Вертикальный смесительно-отстойный экстрактор

 

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ. СМЕСИТЕЛЬНООТСТОЙНЫЙ ЭКСТРАКТОР ДЛЯ систем твердое тело - жидкость, содержащий корпус, разделенный горизонтальными .перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикальный-вал с рычагами и с лопастями, парегрузочно-отжимные ковши, кольцевой направляющий копир, отличают ийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения отжима твердой фазы и регулированиявремени контакта, экстрактор снабжен соединенной с валом вертикальной .штангой с роликом, установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, верхний конец которой посредством рычага и ролика соединен с кольцевым направляющим копиром, размещенным в верхней камере, при этом лопасть с перегрузоч (Л но-отжимным ковшом в каждой камере жестко закреплена на штанге, а тормозящие пластины прикреплены к горизонтальным перегородкам и выполнены из двух частей, одна из которых з установлена с возможностью перемещения .

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И

3(511 В 01 D 11/00

Э

1 Й

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3308826/23-2б (22) 19.06 ° 81. (46) 07.01.84. Вюл. Р 1 (72) В.H.Æó÷êoâ, A.Ï.Çàõàðû÷åâ,.

В.И.Медведева, О.С.Полозкова и С.В.Кан (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ и Народное предприятиенефтехимический комбинат Шведт (ГДР) (53) 66 ° 061.5(088.8) (56) 1. Патент C2lA Р 3374963, кл. 259-8, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 430868, кл. В 01 D 11/00, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9 770511, кл. В 01 D 11/00, 1978 .

4. Авторское свидетельство СССР

Р 780848, кл. В 01 D 11/00, 1978. (54) (57 ) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СМЕСИТЕЛЬНООТСТОЙНЫЙ ЭКСТРАКТОР для систем, твердое тело - жидкость, содержащий корпус, разделенный горизонтальными перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикальный вал с рычагами и с лопастями, перегрузочно-отжимные ковши, кольцевой направляющий копир, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшения отжима твердой фазы и регулирования времени контакта, экстрактор снабжен соединенной с валом вертикальной .штангой с роликам, установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, верхний конец которой посредством рычага и ролика соединен. с кольцевым направляю-. щим копиром, размещенным в верхней

Ф камере, при этом лопасть с перегрузочно-отжимным ковшом в каждой камере жестко закреплена на штанге, а тормозящие пластины прикреплены к го- С „ ризонтальным перегородкам и выполнены из двух частей, одна из которых Я установлена с возможностью перемещения.

1008939

Изобретение относится к оборудованию для экстракции в системе твердое тело — жидкость и может быть использовано в микробиологической промышленности в процессе получения белковой биомассы, а также при получении ферментных препаратов физиологически активных веществ в фармацевтической, пищевой промьмленностях и других отраслях народного хозяйства, где имеют место процессы экстракции в системе твердое тело-жидкость..

В настоящее время процессы экстсмесительно-отстойного типа различных конструкций.

Известен вертикальный экстрактор с зонами перемешивания и расслаивания )1) . Он состоит из двух соосно расположенных корпусов: наружного, разделенного перегородками на отстойные камеры, и внутреннего, разделенного на смесительные камеры. По оси внутреннего корпуса установлен быстровращающийся вал с турбинными мешалками в смесительных камерах, Аппарат снабжен устройствами для загрузки и выгрузки твердой фазы, штуцерами для подвода и вывода растворителя, а так2О же переточными патрубками, соединяюшими смесительные секции с отстойными. Конструкция обеспечивает полное гидравлическое разделение зон смешения и расслаивания.

Однако в аппарате не предусмотрено промежуточного отжима твердой фазы от растворителя, что приводит к большой задержке жидКой фазы и снижению движущей силы процесса . 40 вследствие большого продольного перемешивания.

Известен также экстрактор, который состоит из вертикального цилиндрического корпуса, секционированного по высоте коническими тарелками и имеющего вал с лопастными мешалками и перегрузочно-отжимными шнеками. Корпус оборудован устройствами для загрузки и выгрузки твердой фазы, штуцерами для ввода и вывода растворителя и снабжен цилиндрическими обечайками, в которых установлены лопастные мешалки и переточные патрубки для твердой фазы $2) .

Переточные патрубки расположены соосно с корпусом и валом, снабжены установленными на вайу переточно-отжимными шнеками с переменным шагом и диспергирующими дисками.

В экстракторе осуществляется принудительная транспортировка твердой фазы из одной секции в другую, а также промежуточный отжим твердой фазы от растворителя. ракции осуществляют в экстракционных аппаратах, в том числе вертикальных 15

Недостатком этого экстрактора является то, что лопастные мешалки и перегрузочно-отжимные шнеки расположены на одном валу, однако гидродинамические условия их работы различные. Поэтому трудно достичь оптимальных условий суспендирования, транспортировки и отжима твердой фазы от растворителя.

Известен также экстрактор кояонный, секционированный по высоте 3

Экстрактор состоит из вертикального цилиндрического корпуса, разделенного горизонтальными перегород-. ками на ряд последовательно расположенных секций, сепарационных камер с переточными патрубками для твердой фазы и установленного по оси корпуса вертикального вращающегося вала с лопастными мешалками. В экстракторе сепарационные камеры и переточные патрубки снабжены вертикальными штоками с тарельчатыми толкателями, установленными с воэможностью совершения ими вертикального возвратно-поступательного движения.

Это обеспечивает принудительную транспортировку и отжим твердой фазы от растворителя при переходе ее из одной секции в другую. На выходе из переточных патрубков для отжима предусмотрены клапаны или тормозящие перегородки.

Однако аппарат имеет громоздкое и недостаточно надежное транспортирующее устройство и ненадежную перегрузочно-отжимную систему с дополнительными приводами для придания поступательного перемещения штокам с толкателями.

Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вертикальный смесительно-отстойный экстрактор f4), который состоит из корпуса, разделенного горизонтальными перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикального вала с закрепленными на нем рычагами с перемешивающими лопастями и транспортно-отжимными ковшами, которые движутся по кольцевым направляющим перегородкам, верхней своей частью примыкающим к перегрузочным патрубкам, расположенным выше уровня жидкости в камере. При этом лопасть укреплена. на рычаге с возможностью вертикального перемещения по направляющей перегородке, которая снабжена уступом, расположенным перед перегрузочным патрубком.

Однако наличие в каждой контактной камере направляющей перегородки — копира, шарнирно закрепленной лопасти и ковша делает эту многозвенную механическую систему трудоем1008939

35 кой при наладке и ненадежной в работе как при транспортировке, так и прй отжиме. Кроме того, затруднительно регулировать производительность аппарата и время пребывания твердой фазы в контактной зоне. 5

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет улучшения отжима твердой фазы и регулирования времени контакта.

Указанная цель достигается тем, что вертикальный смесительно-отстойный экстрактор для .систем твердое тело — жидкость, содержащий корпус, разделенный горизонтальными перегородками с перегрузочными патрубками на контактные камеры, в которых установлены тормозящие пластины, вертикальный вал с рычагами и с лопастями, перегрузочно-отжимные icosши, кольцевой направляющий копир, согласно изобретению снабжен соединенной с валом вертикальной штангой с роликом, установленной с возможностью возвратно-поступательного

H spawaTez Horo движения, верхний 25 конец которой посредством рычага и ролика соединен с кольцевым направляющим копиром, размещенным в верхней камере; при этом лопасть с перегрузочно-отжимным ковшом в каждой камере жестко закреплена на штанге, а тормозящие пластины прикреплены к горизонтальным перегородкам и выполнены из двух частей, одна из которых установлена с возможностью перемещения.

На фиг. 1 показан экстрактор, общий вид; на фиг. 2 - разрез

A-A на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке В на фиг. 2; на фиг.4развертка профиля копира. 40

Экстрактор состоит из корпуса 1, разделенного горизонтальными перегородками 2 на контактные камеры

3. По оси корпуса установлен вертикальный в 4..на котором закреп- 45 лена вертикально расположенная штанга 5 с воэможностью одновременно возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости и вращательного движения вместе с валом 4 ° На штанге 5. жестко закреплены лопасти б с перегрузочно-отжимными ковшами 7. Перегрузочно-отжимной открытый сверху ковш 7 состоит из перфорированных горизонтального днища 8 и боковой цилиндрической 55 стенки 9, а также шарнирно-закрепленной пластинчатой стенки 10, являющейся одновременно пружиной, регулирующей отжим растворителя из твердой фазы. Секционирующие гори- 60 зонтальные перегородки 2 снабжены коническими гильзами 11, верхний > конец которых располагается выше уровня жидкости в контактной камере.

Верхний конец штанги 5 опирается с помощью рычага 12 и ролика 13 на торцовую кромку направляющего копира 14. Направляющий копир 14 имеет подъемный участок 15, горизонтальный 16 и опускной 17, по которым осуществляется движение лопасти б. В конце горизонтального участка движения лопасти б расположено разгрузочное окно 18 переточного- патрубка 19. Перед окном 18 расположена тормозящая пластина 20, которая закреплена на горизонтальной перегородке 2 с возможностью регулирования ее высоты для изменения производительности аппарата.

В поперечном сечении перегрузочно.го патрубка 19 шарнирно закреплен экран 21, который в момент интенсивного отжима биомассы не дает возможности концентрированной мисцелле попадать в нижележащую контактную камеру 3, но при попадании биомассы экран под ее весом откидывается.

Зкстрактор работает следующим образом. Твердая фаза подается в первую (сверху) контактную каме у 3. За счет перемешивающего действия лопасти б происходит суспендирование твердой фазы с растворителем и экстракция целевых компонентов. Закрепленный на конце лопасти б пе- . ре рузочно-отжимной ковш 7, нахо«дясь в нижнем своем положении, при круговом движении заполняется суспензией. При дальнейшем круговом движении происходит одновременное перемещение в вертикальной плоскости штанги 5 за счет взаимодействия рычага 12, жестко укрепленного на . штанге 5, ролика 13 и направляющего копира 14. При этом ковш 7 оказывается над поверхностью жидкости в контактной камере 3; При этом происходит дренаж жидкой фазы из массы твердого материала через перфорацию в образующих ковша 7. При . дальнейшем круговом перемещении тор-, мозящая пластина 20 входит в сечение ковша 7 и материал оказывается в замкнутом пространстве отжимной .камеры ковша, образующемся из днища 8, боковой цилиндрической стенки

9, шарнирно закрепленной пружинной пластины (стенки) 10, верхней секционирующей перегородки 2, тормозящей пластины 20. При дальйейшем движении ковша 7 происходит сжатие материала, усилие которого определяется жесткостью пружинной пластины. Под действием сил сжатия происходит принудительный отжим растворителя из твердой фазы и ее уплотнение. При дальнейшем движении перегрузочно-отжимного ковша 7 сила сжатия превышает усилие пружинистой пластины (стенки). 10, послед1008939 няя открывается и материал тормозящей пластиной 20 сбрасывается на экран 21. Под действием веса, биомассы шарнирно закрепленный экран

21 открывается и биомасса через окно 18 и перегрузочный патрубок 19 попадает в ниже расположенную контактную камеру 3. Ковш 7 за счет возвратного движения штанги по спускному участку направляющего копира возвращается в исходное положение.

Пройдя подобным образом все контактные камеры 3 экстрактора,.. проэкстрагированный материАл выгружается через разгрузочный патрубок 19 нижней контактной камеры 3

Чистый растворитель подается в нижнюю контактную камеру 3 с помощью .насоса на чертежах не показан) противотоком относительно движения твердой фазы из одной контактной камеры 3 в другую, а обогащенный растворитель из верхней контактной камеры 3 выходит из экстрактора на дальнейшую переработку.

Таким образом, в предлагаемой конструкции вертикального смесительно-отстойного экстрактора за счет введения дополнительной штанги, совершающей круговое (вместе с валом) и возвратно-поступательное движение вместе с жестко закрепленными на ней лопастями и ковшами, повышается механическая прочность, так как вал осуществляет только непосредствен10 но свои вращательные функции; вынесением фигурного копира в верхнюю часть аппарата повышена надежность работы экстрактора и улучшены условия транспортировки твердой фазы; g:îáoðóäoâàHèå ковша шарнирно-закрепленной пластинчатой стенкой, а также перфорированными боковой стенкой и днищем позволяет улучшить условия отжима твердой фазы, а допол20 "и ельная пружина "-есткости по ляет изменять режим отжима. Изменением площади тормозящей пластины обеспечивается воэможность изменения производительности экстрактора, a следовательно, и времени пребывания твердой фазы в зоне контактирования.

1008939

А-А

//nnup. дбипеиие ,аююлщ

Составитель A.Èèðîíîâ

Техред Т.Маточка Корректор A.Çèìoêoñoâ

Редактор Н.Коляде

Филиал ППП ".Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1012/1 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

- 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5