Колонный диффузионный аппарат

 

Изобретение относится к колонным диффузионным аппаратам непрерывного действия, предназначенным для экстрагирования сахара из свекловичной стружки в свеклосахарном производстве. Цель изобретения заключается в ускорении процесса экстракции и уменьшении содержания сахара в жоме. Колонный диффузный аппарат включает цилиндрический корпус с прикрепленными к его внутренней поверхности по высоте контрлопастями, установленный внутри корпуса трубовал, снабженный лопастями для перемещения свекловичной стружки, каждая из которых имеет верхнюю рабочую и нижнюю поверхности и в задней части по направлению вращения трубовала задний плоский участок в виде гребенки. Передняя часть каждой лопасти имеет плоский участок, расположенный параллельно заднему плоскому участку, при этом указанные участки расположены под углом к горизонтальной плоскости не более 10^o. Верхняя рабочая 5 и нижняя поверхности лопасти плавно сопряжены с плоскими участками, причем длина образующей линии верхней рабочей поверхности лопасти в ее поперечном сечении равна или превышает длину образующей линии нижней поверхности. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для сахарной промышленности, а именно к колонным диффузионным аппаратам для непрерывного экстрагирования сахара из свекловичной стружки. Цель изобретения заключается в ускорении процесса экстракции и уменьшении содержания сахара в жоме. На фиг. 1 изображен колонный диффузионный аппарат с частичным продольным разрезом; на фиг. 2 общий вид лопасти для перемещения свекловичной стружки; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2. Колонный диффузионный аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с прикрепленными к его внутренней поверхности по высоте контрлопастями 2, установленного внутри корпуса трубовала 3, снабженного лопастями 4 для перемещения свекловичной стружки, каждая из которых имеет верхнюю рабочую 5 и нижнюю 6 поверхности и в задней части по направлению вращения трубовала задний плоский участок 7 в виде гребенки. Передняя часть каждой лопасти имеет плоский участок 8, расположенный параллельно заднему плоскому участку 7, при этом указанные участки расположены под углом α к горизонтальной плоскости не более 10^о. Указанный угол наклона плоских участков лопасти определяется свойствами материала для изготовления лопасти, ее формой (жесткостью), а также величиной удельного наполнения аппарата, производительностью, скоростью вращения трубовала (нагрузкой на лопасть). С повышением жесткости транспортной лопасти угол наклона плоских участков (переднего и заднего) будет меньшим. С другой стороны, чем больше нагрузка на лопасть, тем больше угол наклона плоских участков лопасти. При увеличении нагрузки лопасть имеет возможность скручиваться и тем самым саморазгружаться. При "кручении" лопасти угол наклона переднего и заднего плоских участков не должен стать меньше 0^о (отрицательным) к горизонтальной плоскости, т.к. в противном случае часть стружки перед лопастью не будет захватываться передним плоским участком и не будет попадать на рабочую поверхность лопасти, а проходя вдоль заднего плоского участка, некоторое количество стружки будет опускаться вниз. Угол установки предлагаемых плоских участков должен исключить проход стружки под лопастью и ее сползание вниз в хвостовой части лопасти при максимальных нагрузках на лопасть (максимальной деформации кручением), то есть гарантировать устойчивое транспортирование твердой фазы при любых режимах. Верхняя рабочая 5 и нижняя 6 поверхности лопасти плавно сопряжены с плоскими участками, причем длина образующей линии верхней рабочей поверхности лопасти в ее поперечном сечении равна или превышает длину образующей линии нижней поверхности. Корпус 1 снабжен патрубком 9 для подачи сокостружечной смеси, горизонтально расположенным ситом 10 для отделения сока от свекловичной стружки, патрубками 11 и 12 для подачи экстрагента и отвода сока к расположенным в его верхней части разгрузочным желобам 13 для жома. Для вращения трубовала 3 на корпусе 1 размещен привод 14. К нижней поверхности 6 каждой лопасти 4 прикреплены направляющие лопасти 15. Диффузионный аппарат работает следующим образом. Сокостружечную смесь насосом (не показан) подают в аппарат через патрубок 9, которая равномерно распределяется на горизонтальном сите 10. Одновременно, навстречу сокостружечной смеси в аппарат подают экстрагент через патрубок 11, а отвод сока осуществляют через патрубок 12 и направляют его на переработку. Перемещение свекловичной стружки снизу вверх в колонне аппарата осуществляется лопастями 4, а также за счет давления сокостружечной смеси, создаваемого насосом при поступлении в аппарат через патрубок 9. При вращении трубовала 3 от привода 14 каждая лопасть 4 захватывает передним плоским участком 8 свекловичную стружку и перемещает ее вверх с помощью верхней рабочей поверхности 5 к следующему ряду лопастей. Над рабочей поверхностью 5 свекловичная стружка движется ускоренно (сначала как бы притормаживается, а затем приобретает ускорение). Верхняя рабочая поверхность 5 лопасти 4, образованная плавным сопряжением переднего и заднего плоских участков изменяет гидродинамические условия процесса экстракции, по сравнению с плоской рабочей поверхностью, интенсифицируя массообмен. В предлагаемой конструкции длина пути прохождения стружки по рабочей поверхности лопасти больше, чем в известном, при равенстве ширины лопастей и высоты профиля лопастей в известном и предложенном варианте. Следовательно, возрастает скорость движения стружки относительно рабочей поверхности лопасти. Сила, возникающая при ускоренном и замедленном движении характеризует сжатие (отжим) и релаксацию массы стружки, находящейся над лопастью. В эти моменты относительная скорость экстрагента резко увеличивается. Если в обычных аппаратах относительная скорость экстрагента составляет 10-30 мм/с, то в этой же зоне в предложенной конструкции лопасти она увеличивается в 2-3 раза. Уменьшается толщина пограничного слоя, происходит быстрое вымывание сахара из свекловичной стружки. Под каждой лопастью при ее движении возникает зона разрежения. В известном аппарате скорость движения экстрагента под лопастью гораздо выше. Так как в поперечном сечении лопасти образующая линия нижней рабочей поверхности длиннее образующей линии верхней рабочей поверхности лопасти в том же сечении. Эта увеличенная скорость экстрагента в зоне, где отсутствует стружка, приводит в результате к вихреобразованию, продольному перемещению соков с разной концентрацией. В предложенном аппарате нижняя поверхность лопасти выполнена так, что в ее поперечном сечении длина образующей линии меньше или равна образующей линии верхней рабочей поверхности в том же сечении. Это снижает скорость движения экстрагента под лопастью, уменьшает вихреобразование и продольное перемешивание. Предотвращение вращения сокостружечной смеси в колонне обеспечивается контрлопастями 2. Высоложенная стружка (жом) подается последним рядом лопастей 4 в зону разгрузки аппарата и сбрасывается в желоб 13, откуда транспортером (не показан) разгружается по назначению (в жомовую яму или непосредственно в транспортные средства). Конструкция лопастей позволяет повысить единичную производительность колонного диффузионного аппарата, снижая тем самым производственный сезон сокодобывания завода. При снижении времени экстрагирования повышается доброкачественность откачиваемого сока. Кроме того, аппарат работает равномерно, без скачков и образования "пробок", обеспечивая ритмичную переработку сырья в период производства на сахарном заводе.

Формула изобретения

КОЛОННЫЙ ДИФФУЗИОННЫЙ АППАРАТ, состоящий из снабженного технологическими патрубками цилиндрического корпуса с прикрепленными к его внутренней поверхности по высоте контрлопастями, установленного внутри корпуса трубовала, снабженного лопастями для перемещения свекловичной стружки, каждая из которых имеет верхнюю рабочую и нижнюю поверхности и в задней части по направлению вращения трубовала плоский участок в виде гребенки, укрепленного в нижней части корпуса горизонтального сита для отделения сока от свекловичной стружки и расположенного в верхней части корпуса разгрузочного желоба для жома, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса экстракции и уменьшения содержания сахара в жоме, передняя часть каждой лопасти имеет плоский участок, расположенный параллельно заднему плоскому участку, при этом указанные участки расположены под углом не более 10⁰ к горизонтальной плоскости, а верхняя рабочая и нижняя поверхности лопасти плавно сопряжены с плоскими участками, причем длина образующей линии верхней рабочей поверхности лопасти в ее поперечном сечении равна или превышает длины образующей линии нижней поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3