Устройство для перколяционного гидролиза растительного сырья

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1978887

/ (61.) Дополнительное к авт. саид-ву И 332839 (51)NL. Хл.

B 01 2 1 1/02 (22) Заявлено11.06.81 (21) 3300461/29-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опублнковано07. 12 82 Бюллетень ¹ 45

3Ъсударстеаинцй камитет

СССР по делам наобретений и аткрытнй (53) УДК 676. .022 (088.8) Дата опубликования описания07.12.82

E. С. Сапотницкий, Л. Н. Краев, А . И. Киприанов, Э. П. Меркулова и В. Ф., Благушин,, :/

Научно-производственное гидрсийтэпад объединение !

«Гидролизп ром" (72) Авторы изобретения (7)) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРКОЛЯБИОННОГО ГИДРОЛИЗА

РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к гидролизной промышленности и может быть использовано для интенсификапии процессов в гидролизном производстве.

По основному авт. св. ¹ 332839 известно устройство для перколяпионного гидролиза растительного сырья, включающее корпус, перфорированную подающую трубу и удлиненные фильтры, причем подающая труба размещена по центру корпуса, а удлиненные фильтры - по его периметру вокруг нижней части подающей трубы Е1 3.

В процессе перколяции варочная кислота подается через отверстия равномерно расположенные по высоте подающей трубы, фильтруется через слой гидролизуемого материала, а образовавшийся гидролизат отбирается через фильтры в нижней части аппарата.

Такое устройство позволяет увеличить объемную скорость подачи гидролизата.

Однако в результате проведения дальнейших научных исследований выяснилось, 2 что описанная конструкция центральной подающей трубы обуславдивает неравномерное распределение линейной скорости течения жядкости по высоте гидролизаппарата.

Это приводит к уменьшению средней линейной скорости потока, увеличению времени пребывания моносахаридов в реакционном пространстве и возрастанию их распада.

Белью изобретения является увеличение выхода растворимых веществ (РВ) с варки путем сокращения времени пребьпиния образовавшихся сахаров в реакционном пространстве.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для перколяционного гидролиза растительного сырья перфора пия подающей трубы выполнена на верх нем и нижнем ее участках, причем высо та верхнего участка перфорации составляет 20-25% высоты трубы, а нижний участок перфорации расположен в зоне фильтров.

l,42;

126ý

3 9788

При равной скорости истечения варочной кислоты из всех отверстий на цент ральной подающей трубе линейная скорость течения жидкости в гидролизаппарате

I увеличивается в направлении движения потока прямо пропорционально числу рядов отверстий на подающей трубе.

Следовательно, если ряды отверстий на центральной подающей трубе, находящиеся над фильтрами, расположичь не равномер- 1Î но по высоте, а разМестить на верхнем участке перфорации, скорость жидкостного потока резко возрастает в верхней зоне цилиндрической части гидролизаппарата, где расположен перфорированный участок

1 и за счет этого распределится по высоте: аппарата более равномерно.

При этом усредненная по высоте аппарата линейная скорость потока увеличится, что приведет к пропорциональному уменьшению среднего времени пребывания образовавшихся сахаров в реакционном пространстве.

Выбор высоты верхнего участка перфорации, равной 20-25/o от высоты подающей трубы, обусловлен тем, что именно на такую величину уменьшается высо-. та слоя гидролизуемого сырья к моменту

: начала перколяции.

Во время перколяции верхний перфори- З0 рованный участок будет находиться над слоем, что позволит максимально повысить линейную скорость потока, набегающего на слой сырья, и устранить забивание отверстий на верхнем участке трубы. SS

Нижний участок перфорации, расположенный в зоне фильтров, вытянутых в цилиндрическую часть аппарата, позволяет сохранить преимущества центральной по-. дающей трубы, связанные с возможностью40 обеспечения высоких скоростей перколяциие

На чертеже показано устройство для перколяционного гидролиза.

Устройство содержит корпус 1 гидролизаппарата, подаюшую трубу 2, которая вводится в корпус через штуцер 3. Подающая труба снизу закрыта заглушкой

4. Отверстия на подающей трубе расположены sa верхнем 5 и нижнем 6 участках перфорации. Количество отверстий рассчитывается, исходя из применяемых расходов варочной кислоты при заданной приведенной линейной скорости. Удлинен.

SS ные фильтры 7 размещены по периметру корпуса вокруг нижнего участка перфорации подающей трубы. Для подачи варочной кислоты во время загрузки гидролиз87 4 аппарата корпус снабжен штуцером 8, а для вьп рузки лигнина — клапаном 9.

Устройство работает следующим образом.

В корпус 1 загружают смесь опилок и щепы и одновременно с загрузкой сырья через штуцер 8 подают варочную кислоту. После загрузки сырья осуществляется прогрев гидролизуемой массы путем подачи острого пара через фильтры 7.

По окончании прогрева подача острого пара прекращается, и начинается процесс перколяции с одновременным отбором гидролизата через фильтры, после чего производится процесс промывки. По окончании промывки осуществляется отбор гидролизата, т.е. отжим его от лигнина до тех пор, пока в устройстве не останется жидкости, и давление в нем не снизится. Далее производится выгрузка лигнина путем открывания нижнего клапана

9 корпуса.

Процесс гидролиза осуществляется на промышленном гидролизаппарате емкостью 50 м, установленном на Архан3 гельском гидролизном заводе.

Гидрогязаппарат оборудовался центральной подающей трубой с двумя участками перфорации. Основные характеристики трубы: общая высота трубы, м 7,08; высота верхнего участка перфорации, м высота нижнего участка перфорации, м 2; перфорация на трубе нанесена в виде чешуек с основанием 0,01 м и высотой 0,025 мэ количество отверстий на верхнем участке перфорации количество отверстий на нижнем участке перфорации 47е заданная линейная скорость истечения варочной кислоты из отверстий, м/с 4-э скорость перколяции, MS/ч 50-60

B гидролизаппарат загружалась смесь опилок и щепы.

Всего было загружено 6,09 т абсолютно сухого сырья. Одновременно с загрузкой сырья через штуцер 8 подавалась варочная кислота в количестве 14 м

После загрузки сырья в течение 40 мин осуществлялся прогрев гидролизуемой массы до 152 С путем подачи острого

Таблица 1

Содержание компонентов, %

Состав сырья

Варка на гидролизаппарате Варка на гидролизаппарате известной конструкции предлагаемой конструкции

30,4

27,9

Щепа кондиционная

35,8,34, 1

11,2

10,5

Шепа мелкая

Шепа крупная

16,8

13,6

9,7

9,0

Кора

5 9788 пара через фильтры 7. По окончании прогрева подача острого пара прекрашалась. и начинался процесс перколяпии с одновременным отбором гидролизата через фильтры. S

Продолжительность перколяции составила 75 мин, в течение этого времени температура гидролизуемой массы была поднята до 188 С и было выдано: 16

66,2 м гидролизата. После окончания

3 перколяции в течение 10 мин производился процесс промывки, при зтом температура гидролизуемой массы поднималась до 190 С и было выдано 9 м гидролизай c та. По окончании процесса промывки в течение 40 мин осушествлялся отжим гидролиэата, при зтом было получено

14,2 м гидролизата, а давление в гидз ролизаппарате снизилось с 12,0 до 20

8,0 ати. Далее производилась выгрузка лигнина путем открывания нижнего клапа87 6 на 9 корпуса. Всего в процессе гидролнза было получено 90 м гидролизата.

По описанному способу перколяционного гщцюлиэа было проведено 8 rom рольных варок. Средний выход PB с варки равен 2611 кг. Всего на гидролиэаппарате, оборудоваьиом центральной подавшей трубой предлагаемой конструкции, было проведено 168 варок.

Найденные выходы PB сравнивалнсь с выходом РВ, полученными в результате контрольных варок на,том же гидролиэаппарате и еще на трех гидролнзаппаратах, оборудованных центражной подаюшей трубой и имеюших объем 50 мЗ. Сопоставшыжсь варки, проведенные по одному и тому же режиму и характеризуюшиеся близкими значениями гранулометрического состава сырья, содержания трудногнд ролизуемых полисахаридов в лигнине, скорости перколяции и номера варки пос ле ремонта (см. табл. 1 и 2).

078887, о о о о о о < о со <р а о М G 03 t=I = i i i i CO о Ф ф tQ сО со

CO н

Т (tQ сР ño

Dl (р а о а д о о щ, co а Q о а Я сМ Л AI сЧ (0 C я (О а д cq (р,!» а с" а Ф о о о % о о о о о в а а а > о

fQ со сч сч о

i л а Ф а н

СМ Й с (О

\(т 1 1 1 о о со о

tQ с

9788

Средние выходы PB при работе с центральной подающей трубой существующей и предлагаемой конструкций соответственно равны 2476 и 2611 кг. Следовательно, при использовании центральной 5 подающей трубы предлагаемой конструкции средний выход PB возрос на 5,8%.

Формула изобретения

Устройство для перколяционного гндролиза растительного сырья.по авт. св. №332839, отличающееся, тем, что, с целью повышения выхода

87 растворимых веществ с варки путем сокращения времени пребывания образовавшихся сахаров в реакционном пространстве, перфорация подающей трубы выполнена на верхнем и нижнем ее участках, причем высота верхнего участка перфорации составляет 20-25% от высоты трубы, а нижний участок перфорапни расположен в зоне фильтров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 332839, кл. В 01 Э 11/02, 1969 (прототип).

Составитель О. Лисичкина

Редактор С. Титова Техред Л.Пекарь Корректор А. Ференц

Заказ 9447/9 Тираж 734 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4