Экстрактор для системы твердое тело - жидкость Советский патент 1993 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится к оборудованию для экстракции в системе твердое тело- жидкость, а точнее для экстрагирования природных материалов, обладающих высокой водопоглотительной и низкой фильтрующей способностью, например для получения стимуляторов роста из торфагу- матов.

Цель изобретения - повышение выхода гуминовых веществ при получении стимуляторов роста из торфа.

В известных технических решениях не имеется признаков, сходных с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа.

На фиг. 1 изображен предлагаемый экстрактор, продольный разрез: на фиг. 2 -узел I на фиг. 1.

Экстрактор состоит из корпуса 1. загрузочного 2 и выгрузочного 3 устройства, патрубков 4 и 5 соответственно для ввода и вывода растворителя и патрубков 6, 7, 8

00

ы о о

00

о

соответственно для ввода пара, вывода пара и конденсата.

По высоте экстрактор секционирован горизонтальными перегородками 9. Внутри каждой секции осесимметрично корпусу установлены цилиндрическо-конические камеры 10, которые состоят из двух частей, нижних, выполненных в виде цилиндрических обечаек 11, и верхних - в виде усеченных конусов 12, причем часть поверхности усеченных конусов 12 перфорирована и в пространстве корпуса 1 отделена от остальной части цилиндрическо-конических камер 10 наклонными перегородками 13, закрепленными на поверхности усеченных конусов 12 и корпуса 1 так, что в каждой секции образуются два отсека 14 и 15, являющиеся собственно емкостью для сбора жидкой фазы, и паровой рубашкой, при этом последние между собой в секциях соединяются паропроводами 16. Отсеки 14 каждой секции, начиная с верхней, выгрузной секции экстрактора, посредством патрубков 17, переточных каналов 18, насосов 19 и патрубков 20 соединены через одну секцию с цилиндрическими обечайками 11 смесительных камер предыдущих секций, а выходные патрубки 17 отсеков 14 секций, расположенных между ними, соединены посредством магистралей 21, крана 22, с патрубком 23 сборника конденсатора 24, верхний патрубок 25 которого подключен к вакуумной магистрали 26 через кран 27 так, что в экстракторе через одну секцию образованы вакуум-камеры. Сборник-конденсатор снабжен патрубками 28 для слива конденсата паров растворителя через кран 29, а также патрубком 30, к которому через кран 31 подключена магистраль сжатого воздуха 32.

По оси аппарата внутри корпуса 1 и камер 10 проходит вал 33 с лопастными мешалками 34, установленными внутри цилиндрических обечаек 11, образующих смесительные камеры. На валу 33 также установлены отжимные коническо-цилиндри- ческие шнеки 35, которые выполнены с переменным шагом и заходят в смесительные камеры. Цилиндрическо-конические камеры 10 последовательно соединяют между собой переточными каналами для твердой фазы, выполненными в виде патрубков 36, причем их выходные горловины (см. фиг. 2) заходят в смесительные камеры и выступают над их дном, а их края выполнены с острой кромкой, скошенной изнутри патрубков 36. Эти горловины перекрываются дисками 37, подвижно закрепленными на валу 33 и прижимающимися к ним пружинами 38. Краны 40. 45 и магистрали 41 и 42,

насос 43 служат для запуска экстрактора, а кран 39 для запуска и работы экстрактора. Кран 46 -- для ввода растворителя, кран 47 - для вывода продукта, кран 48 - для вывода

конденсата.

Экстрактор работает следующим образом.

Торф с помощью загрузочного устройства 2 непрерывно подается в смесительную

О камеру нижней загрузочной секции экстрактора. Включается вращение вала 33, в рубашку 15 подается пар, открываются .краны 46 и 39, включается насос 19 и. т. к. горловины переточных патрубков 36 закрыты диска5 ми 37, то растворитель поступает в цилиндрическую обечайку 11 загрузочной секции через все камеры 10, не соединенные с вакуумом, через их отсеки 14 по переточным каналам 18. При наполнении

0 растворителем смесительной камеры загрузочной секции краны 47 и 39 перекрываются, выключаются насосы 19, открывается кран 45 и отжимаемый в этой секции растворитель по магистрали 41 вновь перетекает в

5 обечайку 11 этой же секции. При прохождении торфа через камеру 10, подключенную к вакууму (вторая секция), и при появлении его в следующей отжимной камере 10 экстрактора кран 45 закрывается, открывается

0 кран 40, включается насос 43, открываются краны 39 и включаются насосы 19.. В таком режиме экстрактор работает до появления твердого остатка из выгрузочного устройства 3, после чего открывается кран 27 сбор5 ника конденсатора 24 и кран 22 вакуум-камеры экстрактора подключается к вакууму.

По достижении требуемой концентрации гуминовых веществ в растворителе на0 сое 43 отключают и кран 40 закрывают, а открывают кран 46 на требуемый расход растворителя и открывают кран 47 для вывода готового продукта.

По мере необходимости через кран 48

5 сливают конденсат пара, а через кран 29 сливают конденсат растворителя в виде продукта.

При прохождении отжатого до 80 - 85% влажности и разогретого до 90-95°С торфа

0 вакуум-камер оставшийся после отжатия в порах торфа растворитель за счет пониженного давления в камере вскипает и образовавшиеся пары растворителя выталкивают из пор на поверхность частиц растворитель

5 с целевым продуктом - гуминовым веществом. При этом образовавшиеся пэры отсасываются в сборник-конденсатор 24, где конденсируются в виде жидкости, а торф, преодолевая сопротивление пружин 38, поступает в смесительную камеру следующей

секции, куда насосами закачивается растворитель, который интенсивно смывает гуми- новые вещества с поверхности частиц торфа, а новая порция растворителя за счет атмосферного давления всасывается в поры частиц торфа и вступает в-реакцию с гуми- новыми веществами, образуя вновь в порах торфа коллоидные соединения, которые препятствуют действию растворителя.

При дальнейшем движении торфа в экстракторе он вновь отжимается, вакуумиру- ется, при этом повторяются процессы, описанные выше, и осуществляется интенсивное извлечение гуминовых веществ. Герметизации вакуум-камер способствует наличие подпружиненных дисков 37, которые за счет острого скоса на горловинах патрубков 36 перекрывают их, кроме того, пружины 38 создают дополнительное усилие при отжатии торфа и внутри патрубков 36 создаются плотные пробки из торфа, которые также повышают герметизацию камер. Насосы 19 принудительно перекачивают растворитель из одной секции в другую, этим надежно обеспечивается процесс противоточной экстракции.

Предлагаемая конструкция экстрактора за счет чередования отжимных камер с вакуум-камерами позволяет увеличить массо- обмен, а следовательно, выход гуминовых веществ в сравнении с прототипом.

Кроме того, установка насосов на магистралях переточных каналов для жидкой фазы обеспечивает в сравнении с прототипом более надежную работу аппарата в режиме встречной экстракции.

Надежная герметизация вакуум-камер осуществляется за счет подпружиненных дисков, закрывающих горловины с острой скошенной кромкой изнутри переточных патрубков для твердой фазы, и способствует улучшению вакуумирования частиц торфа, а следовательно, увеличению массооб мена и выходу гуминовых веществ. Формула изобретения

1.Экстрактор для системы твердое тело - жидкость, содержащий секционированный

по высоте вертикальный цилиндрический корпус, устройства для загрузки и выгрузки твердого материала, патрубки для ввода и вывода растворителя, конические камеры,

смесительные цилиндрические камеры, прикрепленные к коническим камерам, патрубки для перетока твердой фазы, и переточные каналы для жидкой фазы, вал с лопастными мешалками в цилиндрических

обечайках и отжимными устройствами, выполненными в виде шнеков с переменным шагом, отличающийся тем, что. с целью повышения выхода гуминовых веществ при получении стимуляторов роста из торфа.

каждая секция снабжена наклонной перегородкой, разделяющей ее на отсеки для сбора жидкой фазы и паровые рубашки, а экстрактор снабжен сборником-конденсатором, вакуум-магистралью и насосами, при

этом выходные патрубки отсеков сбора жидкой фазы соединены переточными каналами с насосами через одну секцию с выходными патрубками смесительных камер, а выходные патрубки отсеков, расположенных между ними, соединены со сборником-конденсатором, к патрубку которого подключена вакуумная магистраль, при этом внутри смесительных камер установлены на валу герметизирующие диски.

2.Экстрактор по п. 1,отличающий- с я тем. что герметизирующие диски подпружинены, а горловины всех патрубков для перетока твердой фазы выступают над дном

своих смесительных камер и их края выполнены с острой кромкой, скошенной изнутри патрубков.

/7

19

Отработанный

М

5 47 flpoetyx/77

Конденсат

Область использования: изобретение относится к области химического и пищевого машиностроения и может быть применено для экстракции в системе твердое тело-жидкость, например для экстракции как торфа, так и кореньев, трав, отжимок ягод и др. Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода гуминовых веществ путем улучшения противоточно-эк- стрэкционного процесса. Сущность изобретения: экстрактор содержит вертикальный цилиндрический корпус, секционированный по высоте горизонтальными перегородками, устройства для загрузки и выгрузки твердого материала, патрубки для ввода и вывода растворителя, смесительные цилиндрические обечайки, патрубки для переточки твердой фазы. Начиная с верхней секции, выходные патрубки отсеков сбора жидкой фазы соединены переточными каналами и насосами через одну предыдущую секцию с входными патрубками цилиндрических обечаек смесительных камер. Выходные патрубки отсеков секций, расположенных между ними, трубопроводами соединены со сборником-конденсатором, к одному из верхних патрубков которого подключена вакуумная магистраль, образуя в экстракторе через одну секцию вакуум-камеры, з внутри смесительных камер всех секций на валу установлены герметизирующие элементы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

Фиг.1

11

35

Фиг. I