Экстрактор для виноградных выжимок Советский патент 1992 года по МПК C12G1/02 

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для экстрагирования ценных компонентов из растительного сырья, в частности из виноградных выжимок, и может быть использовано в виноделии и пищевой промышленности,

Известны многочисленные конструкции экстракторов горизонтального или наклонного типа для извлечения ценных компонентов из виноградных выжимок.

Недостаток этих известных аппаратов состоит в том, что они характеризуются сложностью конструкции, громоздкостью, трудоемкостью в изготовлении и эксплуатации, а также относительно невысокой эффективностью.

Известен экстрактор из виноградных выжимок вертикального типа, секционированный горизонтальными перегородками,

включающий приспособления для загрузки и выгрузки выжимки, сборное устройство экстракта, отделенное от корпуса колонны ситчатым фильтрующим элементом (ситовым поясом), служащим для предотвращения уноса выжимки.

Известный аппарат имеет более простую по конструкции по сравнению с горизонтальными или наклонными аппаратами, но также характеризуется относительно невысокой эффективностью и способностью забиваться при разгрузке отработанного твердого материала-выжимки, обладающей склонностью к слипанию и слеживанию.

Цель изобретения - увеличение эффективности ценных компонентов за счет более равномерного распределения потоков по площади сечения аппарата и повышение надежности выгрузки выжимки.

XI

СП

со

О

о

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен генератором пневматических импульсов и пульсационной камерой, сообщающейся с нижней частью вертикальной колонны, фильтрующий элемент выполнен в виде полых перфорированных стаканов, размещенных равномерно в крышке колонны, причем сливной патрубок сборного устройства установлен над верхними кромками перфорированных стаканов.

На фиг.1 представлен предлагаемы и аппарат; на фиг.2 - схема расположения полых перфорированных стаканов в крышке аппарата, на фиг.З и 4 - возможный вариант горизонтальных секционирующих перегородок.

Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, соединенный коленом 2 с пульса ционной камерой 3, Корпус аппарата секционирован горизонтальными перегородками 4. Крышка 5 аппарата, в которую вставлены полые перфорированные стаканы 6, соединена вертикальным трубопроводом 7 с коническим бункером 8. Внутренняя полость аппарата 1 и бункер 8 разделяются шибером 9, работающим от пневмоцилиндра 10. В верхней части корпуса 1 установлено сборное устройство 11 экстракта с патрубками 12 и 13, причем сливной патрубок 12 расположен выше переливных кромок ситчатых фильтрующих элементов. В нижней части к корпусу 1 присоединено коническое днище 14, в которое врезан трубопровод 15 для входа растворителя с установленным начнем клапаном 16. К колену 2 присоединен патрубок 17 для выхода отработанной выжимки. Патрубок 17 перекрывается шибером 18, работающим от пневмоцилиндра 19. К колену 2 с помощью пульсопровода 20 присоединен генератор пневматических импульсов 21, вращающийся от электродвигателя 22 и редуктора 23. Генератор пневматических импульсов попеременно сообщает линию 24 сжатого воздуха с пульсационной камерой 2 и атмосферой. Генератор пневматических импульсов 21 соединен с бункером 8 с помощью трубопровода 25 с вентилем 26. В крышку 27 бункера врезан трубопровод 28 с пневматическим клапаном 29 для подачи м«зги. На пульсопроводе 20 установлен пневматический клапан 30. На трубопроводе 25 установлен показывающий манометр 31, патрубок 32 сообщен е атмосферой. В крышку 27 врезан датчик уровня 33, воздействующий через вторичный прибор 34 на клапан 29.

Аппарат работает следующим образом.

Исходная пульпа, содержащая виноградную выжимку, подается по трубопроводу 28 в бункер 8 аппарата. Снизу в корпус 1 аппарата поступает экстрагент. В корпусе 1

аппарата осуществляется противоточное движение виноградной выжимки и нагретого до 60°С экстрагента. Для интенсификации процесса экстрагирования на вертикальный поток накладывают от гене0 ратора пневматических импульсов 21 возвратно-поступательные колебательные движения с определенной интенсивностью. Образующиеся при этом вертикальные колебательные потоки при набегании на гори5 зонтальные секционирующие перегородки с наклонными лопатками многократно по всей высоте аппарата в соответствии с числом перегородок изменяют свои направления на горизонтально-наклонные и с более

0 высокой скоростью обтекают виноградные выжимки, интенсифицируют процесс экстрагирования. Обогащенный ценными компонентами раствор проходит (фильтруется) через полые перфорированные стаканы 6,

5 собирается в сборное устройство 11 и выводится через сливной патрубок 12. Вследствие того, что патрубок 12 находится выше верхних кромок стаканов 6, все время стаканы находятся под заливом. В генерато0 ре пневматических импульсов 21 линия сжатого воздуха попеременно сообщается с помощью пульсопровода 20 с внутренней полостью пульсационной камеры 3 или с атмосферой через патрубок 25, При соеди5 нении сжатого воздуха с полостью камеры 3 уровень жидкости в ней опускается и соответственно в корпусе 1 поднимается, в результате в корпусе создается вертикальный импульс потока вверх.

0 При сообщении сжатого воздуха с атмосферой уровень жидкости в корпусе 1 понижается. Эти колебания происходят с заданной частотой 20-40 колебаний в 1 мин. Соответственно жидкость перемещается

5 попеременно вверх-вниз относительно виноградных выжимок. При вертикальном ходе жидкости вверх поступающий раствор фильтруется через полые перфорированные стаканы 6 в сборное устройство 11. При дви0 жении потока в корпусе 1 вниз раствор из устрЬйства 11 течет через сетки 6 вниз, тем самым промывая и регенерируя их. Колебания жидкости в пульсационной камере 3 осуществляются с амплитудой, которая ре5 гулируется вентилем 26. Частота колебаний потока определяется частотой вращения генератора пневматических импульсов 21. Изменения давления сжатого воздуха в системе регистрируются с помощью мано- метра31. Выход сжатого воздуха ватмосферу происходит через трубопровод 25, соединяющий с крышкой 27, и далее патрубок 32. По.окончании относительно продолжительного цикла контактирования через определенный промежуток времени от реле времени подается команда на закрытие пневматических клапанов 16,29 и 30 и открытие шиберов 9 и 18, срабатывающих от пневмоцилиндров 10 и 19. При закрытии клапанов 16,29 и 30 на короткий промежуток времени (на момент разгрузки) происходит прекращение подачи в бункер 8 виноградной выжимки, растворителя и пульсаций сжатого воздуха. При открытии шиберов 9 и 18 под действием высоты столба жидкости отработанная выжимка поступает в трубопровод 17. Движению выжимки через патрубок 17 способствует сообщению полости камеры 3, находящейся под давлением, с полостью трубопровода 17 (с атмосферой).

Одновременно с разгрузкой виноградной выжимки из верхней части корпуса и продвижением всего столба твердого материала вниз в верхней части корпуса аппарата высвобождается место, куда из бункера 8 через трубопровод 7 самотеком поступает свежая новая порция.выжимки. После этого цикл поступления твердого материала прекращается, и подается команда на закрытие шиберов 9 и 18 и открытие клапанов 16,29 и 30. При этом в аппарат снова начинает поступать раствор через патрубок 15, а на вертикальный поток начинают накладываться колебательные воздействия. Восходящим потоком растворителя частицы виноградной выжимки подпираются вверх к перфорированным стаканам 6. Частицы выжимки, находясь в плотном состоянии, в то же время совершают колебательные движения с заданной частотой. Прекращение подачи выжимки в бункер 8 происходит по команде датчика уровня 33. Патрубок 13 предназначен для опорожнения сборного устройства 11,

Пример. Проведены исследования процесса извлечения красящих веществ, сахара и виннокислых соединений из выжимки винограда в колонном аппарате диаметром 100 мм, высотой 2500 мм, выполненном из органического стекла. Полые перфорированные стаканы, установленные в крышке, обтянуты сеткой из нержавею- щей.стали с размерами ячеек 0,6 х 0,6 мм. В рабочей части колонны, имеющей высоту 1200 мм, установлено 30 горизонтальных перегородок, имеющих площадь проходного сечения 20%. В аппарате от генератора

пневматических импульсов осуществляются возвратно-поступательные коле.батель- ные движения с частотой 30 колебаний и амплитудой 10-15 мм. Поскольку расстоя- 5 ния между наклонными перегородками секционирующих перегородок равно 7 мм, выжимку винограда измельчали и просеивали на сито 4x4 мм. Перед загрузкой в аппарат выжимку обрабатывали паром в те10 чение 3 мин. Загрузку выжимки производили сверху, снизу в аппарат подавали горячую воду при 45-50°С. Экстракт отводился в верхней части аппарата из сборного устройства. Разгрузка колонного аппарата

15 осуществляется через каждые 15 мин. Время разгрузки отработанной выжимки 1 мин. В пробах анализировали содержание красящих веществ, сахара и виннокислых соединений в экстракте и нижней разгрузке

0 аппарата.

В предложенном аппарате при относительно низкой температуре воды 45-50°С достигнуто высокое извлечение сахара 70- 90%, виннокислых соединений 82,7%. При

5 экстрагировании красящих веществ содержание красителя в верхнем и нижнем продуктах колонного аппарата отличается в 120 раз и 33 раза, практически все красящие вещества переходят в верхний продукт. В опытах до0 стигнута удельная производительность по исходному твердому продукту около 20 т/м2.сут. Отработанная выжимка надежно разгружается из аппарата при включении клапанов, установленных на пульсопроводе

5 и трубопроводе подачи воды.

Формула изобретения Экстрактор для виноградных выжимок, содержащий вертикальную колонну с крышкой, установленные в ней по высоте гори0 зонтальные перфорированные секционирующие перегородки, приспособления для загрузки и выгрузки выжимки, устройство для сбора экстракта со сливным патрубком и фильтром на входе, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения эффективности извлечения ценных компонентов за счет более равномерного распределения потоков по площади поперечного сечения колонны и повышения надежности в работе, он снаб0 жен соединенной с колонной в нижней ее части пульсационной камерой с генератором пневматических импульсов, а фильтр состоит из ряда полых перфорированных стаканов, установленных в крышке равно5 мерно по ее периметру, при этом сливной патрубок устройства для сбора экстракта установлен выше верхних кромок перфорированных стаканов.

UO

JS. I О S X SXD O ГО

rifW /

с Е./9 / /

X OS/

- - y- a/

(O

«Э CO

o in hвч

14.

О)

eD.

О

m t- О t Dr cj о s

U, P. I SC

Использование: для экстрагирования ценных компонентов из растительного сырья в виноделии и пищевой промышленности. Сущность изобретения: экстрактор для виноградных выжимок содержит вертикальную колонну с крышкой, по высоте которой установлены горизонтальные перфорированные секционирующие перегородки, приспособления для загрузки и выгрузки выжимки устройства для сбора экстракта со сливным патрубком. Нижняя часть колонны соединена с пульсационной камерой с генератором пневматических импульсов. На входе в устройство для сбора экстракта установлен фильтр, состоящий из ряда полых перфорированных стаканов, установленных в крышке равномерно по ее периметру. Сливной патрубок установлен выше верхних кромок перфорированных стаканов. 4 ил.

f « «f ff # f ftr