Аппарат для обработки растительного сырья Советский патент 1977 года по МПК D21C1/04 

1

Изобретение относится к гидролизной промышленности и может быть использовано для проведения гидролиза растительного сырья с целью получения Сахаров.

Известен аппарат для обработки растительного сырья, включающий вертикальный корпус колонного типа с крышкой и верхним загрузочным устройством и с выгрузочным отверстием и нижним разгрузочным устройством, коаксиально установленные по оси корпуса трубопроводы для подачи химреагентов и трубопровод подачи промывной жидкости, пароуплотнитель, фильтры, установленные по высоте корпуса в зонах обработки сырья, и ворошитель.

Данный аппарат не обеспечивает полного извлечения Сахаров с весовой единицы сырья в процессах гидролиза вследствие неравномерного обновления химреагентов по высоте и объему сырьевого столба и неравномерного и недостаточного прогрева паром потока загружаемого в аппарат сырья вследствие неполного отбора гидролизата, особенно на этапе выгрузки лигнина из аппарата. Кроме того, наличие боковых вводов для трубопроводов подачи химреагентов ухудшает технологичность конструкции, а расположение промывочной зоны в аппарате уменьшает полезный объем аппарата.

С целью повышения количественного выхода Сахаров с весовой единицы сырья при его гидролизной обработке предлагаемый аппарат имеет фильтр разделения гидролизата и

лигнина растительного сырья, установленный на валу ворошителя и соединенный патрубками для отвода лигнина с нижним разгр}зочным устройством; трубопроводы для подачи химреагентов выполнены с перфорацией, а

трубопровод для подачи промывной жидкости соединен с зоной фильтрации фильтра разделения. Пароуплотнитель выполнен в виде кольцевого коллектора с форсунками. Трубопроводы для подачи химреагентов выполнены в виде верхней и нижней коаксиальио ЗСтановленных несообшаюшихся между собою труб, причем ввод в корпус нижней трубы выполнен через выгрузочное отверстие корпуса, а верхней - через крышку корпуса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 (паровой уплотнитель).

Аппарат для обработки растительного сырья представляет собой корпус 1 с верхней

крышкой 2 и днищем 3, оборудованный загрузочными устройствами 4, слшнтированными на верхней крышке 2, и разгрззочны.ми устройствами 5, расположенными в нижней части корпуса 1. Внутри корпуса, в верхней его части, в зоне загрузки установлен паровой уплотнитель, выполненный в виде кольцевого коллектора 6 со штуцером 7 для подвода пара и с рядом форсунок 8, расположенных с равным шагом по окружности и установленных под углом к вертикали. Через верхнюю крышку 2 корпуса пропуш,ены и закреплены в ней перфорированные трубы для подачи химреагентов, выполненные коаксиально. Внешняя труба 9 доведена до уровня пентозной зоны и конец ее заглушен в конце этой зоны, а внутренняя труба проходит через гексозную зону и разделена в ней заглушкой 10 на два звена (верхнее 11 и нижнее 12) и пропуш,ена сквозь выгрузочное отверстие корпуса 1, а также сквозь фильтр 13 разделения гидролизата и лигнина и закреплена в его корпусе. Подвод химреагентов к внешней трубе 9 так же, как и к верхнему звену 11 внутренней трубы осуш,ествляется через самостоятельные штуцеры, расположенные над верхней крышкой 2 корпуса 1, а к нижнему звену 12 внутренней трубы - через штуцер, расположенный под днишем 3 корпуса 1. В аппарате на трех уровнях отбора гидролизата в зонах пентозного и гексозного гидролиза установлены закрепленные на стенке корпуса фильтруюшие устройства, выполненные в виде разборных съемных тонкостенных цилиндрических перфорированных обечаек 14, подкрепленных кольцами жесткости и состыкованных между собой. Каледое из фильтрующих устройств снабжено камерами 15 со штуцерами отбора гидролизата и подачи пара на продувку. В нижней части зоны гексозного гидролиза, где в гидролизате повышена концентрация лигнина, с равномерным шагом по окружности установлено несколько механических самоочишаюшихся фильтров 16 с электроприводом. Эти фильтры могут быть установлены на любом из указанных уровней отбора гидролизата, при этом перфорированные обечайки 14 и камеры 15 демонтируются. В дниш,е 3 корпуса 1 на полом валу установлено жестко колесо ворошителя 17 с цевочным зацеплением. С внешней стороны дпиша крепится фильтр 13 разделения гидролизата и лигнина, фильтруюшие элементы которого закреплены на этом же валу. Фильтр 13 снабжен коллектором 18 для подачи в пего воды на отмывку лигпипа, штуцером 19 для отвода гидролизата, а также патрубками для подсоединения выгрузочных устройств 5. Аппарат работает следуюшим образом. В верхние горловины загрузочных устройств 4 непрерывно подают сырье, которое затем под влиянием сил тяжести и давления пара, поступаюш,его через штуцер 7 в паровой уплотнитель, перемещается сверху вниз. Верхний уровень сырья и уровень лшдкости над сырьем сохраняют постоянными. Паром, поступающим в верхнюю часть аппарата, сырье уплотняют в зоне загрузки, а также предварительно прогревают. Гидролиз в аппарате осушествляют в две стадии: первая стадия-пентозный гидролиз, когда происходит разложение легкогидролизуемой фракции полисахаридов в верхней части аппарата (в зопе пентозного гидролиза), и вторая стадия - гексозный гидролиз - разложение трудногидролизуемой фракции полусахаридов при дальнейшем опускании сырья в нижнюю часть аппарата (в зону гексозного гидролиза). Раствор химреагентов подают в аппарат одновременно в каждую зоиу гидролиза: в зону пентозного гидролиза - по внешней трубе 9 через самостоятельный штуцер, а в зону гексозного гидролиза - через самостоятельные штуцеры каждого из звеньев 11 и 12 внутренней трубы. Отбор гидролизата из аппарата происходит одновременно из каждой зоны. Свежезагруженпое сырье, соприкасаясь с менее активным кислым раствором, подвергается более мягкому гидролизу. Получаемый продукт - пентозный гидролизат - выводят из верхней части зоны реакции через перфорированную цилиндрическую обечайку 14, что позволяет сохранить от разложения мягкогидролизуемую часть сахаридоБ. Гексозный гидролизат отбирают иа трех уровнях по высоте гексозной зоны, причем наибольшую его часть отбирают в верхней части этой зоны. Отбор гидролизата из гексозиой зоны осуществляют через перфорированные цилиндрические обечайки 14 в верхней и средней частях этой зоны, а в нижней части этой зоны - через несколько самоочищающихся фильтров 16. очистки фильтрующих отверстий в цилиндрических обечайках 14, а также дополнительной очистки фильтрующих щелей в самоочищающихся фильтрах 16 в них периодически подается пар для продувки. Опускаясь в нижнюю часть аппарата, отработанное сырье ворошителем 17 с механическим приводом перемещается в фильтр 13 разделения гидролизата и лигнина, в который через коллектор 18 поступает чистая вода на отмывку лигнина. При этом процесс диффузии и отмывки сахара от лигнина протекает значительно полнее. Из фильтра 13 гндролизат отбирают через патрубок 19, а влажный лигнин поступает в выгрузочные устройства 5. Предложенный аппарат способствует повышению выхода Сахаров с весовой единицы сырья. По ориентировочным расчетам аппарат аст повышение выхода Сахаров на 17-20%. Фильтр разделения гидролизата и лигнина беспечивает увеличение выхода Сахаров на %. Так как он установлен на пути выгрузки игнина - перед выгрузочными устройствами, аксимально используется энергия рабочего авления па операцию разделения в момент ыгрузки, следовательно, влажность лигнина инимальна, а благодаря подведению проывной жидкости к его зоне фильтрации конентрация Сахаров в отдельном лигнине резо уменьшается, а количество Сахаров в отдеенной л идкости соответственно увеличивается. Все это, вместе взятое, и обеспечивает повышение выхода Сахаров на 2%.

Благодаря осевому расположению трубопроводов для подачи химреагентов и установке их по всей высоте корпуса, а также благодаря наличию на них перфорации по высоте каждой зоны гидролиза обеспечивается повышение выхода сахарен с весовой единицы сырья на 15%. Это достигается тем, что в период перколяции процесс обновления химреагентов происходит на всех уровнях сырьевого столба одновременно и во всем его объеме, вследствие чего обеспечивается максимальная скорость отбора сахароз как пентозных, так и гексозных.

Формула изобретения

1. Аппарат для обработки растительного сырья, включающий вертикальный корпус колонного типа с крышкой и верхним загрузочным устройством и с выгрузочным отверстием и нижним разгрузочным устройством, коаксиально установленные по оси корпуса трубопроводы для подачи химреагентов и трубопровод подачи промывной жидкости, пароуплотнитель, фильтры, установленные по высоте корпуса в зонах обработки сырья, и ворошитель, отличаюш;ийся тем, что, с целью повышения количественного выхода сахаров с весовой единицы сырья при его гидролизной обработке, аппарат имеет фильтр разделения гидролизата и лигнина растительного сырья, установленный на валу ворошителя и соединенный патрубками для отвода лигнина с нижним разгрузочным устройством, трубопроводы для подачи химреагентов выполнены с перфорацией, а трубопровод для подачи промывной жидкости соединен с зоной

фильтрации фильтра разделения.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что пароуплотнитель выполнен в виде кольцевого коллектора с форсунками.

3.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что трубопроводы для подачи химреагентов выполнены в виде верхней и коаксиально установленных несообщающихся между собой труб, причем ввод в корпус нижней трубы выполнен через выгрузочное отверстие, а верхней - через крышку корпуса.

й-Ч15

ТI ;н

/i