Диффузионный аппарат непрерывного действия
DIFFUSION APPARATUS OF CONTINUOUS ACTION

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве инулина из топинамбура и цикория, сахара из свеклы и других растворимых веществ из растительного сырья различного происхождения.
Известен непрерывно действующий противоточный диффузионный аппарат, представляющий собой вертикальную, расширяющуюся книзу колонну, в верхней части которой смонтированы устройства для подачи стружки продукта и подогретого диффузионного сока на ее ошпаривание, а также коллектор для отвода диффузионного сока на переработку, а в нижней части - устройство для подачи воды на диффузию и отжимной шнек для вывода высоложенной стружки из аппарата (РФ 403729 А1, 26.10.1973).
Недостатком известного аппарата является сложность поддержания постоянного температурного режима и процесса диффузии во всей массе стружки, медленно опускающейся в конусной части колонны в горизонтально-стационарном состоянии с различной скоростью центральных и периферических слоев сокостружечной смеси по высоте колонны при ее больших, требуемых для полного высолаживания стружки габаритах, а местные перегревы стружки приводят к ухудшению качества диффузионного сока и увеличению его расхода для нивелировки температуры в аппарате.
Технический результат изобретения заключается в интенсификации процесса высолаживания путем высокотемпературной обработки стружки при ее комбинированном перемещении и снижении энергозатрат при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что шнек подвешен во второй вертикальной колонне, снабженной в верхней части устройствами для вывода жома и подачи воды и соединенной в нижней части с первой колонной расположенным под углом естественного откоса наклонным участком с шиберным устройством для регулирования потока сокостружечной смеси.
Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен предлагаемый диффузионный аппарат в продольном разрезе.
Аппарат состоит из двух вертикальных колонн. Расширяющаяся книзу под углом 5-10° колонна 1 снабжена устройством 2 для загрузки стружки, штуцер 3 служит для подачи горячего диффузионного сока в ошпариватель 4, штуцер 5 - для отвода сока на переработку. Колонна 6 снабжена контрлаповым шнековым устройством 7, подвешенным на приводном механизме 8, и устройством для выгрузки жома 9. Штуцер 10 служит для подачи горячего растворителя, через штуцер 11 сливается грязевой отстой. Расположенный под углом естественного откоса 40°, соединяющий колонны 1 и 6 переходной участок 12 снабжен шибером 13 для регулировки потока сокостружечной смеси.
Аппарат работает следующим образом. Стружка, например, топинамбура, направляется в загрузочное устройство 2 навстречу подаче через штуцер 3 рециркулирующего горячего диффузионного сока температурой 90°С. После ошпаривателя 4 диффузионный сок через отцеживающее устройство и штуцер 5 откачивается на переработку. Стружка под действием силы тяжести движется вниз, равномерно рассредоточиваясь по объему колонны 1, и по наклонному участку 12 самотеком переходит в нижнюю часть колонны 6 со шнековым устройством 7, подвешенным на приводном механизме 8, который благодаря частотному преобразователю позволяет изменять частоту вращения шнека от 6 до 11 об/час и тем самым регулировать производительность аппарата. Разница скоростей движения периферических и центральных слоев сокостружечной смеси в колонне 1 нивелируется в переходном участке 12 с помощью шибера 13. В колонне 6 стружка транспортируется шнеком 7 к выгрузочному устройству 9 навстречу подаче через штуцер 10 свежего горячего растворителя температурой 90°С, отцеживается на сухом участке шнека и выводится из аппарата в виде жома.
Подаваемый через штуцер 10 горячий растворитель проходит колонну 6 через шнековое устройство 7 сверху вниз, через переходной участок 12 поступает в колонну 1 и поднимается к устройству для отвода сока, высолаживая растворимые вещества, преимущественно инулин из стружки топинамбура. В отличие от ламинарного движения сока в колонне 1, шнековое устройство 7 в колонне 6 в некоторой степени перемешивает и турбулизирует сокостружечную смесь в конечной, наиболее длительной стадии процесса высолаживания, при этом повышается массообмен и нивелируется температурное поле, что предотвращает местный перегрев стружки и благоприятно сказывается на качестве диффузионного сока. Расход тепловой энергии в колонне 6 снижается благодаря принудительному ускорению процесса высолаживания. Диффузионный сок выводится из аппарата через штуцер 5, откачивается на подогрев до температуры 90°С и отправляется на следующую технологическую операцию - коагуляцию. Большая часть нагретого диффузионного сока возвращается в аппарат через патрубок 3 для ошпаривания свежей стружки топинамбура, только что загруженной в аппарат. Горячий диффузионный сок способствует свертыванию клеточной протоплазмы, обогащается сухими веществами и инулином до максимально возможного состояния и сразу выводится через штуцер 5 из аппарата. Накапливающийся песочно-грязевой отстой периодически сливается из аппарата через штуцер 11, не влияя на работу шнекового устройства 7.