы произвести чистку подающей трубы, после ее полного забивания, необходимо полностью демонтировать трубу, извлечь ее из устройства и только после этого приступить к ее чистке. Указанные недостатки усложняют обслуживание устройства и уве- . личивают сроки простоя оборудования. Цель изобретения - упрощение конс трукции и сокращение потерь варочной кислоты при однов ременной очистке подающей трубы. : Указанная цель достигается тем, что в устройстве для перколяционного гидролиза растительного сырья, включающем вертикальный корпус, удлиненные фильтры, перфорированную подакщую трубу, установленную в центре корпуса и соединенную со итуцером, выходной конец которого расположен с наружной стороны корпуса, штуцер выполнен с отверстием, сообщ-ающимся с рабочим пространством корпуса, и снабжен клапаном, закрепленным на штоке, установленным с возможностью осевого перемещения внутри штуцера. Установка запиракяцего устройства в нижней части перфорированной по- дающей трубы позволяет периодически вести ее промывку в процессе работ аппарата. Это достигается следующим образом: в центральную подающую трубу подается промывная жидкость и одновременно открывается клапан запирающего устройства, при этом промывная жидкость проходит через центральную подакицую трубу, промьгвает ее от лигнина н мелких фракций исходного сырья и выходит через выходную часть открытого запирающего устройства в рабочее пространство аппарата, после чего клапан запираю щего устройства закрьшается и продолжается процесс гидролиза раститель ного сырья. При этом повышается интенсивность гидролиза путем предотвращения забивания центральной подающей трубы и отпадает необходимость в демонтаже и очистке центральной подающей трубы. На фиг.1 показан аппарат, в разрезе; на фиг,2 - клапан запирающего устройства (узел I на фиг.1). . . Устройство для гидролиза расти ;- тельного сырья содержит вертикаль- ный цилиндрический корпус 1с верхнейи нижней загрузочными гор- ловинами. В центре корпуса установлена центральная подакнцая труба 2, которая вводится в аппарат через штуцер 3 и служит для подачи варочн кислоты. В верхней части аппарата имеется штуцер 4, служащий для , подачи варочной кислоты при загрузк сырья, в нижней части аппарата вокр центральной трубы 2 установлены фильтрующие лучи 5, предназначенные для отбора гидролизата,выведенные наружу аппарата и объединенные коллектором 6. К нижней горловине аппа рата крепится выгружающее устройств 7, служащее для выгрузки лигнина из аппарата. На верхней горловине аппа рата установлена крышка 8. В боковой стенке корпуса 1 укреплено за- ; пирающее устройство клапанного типа которое содержит цилиндрический штуцер 9, внутри которого соосно с , ним размещен клапан 10 со штоком 11 кинематически связаннным с приводны механизмом 12, расположенным с нару ной стороны корпуса 1 . Своей вход-i ной частью, находящейся внутри корп са 1, штуцер 9 присоединен к нижнем концу подающей трубы 2. Клапан 10 установлен с возможностью осевого перемещения внутри штуцера У и имеет два крайних полржения А и В: в положении А он перекрывает подающую трубу 2, а в положении В открывает ее. В стенке штуцера 9 выполнено отверстие 13, сообщающее трубу 2 с рабочим пространством аппарата при открытом положении клапана IQ. В полости штуцера i9 установлена перегородка 14, служащая направляющей опорой для штока 11 и отделяющая клапан 10 от приводного механизма 12. В качестве приводного механизма 12 использован мембранный пружинный механизм обратного действия с ручным боковым дублером и с питанием из общей системы питания приборов КИП и А, Устройство работает следующим образом. При закрытом выгружакщем устройст- ве 7 и открытой крышке 8 через верхнюю горловину корпуса 1 загружают растительное сырье, например древесную щепу и опилки. Одновременно через штуцер 4 подают варочную кислоту и смачивают сырье. В это же время через штуцер 3 в перфорирован ную подающ5по трубу 2 .в течение 2-,, 3 мин подают промывную жидкость при открытом запирающем устройстве, т.е. клапан 10 отведен при помощи цриводного механизма 12 в положение -В . Промывная жидкость, проходя через подающую трубу 2, попадает внутрь штуцера 9 и через его отверстие 13 выходит в рабочее пространство аппарата. При своем перемещении промывная жидкость уносит из полости трубы 2 частицы лигнина и мелкие фракции сырья. Затем подача прО№(вной жидкости прекращается, клапан 10 переводится в положение и перекрывает нижний конец трубы 2. . После загрузки сырья начинают прогрев массы сырья путем, подачи острого пара через фильтрующие лучи 5. По окончании процесса прогрева сырья подача острого пара прекращается и начинается процесс перколя- ции, щ)и котором варочная кислота подается по трубе 2 и выходит через ее перфорацию в окружаю1цую массу сырья, а гйдролизат отбирается через фильтрующие лучи 5 и выводится из аппарата через коллектор 6. Одновременно с началом перколяции клапан 10 вновь переводят в положе-

5

ние и tB течение мин производят промывку варочной кислотой трубы 2. Затем трубу 2 эакршают клапаном 10 и продолжают процесс перколяции.

После окончания перколяции начинают ОТ1Ф1ВКУ гидролизуемого материала от остаточных Сахаров. Для этого трубу 2 вначале отмьшают от лигнина, подавая в нее воду и предварительно открыв ее нижний конец путем пере- , вода клапана 10 в положение 6,, при этом вода из Трубы 2 поступает в аппарат через отверстие 13 запирающего устройства. Затем клапан 10 переводят в положение А и закрывают им трубу 2, продолжая подавать в нее воду, которая начинает поступать внутрь аппарата через перфорацию трубы, 2. В процессе подачи воды отбор гидролизата черва фильтрующие лучи 5 не производят. После окончания процесса отмывки лигнина подачу воды прекращают и начинают отбор гидролиза через фильтрукидие лучи 5 до полного освобождения аппарата от жидкости, В результате давление в аппарате снижается. Затем ПРОИЗВОДЯТ выгрузку лигнина путем .открывания выгружающего устройства 7 и повторяют процесс работы аппарата в том же порядке.

Благодаря обеспечению возможности своевременной и беспрепятственной промывки внутренней полости подаю щей трубы 2 от продуктов гидролиза и мелких фракций сьфья на всех стади51х процесса гидролиза через пер-

39А586

форацию трубы 2 происходит равномерное поступление необходимых технологических сред внутрь аппарата. Процесс гидролиза при зтом протекает 5 более интенсивно и время на проведение одного цикла варки сокращается. Кроме того, существенно улучшается качество извлекаемьк Сахаров, так как сокращается времй их пребывания внутри аппарата. Резко сокращае -ся время простоев аппарата, так как производить демонтаж подающей трубы для ее очистки можно зна- чит,ельно реже.

На действующих.аппаратах по мере .. проведения варок происходит постепенное забивание центральной подающей трубы лигнином и древесным

0 сырьем, в результате чего варочная кислота поступает в аппарат неравномерно и нарушается оптимальный режим гидролиза. Выход Сахаров уменьшается на 3-4%, а время гидролиза увеличи-

5 вается на 20-30 мин. После проведения 10-15 варок необходимо останавливать аппарат, демонтировать центральную подакицую трубу и производить ее чистку. Эта операция очень трудоQ емка и длится примерно 3-5 сут. Предлагаемое устройство исключает названные недостатки, в результате чего выход Сахаров увеличивается на 3-4%, время гидролиза (оборот аппарата) остается постоянным для всех

варок, а количество проводиМ)Гх варок увеличивается до 45-50.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, включакхцее вертикальный корпус, удлиненные фильтры, перфорированную подающую трубу, установленную в центре корпуса и соедгаенную со штуцером, выходной конец которого расположен с наружной стороны корпуса, отличающееся тем, что, С целью упрощения конструкции и сокращения потерь варочной кислотыпри одновременной очистке подающей трубы, штуцер выполнен с отверстием, сообщающимся с рабочим пространством корпуса, и снабжен клапаном, закретг ленным на штоке, установленном с возможностью осевого перемещения, внутри штуцера..