Устройство для гидролиза-экстрагирования растительного сырья Советский патент 1992 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится к технике гидролиза-экстрагирования периодического действия в системе твердое тело- жидкость и может быть использовано для извлечения полезных вещоств из различных видов растительного сырья в пищевой и фармацевтической, ликеро- водочной и безалкогольной промышленности.

Экстракторы периодического действия применяются в тех отраслях промышленности, где производятся небольшие партии продукции разнообразного ассортимента, например при гидролизе-экстрагировании пектина из пектинсодержащего растительного сырья.

Известны экстракторы периодического действия, включающие вертикальный корпус с конусным или эллиптическим днищем, внутри которого установлен вал с расположенным на нем механически вращающимся перемешивающим устройством, устройство для загрузки и выгрузки экстрагируемого продукта, патрубки для ввода экстрагента и вывода экстракта.

Однако известные конструкции экстракторов не обеспечивают предотвращение оседания на дно экстракторов тяжелых частичек растительного сырья, вследствие чего происходит неравномерное распределение и перемешивание сырья с экстра ген- том и, таким образом, ухудшается контакт между фазами, что снижает интенсивность механизмов масеопереноса.

Кроме того, при выгрузке проэкстраги- рованного сырья происходит налипание его на стенки корпуса, образуются застойные зоны, вследствие чего возникает необходимость ручного вмешательства или промывки экстрактора от остатков сырья, что ухудшает качество продукта.

Недостатком известных конструкций экскаваторов является также невозможность отжима проэкстрагированного растительного сырья при его выгрузке из экстрактора, что вызывает большие потери экстрагента в сырье, а также невозможность очистки боковых стенок и днища от налипшего продукта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для термической обработки, настаивания, гидролиза-экстрагирования растительного сырья, например мезги, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с двойным конусным днищем, верхнее из которых перфорировано, внутри которого установлен вал с расположенным на нем устройством для перемешивания, устройством для выгрузки твердого материала, выполненное в виде транспортирующего шнека, с разрыхлителями в нижней части корпуса, механизм очистки конусного днища от. налипшего материала.

Недостатком известной конструкции является то. что устройство для выгрузки твердого материала не может обеспечить своевременный отжим продукта. Значительная часть экстракта при этом остается в сырье, что приводит к снижению его выхода. Конструкция перемешивающего устройства не препятствует оседанию сырья, вызывая образование застойных зон и снижая интенсивность экстрагирования.

Кроме того, данная конструкция сложна в изготовлении и неудобна в обслуживании, требует применения ручного труда при очистке конусной сетки с помощью механизма тяги ножа.

Цель изобретения - интенсификация процесса и увеличение выхода экстракта.

Указанная цель достигается тем, что в

устройстве для гидролиза-экстрагирования растительного сырья, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с двойным коническим днищем, верхнее из которых

0 перфорировано, внутри которого установлен вал с расположенным на нем перемешивающим устройством, устройство для выгрузки твердого материала, устройства для загрузки растительного сырья и вывода

жидкой фазы, устройство для выгрузки твердого материала выполнено в виде непрерывного однозаходного прессующего шнека с уменьшающимся шагом витков, размещенного соосно валу перемешиваю0 щего устройства, при этом вал с расположенным на нем перемешивающим устройством и установленное соосно с ним устройство для выгрузки твердого материала выполнены с возможностью реверсивно5 го вращения.

Поставленная цель достигается также тем, что перемешивающее устройство выполнено в виде наклонных к горизонту двухлопастных мешалок, ярусно расположенных на

0 вертикальном валу перпендикулярно одна другой, при этом одна из каждой вышележащей пары лопастей соединена пластиной с одной из каждой нижележащей, перпендикулярно расположенной пары лопастей, обра5 зуя спираль.

Кроме того, непрерывный однозаход- ной прессующий шнек выполнены коническим и окружен перфорированным барабаном.

0 Установление устройства для вывода твердого материала соосно валу перемешивающего устройства с возможностью ревер- сивного вращения в сочетании с выполнением устройства для выгрузки твер5 дого материала в виде непрерывного одна- заходного прессующего шнека с уменьшающимся шагом витков обеспечивает при процессе гидролиза-экстрагирования непрерывное энергичное перемешивание

0 всего объема экстрагируемого материала, устранение застойных зон, предотвращение оседания тяжелых частиц растительного сырья, способствуя таким образом более полному извлечению полезных веществ из

5 растительного сырья за счет создания лучших условий для действия механизмов переноса.

В процессе выгрузки твердого материала и слива экстракта после окончания гидролиза-экстрагирования указанная совокупность признаков обеспечивает более полный выход экстракта за счет отжима проэкстрагированного сырья при продвижении его в сужающемся пространстве между перфорированным барабаном и ко- ническим однозаходным шнеком с уменьшающимся шагом витков.

Перемешивающее устройство при включении механизма на выгрузку совместно со спиралью также способствует полной выгруз- ке проэкстрагированного сырья и одновременной очистке его со стенок корпуса и перфорированного днища с предварительным отжатием сырья за счет давления пластины спирали при ее вращении на сырье.

На фиг, 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечное сечение (разрез А-А на фиг,1),

Устройство для гидролиза-экстрагирования растительного сырья представляет собой вертикальный цилиндрический корпус 1 с водяной рубашкой 2 и конусным днищем 3, в верхней части которого расположено конусное перфорированное днище 4.

Внутри корпуса установлен вал 5 с расположенными на нем перемешивающим устройством 6 и устройством для выгрузки твердого материала, которое выполнено в виде непрерывного одноза- ходного конусного прессующего шнека 7 с уменьшающимся шагом витков, окру- екенного перфорированным барабаном 8. Выгрузочное отверстие закрыто регулировочным отжимным конусом 9. Вал прессующего шнека 7 размещен соосно с валом 5 перемешивающего устройства б, который приводится во вращение через редуктор 10 и реверсивный двигатель 11. Лопасти перемешивающего устройства 6 для улучшения перемешивания наклонены к горизонту под углом 45°. Лопасти расположены ярусно на вертикальном валу 5 перпендикулярно одна другой, при этом одна из каждой вышележащей пары лопастей соединена сплошной пластиной 12с одной из каждой нижележа- щей, перпендикулярно расположенной пары лопастей, образуя спираль.

Жидкая фаза отводится через перфорированное днище 4, барабан 8 и патрубки 13,14.

Горячая вода для поддержания заданной температуры подается в рубашку 2 через патрубок 15 и выводится через патрубок 16. Экстрагируемое растительное сырье подается в верхнюю часть корпуса через за- грузочное устройство 17, а экстрагент - через патрубок 18.

Устройство для гидролиза-экстрагирования растительного сырья работает следующим образом.

В верхнюю часть корпуса 1 через загрузочное устройство 17 подают растительное сырье, а через патрубок 18 - экстрагент до заполнения рабочей емкости корпуса. Твердый материал перемешивающим устройством 6 равномерно распределяется по сечению корпуса экстрактора и смешивается с экстрагентом. При этом вращение вала

5происходит при помощи реверсивного двигателя 11 в сторону, обратную выгрузке. Осевшие на дно частицы твердого материала поднимаются витками прессующего шнека 7, вращающегося совместно с перемешивающим устройством 6, и смешиваются с основной массой.

Заданная температура в устройстве для гидролиза-экстрагирования поддерживается циркуляцией горячей воды в рубашке 2.

По истечении необходимого времени гидролиза-экстрагирования отключают вращение перемешивающего устройства б и прессующего шнека 7 и производят слив жидкой фазы через перфорированное днище 4, барабан 8 и патрубки 13,14.

Затем реверсивным двигателем 11 включают перемешивающее устройство 6 и прессующий шнек 7 на выгрузку и производят отжатие и выгрузку продукта.

При этом перемешивающее устройство

6совместно со спиралью 12 способствует наиболее полной выгрузке проэкстрагиро- вавшего сырья и одновременной очистке его со стенок корпуса 1 и перфорирован ного днища 4 с предварительным отжатием сырья за счет давления пластины спирали 12 при ее вращении на сырье.

Твердая фаза транспортируется прессующим шнеком 7 к отжимному конусу 9, отжимается и выводится в приемный бункер. Жидкая фаза выводится через отверстия перфорированного барабана 8 и патрубок 14 в сборник, откуда подается на дальнейшую обработку.

Использование предлагаемого изобретения позволяет интенсифицировать прр- цесс гидролиза-экстрагирования за счет равномерного распределения фаз по всему объему устройства, устранения застойных зон, что наряду с более полным отжатием проэкстрагированного сырья обеспечивает увеличение выхода экстракта.

Одновременно предлагаемая конструкция устройства сокращает длительность технологического процесса получения конечного продукта, например пектинового экстракта, за счет исключения транспортирующих механизмов и отдельно стоящего прессующего агента, снижая таким образом себестоимость готового продукта за счет сокрещения расхода электроэнергии, оборудования, технологической схемы.

Кроме того, предлагаемое устройство можно использовать для получения дополнительных пектинсодержащих продуктов (паста, пюре из растительного сырья), расширяя тем самым их ассортимент.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1.Устройство для гидролиза-экстрагирования растительного сырья, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с двойным конусным днищем, верхнее из которых перфорировано, внутри которого установлен вал с расположенным на нем перемешивающим устройством, устройство для выгрузки твердого материала, устройства для загрузки растительного сырья и вывода жидкой фазы, устройство для очистки конусного днища, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличения выхода экстракта, устройстве для выгрузки твердого материала выполнено в виде непрерывного .однозаходного прессующего шнека с уменьшающимся шагом витков, размещенного соосно с валом перемешивающего устройства, при этом

вал с расположенным на нем перемешивающим устройством и установленное соосно с ним устройство для выгрузки твердого материала выполнены с возможностью реверсивного вращения.

2.Устройство по п.1,отличаю щ е вся тем, что перемешивающее устройство выполнено в виде наклонных к горизонту двухлопастных мешалок, ярусно расположенных на вертикальном валу перпендикулярно одна

другой, при этом одна из каждой вышележащей пары лопастей соединена посредством пластины с одной из каждой нижележащей, перпендикулярно расположенной пары лопастей, образуя спираль.

З.Устройство по п.1. от л ичаю щее- о я тем, что непрерывный однозэходный прессующий шнек выполнен коническим и окружен перфорированным барабаном.

% М№ t

Изобретение относится к технике гидролиза-экстрагирования растительного сырья. в частности к конструкциям экстракторов периодического действия. Цель изобретения - интенсификация процесса гидролиза- экстрагирования растительного сырья, увеличение выхода экстра re нта. Устройство содержит цилиндрический корпус с двойным коническим днищем, верхнее из которых перфорировано, устройство для загрузки твердого материала, патрубки для ввода-вывода жидкой фазы, Новым является возможность проведения в одном аппарате двух процессов: гидролиза-экстрагирования и отжима прогидролизованных выжимок за счет расположения устройства для выгрузки твердого материала соосно с валом перемешивающего устройства с возможностью реверсивного вращения. Устройство для выгрузки твердого материала выполнено в виде прессующего шнека, окруженного перфорированным бара- баном. Лопасти перемешивающего устройства соединены радиально изогнутой пластиной, образуя спираль, что позволяет равномерно перемешивать сырье, а также способствует предварительному отжатию твердого материала, транспортировке его к прессующему шнеку и очистке стенок корпуса от оставшегося налипшего сырья. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. 4 ГО Ю (Л Ю 0