Установка для газожидкостной экстракции

 

Изобретение относится к оборудованию для экстракции растительного сырья легколетучими экстрагентами, в частности сжиженными газами, и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине и парфюмерии. Установка содержит установленные в общем корпусе 1 экстрактор 2 и испаритель 3, разделенные пористой перегородкой 4 и соединенные магистралями 6 и 7 с регулируемой запорной арматурой 8 и 9 с конденсатором 5 по жидкой и газовой фазе соответственно. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для экстракции растительного сырья легколетучими экстрагентами, в частности сжиженными газами, и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине и парфюмерии.

Известна установка для газожидкостной экстракции, содержащая последовательно соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур экстрактор, испаритель и конденсатор [1] Недостатками этой установки является сложность конструкции, связанная с разнесенным расположением функциональных узлов, и низкая производительность, связанная с медленной диффузией экстрагента в сырье при экстенсивном массообмене.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для газожидкостной экстракции, содержащая установленные в общем корпусе экстрактор и испаритель, разделенные сплошной стенкой и связанные через гидравлический затвор, а также конденсатор, соединенный по газовой фазе магистралью, образованной зазором между стенкой и корпусом, по газовой фазе с испарителем и по жидкой фазе магистралью с экстрактором [2] Однако эта установка, обладая упрощенной конструкцией, сохраняет низкую производительность по тем же причинам, что и в известной установке, а также обладает повышенным расходом экстрагента из-за его необратимых потерь со шротом и испарения при замене дозы обрабатываемого сырья.

В предлагаемой установке для газожидкостной экстракции, содержащей установленные в общем корпусе экстрактор, испаритель и конденсатор, соединенный магистралями по жидкой фазе с экстрактором, а по газовой фазе с испарителем, согласно изобретению экстрактор и испаритель выполнены разделенными пористой перегородкой, а магистрали, соединяющие конденсат с испарителем и экстрактором, снабжены регулируемой запорной арматурой.

Это позволяет сократить расход экстрагента за счет герметизации конденсатора после сбора в нем экстрагента перед сменой дозы сырья в экстракторе, а также повысить производительность, интенсифицировав массообмен в экстракторе за счет возврата в него через пористую перегородку части газовой фазы из испарителя, которая осуществляет перемешивание сырья с экстрагентом и генерирует механические колебания, ускоряющие диффузию экстрагента в обрабатываемое сырье.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Установка для газожидкостной экстракции содержит установленные в общем корпусе 1 экстрактор 2 и испаритель 3, разделенные пористой перегородкой 4, а также конденсатор 5, соединенный магистралями 6 и 7 с регулируемой запорной арматурой 8 и 9 по жидкой фазе с экстрактором 2 и по газовой фазе с испарителем 3 соответственно. В экстракторе 2 выполнен люк 10 для загрузки-нагрузки сырья, в испарителе 3 патрубок 11 для слива экстракта, а в конденсаторе 5 патрубок 12 для защиты экстрагента.

Установка работает следующим образом.

Сырье, желательно в кассете, загружают в экстрактор 2 через люк 10, после чего последний герметизируют. В конденсатор 5 через патрубок 12 заливают экстрагент, а патрубок 12 герметизируют. Открытием арматуры 8 создают поток экстрагента из конденсатора 5 в экстрактор 2 по магистарали 6 с регулируемым расходом для создания оптимального гидромодуля. Экстрагент, проходя через экстрактор 2 и пористую перегородку 4, омывает сырье и поступает в испаритель 3, где переходит в газовую фазу. За счет регулировки арматурой 9 гидравлического сопротивления выхода газовой фазы из испарителя 3 по магистрали 7 в конденсатор 5 часть потока газовой фазы экстрагента направляется через пористую перегородку 4 обратно в экстрактор 2. Это приводит к перемешиванию сырья с экстрагентом в экстракционном объеме за счет воздействия барботируемых через пористую перегородку 4 пузырьков газовой фазы и акустической обработки сырья ударной волной, возникающей при охлаждении пузырьков газовой фазы в жидкой фазе экстрагента. Частота генерируемых колебаний давления регулируется температурой газовой фазы в испарителе 3 за счет изменения длины проскока пузырька от пористой перегородки 4 в экстракционный объем, поскольку распространение ударной волны увеличивает давление в жидкой фазе экстрагента, перекрывает подачу газовой фазы через поры перегородки 4 и выбрасывает в испаритель 3 дополнительную часть жидкой фазы из экстрактора 2. Такая обработка сырья в экстракционном объеме приводит к интенсификации массообменных процессов за счет перемешивания сырья с экстрагентом и ускорению диффузии экстрагента в сырье за счет разрушения его клеточных оболочек в процессе акустической обработки. Получаемая при экстракции мисцеллы через пористую перегородку 4 поступает в испаритель 3, где происходит отделение экстрагента в виде газовой фазы от экстрактивных веществ, остающихся в жидкой фазе. Газовая фаза экстрагента, прошедшая через арматуру 9 по магистрали 7 в конденсатор 5, переводится в нем в жидкую фазу и возвращается в экстрактор 2 для повторной обработки сырья. После завершения процесса экстракции арматурой 8 перекрывают подачу экстрагента по магистрали 6 из конденсатора 5 в экстрактор 2. После полного стекания мисцеллы из экстрактора 2 полным открытием арматурой 9 реализуют отделение экстрагента от экстрактивных веществ в испарителе 3. Затем арматуру 9 полностью закрывают для перекрытия магистрали 7 и полной герметизации легколетучего экстрагента в конденсаторе 5. Экстракт удаляют из корпуса 1 по патрубку 11, а шрот через люк 10. После герметизации патрубка 11, загрузки сырья через люк 10 и его герметизации, восполнения необратимых потерь экстрагента за счет смачиваемости шрота и герметизации патрубка 12, через который ее осуществляют, цикл полностью повторяется.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет сократить расход экстрагента за счет снижения необратимых потерь и увеличить производительность за счет ускорения массообменных процессов и диффузии в сырье экстрагента.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ, содержащая установленные в общем корпусе экстрактор и испаритель и конденсатор, соединенный с магистралями по жидкой фазе с экстрактором, а по газовой фазе с испарителем, отличающаяся тем, что экстрактор и испаритель разделены пористой перегородкой, а магистрали, соединяющие конденсатор с испарителем и экстрактором, снабжены запорной арматурой.

РИСУНКИ

Рисунок 1