Устройство для перколяционного гидролиза растительного сырья Советский патент 1982 года по МПК B01D11/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к гидролизной промышленности и может быть использовано для интенсификации процессов в гидролизном производстве.

По основному авт, св. № 332839 известно устройство для перколянионного гидролиза растительного сырья, включающее корпус, перфорированную подающую тру и удлиненные фильтры, причем подающая труба размещена по дентру корпуса,- а удлиненные фильтры - по его периметру вокруг нижней части подающей трубы tl 3 .

В процессе перколяцик варочная кислота подается через отверстия равномерно расположенные по вьюоте подающей трубы, фильтруется через слой гидропизуемого материала, а образовавшийся гидролизат отбирается через фильтры в нижней части аппарата.

Такое устройство позволяет увеличить объемную скорость подачи гвдролизата.

Однако в результате проведения дальнейших научных исследований вьгаснилось.

ЧТО описанная конструкция центральной подающей трубы обуславливает неравномерное распределение линейной скорости течения жидкости по высоте гндролизаппарата.

Это приводит к уменьшению средней линейной скорости потока, увеличению времени пребывания монОсахарщюв в реакционном пространстве к возрастанию юс распада.

to

Целью изобретения является увеличение выхода растворимых веществ (РВ) с варки путем сокращения времени пребывания образовавщю ся Сахаров в реакционном пространстве.

15

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для перколяшгонного гидролиза растительного сырья перфорация подающей трубы выполнена на верх нем и нижнем ее участках, причем высо20та верхнего участка перфорации соста&ляет 2О-25% высоты , а нижний участок перфорации расположен в зоне фильтров. При равной скорости истечения варочной кислоты из всех отверстий на цен-р рашзной подающей трубе линейная скорость течения- жидкости в гидролизапларате увеличивается в направлении движения потока прямо пропорционально числу рядов отверстий на подающей трубе. Следовательно, если ряды отверстий на центральной подающей трубе, находящиеся над фильтрами, расположить не равномерно по высоте, а разместить на верхнем участке перфорации, скорость жидкостного потока резко возрастает в верхней зоне цилиндрической части гидролизаппарата, где расположен перфорированный участок и за счет этого распределится по высоте аппарата более авномерно. При этом усредненная по высоте аппарата линейная скорость потока увеличится что приведет к пропорциональному уменьшению среднего времени пребывания образовавшихся Сахаров в реакционном пространстве.. Выбор высоты верхнего участка перфорации, равной 20-25% от высоты подающей трубы, -обусловлен тем, что именно на такую величину уменьшается высота слоя гидролизуемого сырья к моменту начала перколяции, Во время перколяции верхний перфорированный участок будет находиться над слоем, что позволит максимально повысить линейную скорость потока, набегающего на слой сьфья, и устранить забивание отверстий на верхнем участке трубы. Нижний участок перфорации, расположенный в зоне фильтров, вытянутых в цилиндрическую Гасть аппарата, позволяет сохранить пре1-1мущества центральной по-ч дающей трубы, связанные с возможностью обеспечения высоких скоростей перколяции...На чертеже показано устройство для перколяционного гидролиза. Устройство содержит корпус 1 гидролизалпарата, подающую трубу 2, которая вводится в корпус через штуцер 3. Подающая труба снизу закрыта з,аглушкой 4, Отверстия на подающей трубе располо жены на верхнем 5 и нижнем 6 участках перфорации. Количество отверстий рассчитывается, исходя из применяемьЕС расходов варочной кислоты при заданной приведенной линейной скорости. Удлинент ные фильтры 7 размещены по периметру корпуса вокруг нижнего участка перфорадии подающей трубы. Для подачи варочной кислоты во время загрузки гидролиз аппарата корпус снабжен штуцером 8, а для вьп рузки лигнина - 1слапан6м 9. Устройство работает следующим образом. В корпус 1 загружают смесь опилок и щепы и одновременно с загрузкой сырья через щтуцер 8 подают варочную кислоту. После загрузки сьфья осуществляется прогрев гидролизуемой массы путем подачи острого пара через фильтры 7. По окончании прогрева подача острого пара прекращается, и начинается процесс перколяции с одновременным отбором гидролизата через фильтры, после чего производится процесс промьюки. По окончании промъшки осуществляется отбор гидролизата, т.е. отжим его от лигнина до тех пор, пока в устройстве не останется жидкости, и давление в нем не снирится. Далее производится вьп рузка лигнина лутем открьшания нижнего клапана 9 корпуса. Процесс гидролиза осуществляется на промьш1ленном гидролизаппарате ем- -костью 50 м, установленном на Архангэльском гидролизном заводе. Гидролизазшарат оборудовался центральной подающей трубой с двумя участками перфорации. Основные характеристики трубы: общая высота трубы, м7,08; высота верхнего участка перфорации, м1,42; высота нижнего участка перфорации, м2; перфорация на трубе нанесена в виде чешуек с основанием0,01 м и высотой0,025 м; количество отверстий на верхнем участке перфорации126;количество отверстий на нижнем участке перфорации 47; заданная линейная скорость истечения варочной кислоты из отверстий, м/с4-5 скорость перколянии, 50-6О . В гидролизаппарат загружалась смесь опилок и щепьи Всего было загружено 6,09 т абсолютно сухого сь1рья. Одновременно с загрузкой сырья через щтуцер 8 подавалась варочная кислота в количестве 14 м После загрузки сырья в течение 4О мин осуществлялся прогрев гидролизуемой массы до 15 2° С путем подачи острого

пара через фильтры 7. По окончании прогрева подача острого пара прекр)ащалась, и начинался процесс перколяиии с одно-временным отбором гидролизата через фильтры.

Продолжительность перколядин составила 75 мин, в течение этого Ьременя температура гидролкзуемой массы была поднята до 188°С и было выдано 66,2 м- гидролизата. После окончания перколяции в течение 1О мин производился процесс промывки, при этом температура гидролизуемой массы поднималась до и было вьщано 9 м 3 гищх)лиза та. По окончании процесса промывки в течение 40 мин осуществлялся отжим гидролизата, при этом было получено 14,2 м ги.цролизата, а давление в гид- ролизаппарате снизилось с 12,0 до

8,0 ати. Далее производилась выгрузка лигнина путем открывания нижнего клана-

йа 9 корпуса. Всего в процессе гидролиз было получено 90 м гидролизата.

По описанному способу перколядионного гидролиза было проведено 8 KOHTV рольных варок. Среднкй выход РВ с варки равен 2611 кг. Всего на гидролизаппарате, оборудованном центральной подающей трубой предлагаемой конструкции, было проведено 168 варок.

Найденные вьссоды РВ сравнивались с выходом РВ, полученными в результате контрольных варок на .том же гадролиэаппарате и еще на трех пщролизашгаратах, оборудованных центральной подающей трубой и имеющих объем 50 м. Ckjnocтавлялись варки, проведенные по одному и тому же режиму и характеризующиеся бго1зкимн значени${мн гранулометрического состава сыроэя, содержания трудногид- ролизуемых полисахарвдов в лигнине, скорости перколяшш и номера варки после ремонта ( см. табл. 1 к 2),

Опилки

Щепа кондиционная

Шепа мелкая Щепа крупная Кора

Таблица 1

ЗО,4

35,8

11,2

13,6

9,0

Средние выходы РВ при работе с центральной подающей трубой существующей и предлагаемой конструкций соответственно равны 2476 и 2611 кг. Следо вательно, при использовании центральной подающей трубы предлагаемо конструкции средний выход РВ возрос на 5,8%,

Формула изобретения

Устройство для перколядионного гидролиза растительного сырья по авт. св. № 332839, отличающееся .тем, что, с целью повышения выхода

растворимых веществ с варки путем сокращения времени пребьшания обра зовавшихся Сахаров в реакционном lipociv ранстве, перфорация подающей трубы вьшолнена на верхнем и нижнем ее учасках, причем высота верхнего участка перфорации составляет 2О-25% от высоты трубы, а нижннй участок перфорации расположен в зоне фильтров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 332839, кл. В О1 D 11/О2, 1969

(прототип).