Экстрактор

Авторы патента:

АНДЕРСОН Джордж Е. (US)

ФЛОАН Бенджамин В. (US)

B01D11/023 - Экстракция растворителями

B01D11/02 - твердых веществ

Владельцы патента RU 2699630:

КРОУН АЙРОН ВОРКС КОМПАНИ (US)

Изобретение относится к устройствам, которые используют при сепарации, например, при выделении растворителя из гранулированного материала, пропитанного этим растворителем. Экстрактор включает конвейерное средство, на которое осаждают гранулированный или хлопьевидный материал для транспортировки от первого конца ко второму концу. Указанное конвейерное средство содержит чередующиеся сегменты из пористого материала и сплошные участки, и множество выпускных отверстий, расположенных на каждом сплошном участке указанного конвейерного средства. Каждое отверстие из указанного множества сконфигурировано таким образом, чтобы направлять струю жидкости вверх в гранулированный или хлопьевидный материал, вызывая, таким образом, диспергирование струи жидкости в гранулированном или хлопьевидном материале и воздействуя на контур гранулированного или хлопьевидного материала. Технический результата: максимизация контакта растворителя с гранулированными или сыпучими материалами. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Заявка подана в патентное ведомство США в соответствии со сводом законов США §111(a), с приоритетом, запрошенным в соответствии с 35 сводом законов США §119(e) (1) по дате подачи предварительной заявки №61/635,679, поданной 19 апреля 2012 г. в соответствии со сводом законов США §111(b).

Область техники

Данное изобретение относится к устройствам, которые используют при сепарации, например, при выделении растворителя из гранулированного материала, пропитанного этим растворителем.

Уровень техники

Экстракторы, как будет показано далее, используются в промышленности на протяжении многих лет. Они особенно подходят для использования в переработке сельскохозяйственных продуктов. Гранулированный или хлопьевидный материал обрабатывают растворителем таким образом, что некоторая часть компонента, которым пропитан гранулированный или хлопьевидный материал, может быть переведена в раствор с помощью растворителя и отделена. Примером продукта, в процессе производства которого используют сепаратор, являются соевые хлопья. Такие хлопья обычно обрабатывают растворителем, таким как гексан. Растворитель растворяет и позволяет отделить (выделить) масло хлопьев.

Другим примером продукта, в производстве которого используется экстрактор, является соевый белковый концентрат. Обезжиренные соевые хлопья промывают спиртом таким образом, чтобы растворить и отделить углеводы, содержащиеся в хлопьях. Продутом такого процесса являются углеводы. Таким способом получают материал с высокой концентрацией белка.

В экстракторах, известных из уровня техники, перерабатываемый гранулированный или хлопьевидный материал транспортируют от входного отверстия экстрактора к выходу из экстрактора. Транспортировку обеспечивают конструкции, такие как скребковый конвейер. В то время как растворитель льют на слой материала, материал транспортируют от входа к выходу. Эффективность экстрактора является мерой скорости, при которой растворитель способен эффективно удалять целевой (намеченный) компонент из материала.

Слой материала, который транспортируют конвейером, является в значительной степени пористой средой. Следовательно, по мере того как растворитель многократно наносят сверху на слой, растворитель проходит сквозь слой (промывает слой), контактируя с материалом, и стекает через решетку (экран), поддерживающую материал. В описанном выше применении гексановая промывка протекает через суспензию материала, пропитанного маслом. Таким образом, масло удаляется из соевого материала.

Однако, геометрия слоя материала неоднородна. В различных местах внутри слоя эффективность будет разной. Некоторые места внутри слоя являются более открытыми, а некоторые более плотными (слежавшимися). Это справедливо для различных типов гранулированного или хлопьевидного материала. Следовательно, в более открытых зонах будет больший поток растворителя, чем в других. В тех местах, где поток растворителя меньше, требуется большее время для экстракции.

На преодоление указанных недостатков существующего уровня техники и направлено данное изобретение. Оно представляет собой новую конструкцию экстрактора, функционирование которой позволяет преодолеть проблемы уровня техники.

Сущность изобретения

Данное изобретение представляет собой систему подачи (перелива) жидкости в экстракторе, а которой использован восходящий поток. Согласно одному варианту воплощения изобретения использовано множество отверстий, функционирующих в качестве инжекторов. В некоторых вариантах воплощения изобретения отверстия могут быть заданы в определенных (нужных) местах. Если целесообразно, они могут быть расположены в определенных местах в заданном порядке. Отверстия, как правило, располагают практически на том же уровне, что и решетка (экран) конвейера или чуть ниже решетки (экрана). Мисцеллу или растворитель инжектируют снизу вверх в слой, расположенный на конвейере. Такая конструкция позволяет растворителю попасть в те зоны слоя, которые могли бы быть недостаточно хорошо промыты в экстракторе, известном из уровня техники.

Восходящий поток от системы подачи жидкости может вызывать перераспределение слоя. Может быть реализована доступность тех зон слоя, которые обычно не достигаются при промывке сверху вниз. Как будет видно далее, данное изобретение более эффективно достигает цели максимизации контакта растворителя с гранулированным или сыпучим материалом.

Можно использовать определение зоны, окружающей систему подачи жидкости, в которой контролируется нисходящий слив (дренаж), чтобы обеспечить повышенное проникновение растворителя в материал снизу вверх. Так как поток исходит из направленных вверх выпускных отверстий, он будет диспергирован в слое материала. Эффективная высота проникновения растворителя от направленной вверх системы подачи жидкости зависит от слива (дренажа), прилегающего к выпускным отверстиям системы подачи жидкости, скорости и давления потока, выходящего из системы подачи жидкости, и пористости слоя материала.

В некоторых вариантах воплощения изобретения нижние экраны (решетки) могут отсутствовать. В таких вариантах воплощения нисходящий слив (дренаж) отсутствует, и вся мисцелла или растворитель поступают вверх и за пределы верхней поверхности слоя на каждой стадии или каждого объема экстракции. Так как мисцелла, протекающая через системы подачи жидкости, с большой вероятностью будет включать содержащийся в ней сыпучий материал, желательно предусмотреть, как удержать тяжелый твердый материал в суспензии, чтобы предотвратить избыточное наращивание в областях с низкой скоростью. Могут быть предусмотрены меры для предотвращения закупоривания выходных отверстий системы подачи жидкости. В качестве примера, поддержание выходных отверстий системы подачи жидкости в незакупоренном состоянии может быть эффективно осуществлено при использовании ротора или мешалки внутри распределительной трубы. Такая конструкция способствует движению смеси, так что она может вытекать из системы подачи жидкости.

Далее станет понятным, что это описание носит чисто иллюстративный характер. Множество изменений, особенно в деталях, таких как форма, размер, материал и взаимное расположение частей, может быть внесено, не выходя за рамки данного изобретения.

Краткое описание фигур (чертежей).

ФИГ. 1 представляет собой вид в перспективе части экстрактора, известного из уровня техники;

ФИГ. 2 представляет собой боковой разрез части экстрактора в соответствии с данным изобретением;

ФИГ. 3 представляет собой вертикальный вид сбоку трубопровода, используемого в данном изобретении;

ФИГ. 4 представляет собой вид сверху трубопровода в соответствии с данным изобретением;

ФИГ. 5 представляет собой вид в перспективе части конвейера, имеющего щелевое отверстие на одном уровне с щелевым отверстием трубопровода в соответствии с данным изобретением;

ФИГ. 6 представляет собой вид экстрактора с торца в разрезе в соответствии с данным изобретением;

ФИГ. 7 представляет собой вид сбоку в разрезе экстрактора, в котором использовано множество трубопроводов;

ФИГ. 8 представляет собой вид сбоку в разрезе части экстрактора в соответствии с данным изобретением;

ФИГ. 9 представляет собой вид в перспективе части конвейера, вместе с которым используют данное изобретение;

ФИГ. 10 представляет собой вид, аналогичный показанному на ФИГ. 9, в котором использован альтернативный вариант трубопровода;

ФИГ. 11 представляет собой увеличенное сечение части альтернативного варианта трубопровода;

ФИГ. 12 представляет собой вид, аналогичный показанному на ФИГ. 11, внутри которого установлена мешалка; и

ФИГ. 13 представляет собой вид, аналогичный показанному на ФИГ. 12.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как видно из чертежей, на которых похожими цифрами обозначены схожие элементы, на ФИГ. 1 приведен разрез экстрактора 20, известного из уровня техники, из которого хорошо видны некоторые проблемы существующего уровня техники. Вследствие своей консистенции обрабатываемый материал 22 при транспортировке конвейером 24 имеет тенденцию к формированию неравномерной глубины слоя 26 материала 22. Как видно из ФИГ. 1, обычно образуются пористые участки 28 слоя 26. Такие области являются открытыми, они способствуют легкому протеканию растворителя через такие пористые участки 28 и стеканию с них. Кроме того, в результате нисходящего потока жидкости через маленькие области слоя 26, могут образоваться сгустки (комки) 36 обрабатываемого материала. Более того, в результате разбрызгивания растворителя из системы подачи 32 на слой 26 материала 22 может возникнуть запруживание верхней поверхности слоя материала 26, что обозначено 30.

На ФИГ. 2 в боковом разрезе показано размещение обрабатываемого материала 22 в процессе технологической обработки с помощью конструкции по данному изобретению. Особенный интерес представляет нагнетательная система или система трубопроводов 34, находящаяся в жидкостной взаимосвязи с емкостью для жидкости для инжекции через выпускные отверстия 36 (на ФИГ. 2 не показаны), имеющиеся на верхней части трубопровода 34. ФИГ. 3 лучше иллюстрирует отверстия 38, служащие в качестве выпускных отверстий 36. Отверстия 38 изображены в основном линейно выровненными и расположенными последовательно поперек (во всю ширину) конвейера 24.

ФИГ. 4 и 5 иллюстрируют вариант воплощения, в котором щелевое отверстие 40 простирается поперек практически по всей ширине конвейера 24. На ФИГ. 5, в частности, показано, что сплошной участок 42, перемежающийся с пористыми участками 44 конвейера 24, имеет сформированное на нем щелевое отверстие 40. Более эффективно формировать щелевое отверстие 40 в сплошном сегменте 42, чем в пористом сегменте 44 конвейера.

ФИГ. 11-13 иллюстрируют трубопроводы 34 различной конфигурации и использование средств перемешивания 46. На этих трех чертежах проиллюстрирован вал 48, смонтированный по центру внутри трубопровода 34. Вал 48 изготовлен с возможностью расположения по центру внутри трубопровода 34 таким образом, чтобы не мешать перемешивающим лопастям 48.

В свете приведенных объяснений совершенно очевидно значительное преимущество направленных вверх выпускных отверстий 36 по сравнению с экстракторами, известными из уровня техники. Понятно, что сущность изобретения раскрыта в приведенной далее Формуле изобретения.

1. Экстрактор, включающий:

- конвейерное средство, на которое осаждают гранулированный или хлопьевидный материал для транспортировки от первого конца ко второму концу, где указанное конвейерное средство содержит чередующиеся сегменты из пористого материала и сплошные участки, и

- множество выпускных отверстий, расположенных на каждом сплошном участке указанного конвейерного средства, где каждое отверстие из указанного множества сконфигурировано таким образом, чтобы направлять струю жидкости вверх в гранулированный или хлопьевидный материал, вызывая, таким образом, диспергирование струи жидкости в гранулированном или хлопьевидном материале и воздействуя на контур гранулированного или хлопьевидного материала.

2. Экстрактор по п. 1, дополнительно включающий трубопровод, смонтированной на обратной, нижней стороне каждого из сплошных участков указанного конвейерного средства, указанный трубопровод находится в жидкостной взаимосвязи с множеством предусмотренных в них отверстий, в целом линейно выровненных.

3. Экстрактор по п. 2, дополнительно включающий источник жидкости, находящийся в жидкостной взаимосвязи с трубопроводом для подачи жидкости в трубопровод.

4. Экстрактор по п. 3, где указанные множество в целом линейно выровненных отверстий выровнены вдоль первой оси, расположенной практически перпендикулярно секции указанного конвейерного средства.

5. Экстрактор по п. 4, дополнительно включающий средства перемешивания, смонтированные внутри системы трубопроводов.

6. Экстрактор по п. 5, где средства перемешивания выполнены с возможностью вращения вокруг второй оси, практически параллельной первой оси.

7. Экстрактор по п. 1, где указанное конвейерное средство содержит экран.

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Экстракция растворителя из биоразлагаемых микрочастиц // 2696860

Описан способ снижения концентрации растворителя во множестве биоразлагаемых микрочастиц. Способ включает в себя контактирование смеси, содержащей множество микрочастиц и растворитель, с водой, для образования водной суспензии.

Устройство для получения экстракта из софоры японской // 2692375

Изобретение относится к фармацевтической, химической, медицинской, пищевой промышленности. Устройство для получения экстракта из софоры японской под воздействием импульсного электрического поля высокой напряженности состоит из экстракционной камеры цилиндрической формы с электродами коаксиального исполнения.

Установка для экстракции в системе жидкость - твердое тело // 2691337

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов экстракции в системе жидкость - твердое тело применительно к экстракции из растительного сырья. Установка содержит вертикальный цилиндрический корпус, снабженный коаксиально установленными питающей и циркуляционной трубами.

Способ радиомечения // 2690848

Изобретение относится к области радиофармпрепаратов для получения in vivo изображений, в частности автоматическим способам получения и очистки 18F-меченых радиофармпрепаратов для получения изображений тау-белка.

Система жидкостно-жидкостной очистки образца с акустическим осаждением // 2689582

Группа изобретений относится к очистке образцов, в частности к жидкостно-жидкостной экстракции. Система содержит контейнер (12a) в сборе, ограничивающий секцию (136a) для очистки образца и имеющий верхний конец (56) и противоположный нижний конец (57).

Способ подготовки пробы нефти для газохроматографического анализа малолетучих полярных веществ // 2688513

Изобретение относится к газохроматографическим методам анализа нефтерастворимых малолетучих полярных соединений и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности для их количественного определения.

Способ получения средства, обладающего противовоспалительной, гепатопротекторной, желчегонной активностями // 2684729

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения средства, обладающего противовоспалительной и гепатопротекторной, желчегонной активностями.

Новые способы и композиции для лечения заболевания // 2683774

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения экстракта для лечения ран, воспалительных заболеваний или орального мукозита.

Способ получения бетулина // 2683634

Изобретение относится к органической химии. Способ получения бетулина осуществляют в замкнутом экстракционном технологическом комплексе, включающем измельчение бересты, экстракцию толуолом в экстракторе проточного типа (1) при непрерывном противоточном движении бересты и растворителя.

Способ производства биогенных препаратов // 2698707

Изобретение относиться к фармацевтической промышленности, а именно к способу производства биогенных препаратов. Способ производства биогенного препарата включает использование сырья из субпродуктов и боенских отходов, выдержку сырья в условиях холодильника, измельчение сырья, разведение его активным раствором гипохлорита натрия в при последующей экстракции сырья в условиях холодильника, при этом экстракцию проводят в условиях холодильника при последующем разведении экстракта гипохлоритом натрия и обработкой полученного экстракта ультразвуком, далее осуществляют фильтрацию полученного экстракта, фасовку и стерилизацию в автоклаве при определенных условиях.

Способ получения лекарственных субстанций из змееголовника молдавского (dracocephalum moldavica l.) // 2696867

Изобретение относится к способу получения экстракта из травы змееголовника молдавского (Dracocephalum moldavica L.), содержащего флавоноиды, обладающего нейротропной активностью, заключающийся в экстракции измельченного сырья этиловым спиртом, фильтрации, упаривании, при котором измельченную траву змееголовника молдавского, в фазе бутонизации и цветения, трижды экстрагируют - 50-ти % этиловым спиртом, при соотношении сырье : экстрагент равном 1:10, при комнатной температуре, при подаче на каждую последующую экстракцию свежий экстрагент, равный слитому извлечению, полученные экстракты упаривают последовательно по мере поступления до объема до 1/20, водные кубовые концентраты объединяют и обрабатывают три раза хлороформом в соотношении хлороформ : водная фаза равном 1:2, органическую фазу отделяют, а водный кубовый остаток переосаждают спиртом этиловым 96% в соотношении 1:10, выпавший осадок отстаивают, упаренный надосадочный раствор из предыдущей стадии растворяют при 65°C в дистиллированной воде с добавлением катионита Ку-2-8-чс(Н+) до pH равного 3, фильтруют, полученный раствор экстрагируют н-бутанолом трижды в соотношении 1:2, водный слой отделяют, бутанольный экстракт промывают водой дистиллированной дважды, а затем промытый водой бутанольный экстракт отгоняют в виде азеотропы с водой, с получением экстракта.

Средство на основе травы монарды дудчатой, обладающее активностью в отношении штамма burkholderia при муковисцидозе // 2695663

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к средству на основе травы монарды дудчатой, обладающему ингибирующей активностью в отношении штамма Burkholderia при муковисцидозе.

Способ получения настойки из листьев тополя черного, обладающей активностью в отношении штаммов burkholderia // 2695661

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения настойки из листьев тополя черного, обладающей ингибирующей активностью в отношении штаммов Burkholderia.

Способ получения средства, обладающего адаптогенной активностью // 2695335

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения средства, обладающего адаптогенной активностью. Способ получения лекарственного средства, обладающего адаптогенной активностью, представляющего собой сухой экстракт, полученный из следующего растительного сырья в соотношении: корневища девясила высокого 333 г, плодов облепихи крушиновидной 333 г, плодов кориандра посевного 333 г, которое измельчают на мельнице до размера частиц диаметром 1 мм и экстрагируют 50% этиловым спиртом в соотношении сырье:экстрагент, равном 1:16, при температуре 60°С и постоянном перемешивании, процесс повторяют трижды, после чего объединенные извлечения упаривают до 1/3 первоначального объема и очищают сепарированием, полученный очищенный экстракт доупаривают до 1/5 первоначального объема, высушивают в вакуумной сушилке при температуре 60°С в течение 8 ч и измельчают на мельнице пропеллерного типа.

Способ получения лекарственных субстанций из змееголовника молдавского (dracocephalum moldavica l.) // 2695328

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения экстракта из травы змееголовника молдавского. Способ получения экстракта из травы змееголовника молдавского (Dracocephalum moldavica L.), содержащего флавоноиды, обладающего противовоспалительной активностью, заключающийся в экстракции измельченного сырья этиловым спиртом, фильтровании, упаривании, при этом измельченную траву змееголовника молдавского, собранную в фазе бутонизации и цветения, трижды экстрагируют 50% этиловым спиртом, при соотношении сырье:экстрагент, равном 1:10, при комнатной температуре, при подаче на каждую последующую экстракцию свежего экстрагента, равного слитому извлечению, полученные экстракты упаривают последовательно по мере поступления до объема до 1/20, водные кубовые концентраты объединяют и обрабатывают три раза хлороформом в соотношении хлороформ:водная фаза, равном 1:2, органическую фазу отделяют, а водный кубовый остаток переосаждают 96% этиловым спиртом в соотношении 1:10, выпавший осадок отстаивают, дважды промывают 96% этиловым спиртом и фильтруют с последующим высушиванием на воздухе или в вакуум-сушильном шкафу при температуре 40°С в течение 4 ч, полученный сухой остаток растворяют в дистиллированной воде с добавлением ацетона, взятых в соотношении вода:ацетон, равном 1:4, выдерживают в течение 1 часа, фильтруют, полученный фильтрат упаривают.

Способ получения средства, обладающего адаптогенной активностью // 2695324

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способу получения средства, обладающего адаптогенной активностью. Способ получения лекарственного средства, обладающего адаптогенной активностью, представляет собой сухой экстракт, полученный из следующего растительного сырья в соотношении: корневищ купены душистой 20 г, корней горичника Морисона 20 г, корней пиона уклоняющегося 20 г, корней спаржи лекарственной 20 г, плодов якорцев стелющихся 20 г, которые измельчают до размера частиц диаметром 1 мм и экстрагируют 50% этиловым спиртом в соотношении сырье : экстрагент, равном 1 : (14-16), при температуре 60°С и постоянном перемешивании, процесс повторяют трижды и объединенные извлечения упаривают до 1/3 первоначального объема и очищают сепарированием, после чего очищенный экстракт доупаривают до 1/5 первоначального объема, высушивают в вакуумной сушилке при температуре 60°С в течение 8 ч и измельчают на мельнице пропеллерного типа.

Средство, обладающее избирательным действием на опухолевые клетки, активирующее их апоптоз и препятствующее формированию их резистентности // 2694547

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к применению средства, обладающего избирательным действием на опухолевые клетки, вызывающего в них апоптоз, блокирующего развитие аутофагии и препятствующего формированию их резистентности к терапии.

Способ получения вещества, обладающего противогрибковой активностью // 2691997

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения вещества, обладающего противогрибковой активностью. Способ получения вещества, обладающего противогрибковой активностью, представляющего собой 7-О-метилкемпферол, путем подготовки лекарственного растительного сырья - почек каштана конского обыкновенного (Aesculus hippocastanum L.), экстрагирования сырья органическими растворителями, упаривания и хроматографической очистки, при этом извлечение из воздушно-сухого растительного сырья проводят с использованием хлороформа в аппарате Сокслета в соотношении сырье : экстрагент 1:3, последующее выделение целевого вещества из сгущенного хлороформного извлечения осуществляют методом колоночной хроматографии на силикагеле, используя в качестве элюента смесь хлороформа и этилового спирта в соотношении 99:1 объемом 1,5 л, а дальнейшую очистку целевого вещества осуществляют путем перекристаллизации упаренных под вакуумом элюатов, содержащих 7-О-метилкемпферол, смесью хлороформа и этилового спирта.

Способ получения сурфактанта из легких крупного рогатого скота // 2691648

Изобретение относится к медицине, а именно к получению сурфактанта из легких крупного рогатого скота. Для этого легкие крупного рогатого скота, освобождают от бронхов, разрезают на куски размером 30×30×30 мм, измельчают на роторно-статорном дезинтеграторе, полученный экстракт центрифугируют на проточной центрифуге при низких оборотах, после чего надосадочную жидкость выдерживают при +4°С в течение часа и повторно центрифугируют на проточной центрифуге при 22000-250000g, осадок ресуспендируют в воде, еще раз центрифугируют при 10000-15000g и осадок экстрагируют смесями хлороформа и метанола в системе хлороформ-метанол-вода 1:2:0.8.