Роторно-пульсационный аппарат
Владельцы патента RU 2687418:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) (RU)
Изобретение относится к процессам интенсификации экстрагирования, интенсификации процессов гомогенизации, эмульгирования, диспергирования гетерогенных систем и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Роторно-пульсационный аппарат содержит ротор и статор, выполненные в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. Сопрягаемые поверхности ротора и статора выполнены конически. При этом в нижней части корпуса установлен выводящий патрубок с захватывающей лопаткой для рециркуляции продукта по рецикл-каналу. В роторно-пульсационном аппарате увеличено время нахождения материала внутри аппарата, приводящее к повышению эффективности процесса экстрагирования и как следствие увеличению извлечения целевых компонентов. 1 ил.
Изобретение предназначено для процесса экстрагирования, интенсификации процессов гомогенизации, эмульгирования, диспергирования гетерогенных систем и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.
Известен роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями [1], содержащий входной и выходной патрубки, корпус, внутри которого установлены лопасти, ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор. Ротор и статор выполнены в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. К внутренней поверхности корпуса приварены прямоугольные лопасти, изогнутые по винтовой линии в сторону вращения ротора. Недостатком изобретения является то, что в области, ограниченной статором и внутренней стенкой корпуса аппарата, образуется зона, в которой происходит хаотичное взаимодействие двух потоков: смеси материалов, проходящих от центра аппарата через зубья ротора и статора, и потока от стенки корпуса к центру аппарата, вызванного инерционными движениями взаимодействующих сред.
Известен роторно-пульсационный экстрактор с промежуточной обработкой продукта [2], основными его элементами являются ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор, выполненные в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями, лопасти прямоугольной формы, изогнутые по винтовой линии, направляющие поток к штуцерам для промежуточной обработки. Недостатком изобретения является то, что установленные лопасти увеличивают трение и сопротивление материального потока в аппарате, вследствие чего необходима большая мощность двигателя для работы аппарата.
Технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение эффективности процесса экстрагирования при увеличении выхода экстрактивных веществ, за счет организации рециркуляции обрабатываемого продукта через рецикл-канал.
На фиг. 1 показана конструкция роторно-пульсационного аппарата.
Роторно-пульсационный аппарат состоит из корпуса 1, с установленным в нем ротором 2, в ступице которого имеются отверстия 3, и статором 4. Ротор и статор выполнены в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями с рабочими элементами в виде зубьев, лопастями прямоугольной формы. Сопрягаемые поверхности ротора и статора конические. Статор с зубьями жестко закреплен на крышке 5. В нижней части корпуса установлен выводящий патрубок с захватывающей лопаткой 6 и рецикл-канал 7. Патрубок 8 для ввода и патрубок 9 для вывода компонентов. Корпус аппарата снабжен тепловой рубашкой 10 со штуцерами 11 и 12 для охлаждения или нагревания продукта. В аппарате имеется внешняя рабочая область 13, расположенная между внутренней стенкой корпуса и зубьями статора, и внутренняя рабочая область 14 внутри ротора.
Аппарат работает следующим образом. Через входной патрубок 8 подаются компоненты жидкой и твердой фаз во внутреннюю рабочую область 14, в которой под действием центробежных сил материальный поток проходит через зубья ротора 2 и статора 4, и попадает во внешнюю рабочую область 13, при этом твердое тело подвергается измельчению, истиранию и ударным нагрузкам. При вращении ротора 2 происходит перекрывание прорезей ротора и статора, вследствие чего возникают пульсации потока и кавитационные явления. Затем во внешней рабочей области аппарата 13, обрабатываемый продукт разделяется на две части. Первая часть материального потока попадает через выводящий патрубок с захватывающей лопаткой 6 в рецикл-канал 7 и направляется через патрубок 8 во внутреннюю рабочую область 14, для дополнительной обработки продукта в аппарате и его смешивания с вновь поступившими компонентами твердой и жидкой фаз. Вторая часть продукта обрабатывается во внешней рабочей области аппарата 13. Готовый продукт выводится через патрубок 9. Затем движение и рециркуляция материальных потоков повторяются.
Количество выводящих патрубков с захватывающей лопаткой и их высота может изменяться в зависимости от характера обработки продукта и степени его рециркуляции.
Таким образом, в предлагаемой конструкции роторно-пульсационного аппарата увеличено время нахождения обрабатываемого продукта внутри аппарата, приводящее к повышению эффективности процесса экстрагирования и как следствие к увеличению выхода целевых компонентов.
Источники литературы
1. Пат. 2397793 РФ, МПК B01D 11/02, B01F 7/00. Роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями / Потапов А.Н., Светкина Е.А., Попик А.М., Просин М.В. // Опубл. 27.08.2010. - Бюл. №24;
2. Пат. 2445143 РФ, МПК B01D 11/02, B01F 7/00. Роторно-пульсационный экстрактор с промежуточной обработкой продукта / Потапов А.Н., Светкина Е.А., Попик A.M., Просин М.В. // Опубл. 20.03.2012. - Бюл. №8.
Роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус с установленными в нем ротором и статором с рабочими элементами в виде зубьев, лопастями прямоугольной формы, а также входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что в нижней части корпуса установлен выводящий патрубок с захватывающей лопаткой и рецикл-канал.
