Экстрактор для системы твердое тело- жидКОСТь Советский патент 1981 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится.к микробиоло гической промышленности, а более конк ретнб к аппаратам для экстракционной биомассы дрожжей и других микроорганизмов от углеводородов и липидов. Известен экстрактор для экстрагирования растительных масел из семян, включающий вертикальный цилиндрический корпус, В котором установлены вал с ярусно размещенными на нем перемешивающими устройствами, радиально тормозящие лопасти, укрепленные в один ряд по вертикали на стенке корпуса между перемешивакяцими устройствами, патрубки для подачи экстрагента в нижнюю часть и вывода мисцеллы из верхней части корпуса, устройства для загрузки биомассы в верхнюю часть и выгрузки готового продукта из нижней части корпуса. Между перемешивающими устройствами на стенке корпуса укреплено по одной тормозящей лопасти с целью торможения кругового движения твердых частиц для уменьшения их скоростей витания.- Перемешивающие устрой ства выполнены в виде пропеллерных мешалок с очень небольшим шагом по винтов.ой линии, причем закреплены они по валу относительно друг друга таКИМ образом, чтобы полностью перекрыть поперечное сечение корпуса экстрактора. Такая конструкция перемешивающих устройств препятствует быстрому падению твердых частиц и удерживает их во взвешенном состоянии. Осветление мисцеллы происходит в системе кольцевых каналов, установленных в верхней части корпуса экстрактора. Для загрузки твердой фазы использованы устройства шнекового типа, а устройства для выгрузки готового продукта выполнены в виде вертикального элеватора, либо шнека с отжимным клапаном LI. Недостатком известного экстрактора является то, что при вращении перемешивакйчирс устройств твердый материал в экстракторе находится во взвешенном состоянии, в результате чего происходит сильное продольное перемешивание, снижаются удельные нагрузки по обеим фазам, возрастает унос твердых частиц, Цель изобретения - создание конструкции экстрактора, которая позволит интенсифицировать процесс за счет снижения продольного перемешивания фаз. Поставленная Цель достигается тем, что радиальные тормозящие лопасти установлены равномерно по периметру корпуса между .перемешивающими устройствами, при этом высота лопастей равна 0,1-0,15 диаметра корпуса, рас стояние между лопастями равио О,20,3 диаметра корпуса, перемешивающие устройства выполнены в виде радиальных пластин, длина которых равна 0,9 а ширина - 0,08-0,12 диаметра корпус Целесообразно также устройство для выгрузки твердого вещества выполнять в виде наклонногсэ двухвинтового самоочищающегося шнека, снабженного патрубками для подачи растворителя и выгрузки твердого веществ расположенными выше уровня жидкости в экстракторе. На чертеже представлен экстрактор общий вид. Экст рактор включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с расширенно верхней частью 2 и нижней 3 выпол-ненной в виде двух усеченных конусов По оси экстрактора размещен вал 4 с ярусно укрепленными на нем перемешивающими устройствами 5. Над верхним перемешивающим устройством и между перег ешивающими устройствами равномерно по периметру корпуса укреплены радиальные тормозящие лопасти 6. Уст ройство для загрузки биомассы(шнека) 7посредством штуцера 8 подключено к зоне расположения тормозящих лопастей над верхним перемешивающим устройством. Выгрузка готового продукта осуществляется с помощью наклонного двухвинтового самоочищающего ся шнека 9 через течку 10, которая расположена выше уровня жидкости в экстракторе. Для предотвращения зависания продукта в нижней части 3 ко пуса на конце вала 4 установлена фигурная мешалка 11, профиль которой соответствует поверхности нижней части 3 корпуса. Корпус 1 экстрактор снабжен патрубками 12 и 13 для подачи экстра ента и отвода мисцеллы. 8верхней части шнек 9 установлен патрубок 14 для подачи экстрагента. В нижней части 3 корпуса экстрактора установлена кольцевая распределитель ная перегородка 15 для равномерной подачи экстрагента по поперечному сечению корпуса экстрактора и патрубок 16 для вывода биомассы в шнек 9. Экстрактор работает следукицим образом. Через штуцер 8 шнеком 7 непрерывно подают биомассу для очистки от уг леводородов и липидов,которая полное тью заполняет рабочую часть корпуса и под собственным весом опускается вниз. Основное количество экстрагент подают в нижнюю часть 3 корпуса через патрубок 12 противотоком движению биомассы. Кольцевая распределительная перегородка 15 позволяет иск лючить поперечную неравномерность в скоростях движения экстрагента по се чению корпуса экстрактора. Небольшое количество экстрагента подают в верхнюю часть наклонного двухвинтового самоочищающегося шнека 9 через патрубок 14 для лучшей промывки очищенной биомассы. При вращении вала 4 с перемешивающими устройствами 5 по высоте корпуса образуются чередующиеся друг с другом слои уплотненной и суспендированной биомассы. В суспендированном слое биомасса при своем продвижении вниз под действием собственного веса приобретает вихревое движение за счет вращения перемешивающих устройств 5, в результате чего происходит перераспределение частиц биомассы и экстрагента по сечению корпуса экстрактора, разрушение локальных каналов и устранение застойных зон, а также образование развитой поверхности контакта фаз. В уплотненном слое, образовачлом радиальными тормозящими лопастями 6, биомасса не совершает вихревого движения, а равномерно по всему сечению корпуса экстрактора опускается вниз/ при этом экстрагент, двигаясь противотоком биомассе, фильтруется через ее уплотненный слой.. Установка радиальных тормозящих.лопастей 6 исключает вихревое движение биомассы и экстрагента, в результате чего резко снижается продольное перемешивание фаз и унос мелких частиц биомассы восходящим потоком экстрагента, т.е. режим движения фаз в э-кстракторе приближается к режиму идеального вытеснения. Очищенная биомасса с помощью фигурной мешалки 11 выводится через патрубок 16 в наклонный двухвинтовой самоочищающийся шнек 9, который подает ее на дальнейшую переработку. Таким образом, наличие радиальных тормозящих лопастей, укрепленных равномерно по периметру корпуса экстрактора между перемешивающими устройствами и над верхним перемешивающим устройством на максимальном расстоянии друг от друга, равном 0,2-0,3 диаметра корпуса и имеющих высоту 0,1-0,15 диаметра корпуса, позволяет проводить противоточный процесс очистки биомассы в условиях, когда биомасса при своем опускании вдоль экстрактора поочередно многократно перемешивается и уплотняется, а растворитель, двигаясь противотоком биомассе, многократно перераспределяется по сечению экстрактора и фильтруется сквозь уплотненные слои биомассы. Применение для выгрузки очищенной биомассы устройства в виде наклонного двухвинтового самоочищающегося шнека, оборудованного патрубками для подачи растворителя и выгрузки очищенной биомассы выше уровня жидкости в экстракторе, позволяет уменьшить содержание экстрагента в. очищенных дрожжах за счет механического отжима и дополнительно промыть биомассу рас верителем. Выполнение перемешивающих устipoftcTB радисшьных пластин дли ной и шириной 0,08-0,12 диаметр корпуса, укрепленных на валу с шагом 45-60 позволяет равномерно перераспределить биомассу и экстрагент по се чению корпуса экстрактора. Применение кольцевой отбойной перегородки в нижней части корпуса экстрактора позволяет равномерно распределить по сечению экстрактора подаваемый чистый растворитель. Установленная в нижней части корпуса фигурная мешалка, профиль которой соответствует поверхности нижней части корпуса, устраняет зависание биомассы. Формула изобретения Экстрактор для системы твердое тело- жидкость, включающий цилиндрический корпус, вал с ярусно размещен ными на нем перемешивающими устройст вами, радиальные тормозящие лопасти, укрепленные на стенке корпуса, устройства для загрузки и выгрузки твер дого материала, патрубки для ввода и вывода жидкой фазы, мешалку, расположенную в нижней части корпуса, о тличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки твердого вещества за счет исключения продольного перемешивания, рсщиальные тормозящие лопасти установлены равномерно по периметру корпуса между перемешивающими устройствами и над верхним перемешивающим устройством, при этом высота лопастей равна О,10, 15 диаметра корпуса, расстояние между лопастями равно 0,2-0,3 диаметра корпуса, перемешивающие устройства выполнены,в виде радиальных пластин, длина которых равна 0,95, а ширина - 0,08-0,12 диаметра корпуса. . 2. Экстрактор поп.1 отличающийся тем, что устройство для выгрузки твердого вещества выполнено в виде наклонного двухвинтового самоочищакяцегося шнека, снабженного патрубками для подачи растворителя и выгрузки твердого вещества, расположенными выше уровня жидкости в экстракторе. Источники информации, при ятые во вниманиепри экспертизе 1. Патент США 2663623, кл.23-270, 1953 (прототип).