Шнековый реактор Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 

(Б ) ШНЕКОВЫЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к непрерывнодействующим шнековым реакторам для деполимеризации растительной клетчатки и инициирования (активизации) ее молекул с целью присоединения различных химических радикалов, осуществляемых путем механокрекинга до получения полисахаридов, сахаридов и продук тов их соединения, и может быть использовано при приготовлении кормов в животноводстве. Известны шнековые реакторы непрерывного действия, содержащие корпус с патрубками, установленные в нем с возможностью вращения шнеки с участками витков противоположных направлений 1Д2. Такие реакторы характеризуются.недостаточной эффективностью перемешивания при обработке растительной клет.чатки. Наиболее близким к предлагаемому реактору является шнековый реактор непрерывного действия, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстиями и расположенными внутри него двумя шнеками, каждый из которых имеет участки прямых и обратных витков и участки цилиндрических эксцентрично закрепленных на валу кулачков, причем витки одного шнека расположены между витками другого, а кулачки обегают поверхности друг друга при вращении шнеков в одну и ту же сторону З. Реактор типа СН используется для проведения химических реакций и для растворения различных веществ, образующих высококснсистентные растворы, а также для проведения процессов дне-. пергирования и эмульгирования пластичных масс. Такой реактор работает следующим образом. Во впускное отверстие корпуса на вращающиеся шнеки подают компоненты. По мере прохождения их через корпус они перемешиваются шнеками, образуя высококонсистентную массу. Попадая под цилиндрические эксцент ричные кулачки масса расслаивается и перетирается. Основным условием действия таких кулачков является пластичность обраба тываемой массы или ее способность пла виться под действием кулачков. Однако для растительной клетчатки цилиндрические и другие известные фор мы кулачков (трехгранные, двухвершинные и одновершинные) непригодны, так как они, подминая под себя клетчатку, спрессовывают ее, отжимая жидкую фрак цию, с образованием монолитных кусков При этом возникает вредный тормозящий эффект. В то же время для процессов инициирования молекул клетчатки и про ведения механокрекинга необходимы интенсивное перетирание и силовые сдвиги. Целью изобретения является интенсификация процессов деполимеризации молекул растительной клетчатки методом механокрекинга и инициирования их химической активности. Поставленная цель достигается тем, что в шнековом реакторе непрерывного действия, содержащем корпус с впускным и выпускным отверстиями, расположенными внутри него и установленными с возможностью вращения в одну и ту же сторону шнеками с чередующимися участками витков и кулачков, размещен ных эксцентрично относительно оси шнеков , кулачки имеют форму усеченного конуса, при этом парные кулачки непараллельных шнеках повернуты один отно сительно другого на 18сР , а величина угла между основанием и боковой повер хностью усеченного конуса увеличивается от 5 до 90° по ходу обрабатываемого материала.j Кроме того, в корпусе выполнены отверстия для постепенной подачи жидкого компонента. На фиг. 1 изображен реактор, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез АА на фиг. 1 на фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 2 (место контактирования кулачков); на фиг. + - реактор, попереч ный разрез (при повороте на ). Реактор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями и двумя параллельно расположенными шнеками k, причем витки одного шнека размещены между витками другого. Шнеки имеют участки витков, предназначенных для передвижения материала от входноГО отверстия к выходному, эксцентричные конические кулачки 5, имеющие форму усеченных конусов, и участки витков 6, заход которых противоположен заходу транспортирующих витков. Далее опять расположены транспортирующие витки 7« кулачки 8 и обратные витки 9Такая комбинация может повторяться необходимое чис.ло раз. Предлагаемый реактор работает следующим образом. Грубо порезанная растительная клетчатка в форме соломы или стеблей кукурузы транспортируется шнеками k реактора в зоны кулачков 5, где под действием эксцентриситета масса придавливается к стенке корпуса 1 с силой, ограниченной углом трения на конической поверхности кулачков. Эта составляющая сила вдоль конической Тюверхности выталкивает массу из-под кулачка. Однако при этом масса подвергается )ормации резания на кромке кулачка и относительным силовым сдвигам в объеме массы по направлению тангенциальных сил и сил, направленных вдоль оси шнека Д. По мере последовательного прохождения массы через зоны кулачков 5 масса разжимается, приобретая пластичность, поэтому угол между основанием и боковой поверхностью конуса, образующего кулачок, увеличивается от 5 до 90° по мере .расположения кулачков от отверстия 2 до отверстия 3По этой же причине жидкий компонент вводится в полость корпуса реактора постепенно, на всей его длине через отверстия 10. В процессе силовых относительных сдвигов в объеме обре батываемой массы развивается температура диссипации, которая в местах деформации может достигать значения выше 200°С, чтоспособствует деполимеризации клетчатки. Эффективность от применения указанного шнекового реактора определяется следующими его преимуществами: Предлагаемый реак-op предназначен для проведения совместных процессов: деполимери&ация растительной клетчатки, инициирование молекул клетчатки и присоединение к ним азотсодержащих радикалов, домешивание в кормовую массу солей, микроэлементов и различных стимуляторов. Для действия реактора необходима только электроэнергия для привода, поэтому он может быть установлен в любом колхозе. Установка такого реактора может быть автоматизирована. Предлагаемый реактор может быть из готовлен на любом машиностроительном заводе. По предварительным расчетам экономический эффект от внедрения изобретения составит не менее 300 тыс. в год по каждой установке. формула изобретения 1. Шнековый реактор непрерывного действия, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстиями, располо женными внутри него и установленными с возможностью вращения в одну и ту же сторону шнеками с чередующимися участками.витков и кулачков, размеще ных эксцентрично относительно оси шне ков, отличающийся тем, чт с целью интенсификации процессов деполимеризации молекул растительной клетчатки методом механокрекинга и инициирования их химической активнос ти, кулачки имеют форму усеченного конуса, при этом парные кулачки на параллельных шнеках повернут относительно друг друга на , а величина угла между основанием и боковой поверхностью конуса увеличивается от 45 до 90 по ходу обрабатываемого материала . 2, Реактор по п. 1,отличающ и и с я тем, что, с целью сохранения сдвиговых усилий в объеме обрабатываемой массы, в корпусе выполнены отверстия для подачи жидкого компонента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Отраслевой стандарт ОСТ 26-01-709-73 Реакторы-смесители непрерывного действия двушнековые. 2.Листок технической информации W 2, серия Химическое машиностроение, Харьков, I960, Червячные смесители непрерывного действия типа СН, 3.Листок технической информации ХМ-10, серия Химическое машиностроение, Харьков, 1962, Двухвальные смесители непрерывного действия типа СН.

У///// фиг. 2

А- А

Фиг.