Установка для комплексной переработки древесины лиственницы
INSTALLATION FOR COMPLEX PROCESSING OF LARCH WOOD

Изобретение относится к оборудованию комплексной переработки древесины.
Известна установка для комплексной переработки отходов лиственницы с выделением природных веществ в нативном виде, включающая узел подготовки сырья, узел подачи реагентов, емкость с дионизированной водой, емкость с н-гексаном, емкость со спиртом этиловым, емкость с эфиром диэтиловым, емкость с коагулянтом, блок гексановой экстракции древесных смол и масел, роторно-пульсационный аппарат для гексановой экстракции, блок спиртоэфирной экстракции биофлавоноидов (раствора дигидрокверцетина), роторно-пульсационный аппарат для спиртоэфирной экстракции, узел переработки гексанового экстракта, емкость с возвратным н-гексаном, емкость с выделенным продуктом - древесными смолами и маслами, узел вакуумной переработки экстракта биофлавоноидов, узел первой ступени очистки биофлавоноидов, узел второй ступени очистки биофлавоноидов, узел третьей ступени очистки биофлавоноидов, емкость с готовым продуктом - биофлавоноидами, блок водной вытяжки арабиногалактана, вакуумно-импульсный генератор, газоразделительная мембранная азотная установка, узел переработки водного раствора арабиногалактана (выпариватель-сгуститель), диализатор очистки арабиногалактана, емкость с готовым продуктом - активированным нативным биополимером, емкости с деионизированной водой и н-гексаном связаны с узлом подачи растворителя и имеют подводящие и отводящие вентили и краны, блок гексановой экстракции древесных смол и масел снабжен системой обогрева и перемешивания сырья, вакуумно-импульсный генератор связан с блоком гексановой экстракции древесных смол и масел, блоком спиртоэфирной экстракции биофлаваноидов и блоком водной вытяжки арабиногалактана, газоразделительная мембранная азотная установка связана с узлом подачи растворителя, блоком гексановой экстракции древесных смол и масел, блоком спирно-цеирной экстракции биофлаваноидов и блоком водной вытяжки арабиногалактана, RU Патент №2249026, МПК C09F 1/00 (2000.01), С08В 37/00 (2000.01), C07D 311/40 (2000.01), 2005.
Недостатками данной установки является то, что она не предназначена для выделения чистого дигидрокверцетина из биофлавоноидного комплекса, извлечение древесного масла и древесных смол проводят без их селективного разделения, а отходы древесной биомассы после экстракции не утилизируют.
Наиболее близкой по технической сущности является установка для комплексной переработки древесины лиственницы, включающая загрузочное устройство, экстрактор измельченного сырья, к которому последовательно подсоединены фильтр для разделения на жидкую и твердую пульпы, испаритель для жидкой пульпы, экстрактор для обработки концентрата дигидрокверцетина, фильтр для его разделения на твердую компоненту и жидкую компоненту, содержащую древесное масло, испаритель для жидкой компоненты, экстрактор для твердой компоненты, фильтр для твердой компоненты, испаритель для технического дигидрокверцетина, кристаллизатор, фильтр для кристаллического дигидрокверцетина, сушилку для кристаллического дигидрокверцетина, экстрактор для твердой пульпы, смеситель для твердой пульпы, фильтр для ее разделения на древесно-целлюлозную массу и раствор арабиноглактана, смеситель древесно-целлюлозной массы, экстрактор для древесно-целлюлозной массы, фильтр для раствора арабиногалактана, сушилку для арабиногалактана, загрузочное устройство выполнено в виде смесителя исходного сырья, экстрактор измельченного сырья выполнен в виде роторно-пульсационного аппарата, испаритель для жидкой пульпы, испаритель для жидкой компоненты и испаритель для технического дигидрокверцетина выполнены в виде роторного испарителя, сушилка для кристаллического дигидрокверцетина выполнена в виде вакуумной сушилки, экстрактор для твердой пульпы выполнен в виде роторно-пульсационного аппарата, сушилка для арабиногалактана выполнена в виде вакуумной сушилки, экстрактор для древесно-целлюлозной массы выполнен в виде роторно-пульсационного аппарата, RU Патент №2547107, МПК C09F 1/00 (2006.01), C08B 37/00 (2006.01), C07D 311/32 (2006.01), 2015.
Недостатками известной установки для комплексной переработки древесины лиственницы являются высокие энергозатраты.
Задачей изобретения является создание установки, позволяющей снизить энергозатраты за счет рекуперации тепловой энергии.
Техническая задача решается тем, что установка для комплексной переработки древесины лиственницы, включающая загрузочное устройство, экстрактор измельченного сырья, к которому последовательно подсоединены фильтр для разделения на жидкую и твердую пульпы, испаритель для жидкой пульпы, экстрактор для обработки концентрата дигидрокверцетина, фильтр для его разделения на твердую компоненту и жидкую компоненту, содержащую древесное масло (ДМ), испаритель для жидкой компоненты, экстрактор для твердой компоненты, фильтр для твердой компоненты, испаритель для технического дигидрокверцетина, кристаллизатор, фильтр для кристаллического дигидрокверцетина, сушилку для кристаллического дигидрокверцетина (ДГК), экстрактор для твердой пульпы, фильтр для ее разделения на древесно-целлюлозную массу (ДЦМ) и раствор арабиноглактана, смеситель древесно-целлюлозной массы, фильтр для раствора арабиногалактана, сушилку для арабиногалактана (АГ), согласно изобретению, загрузочное устройство установки снабжено узлом подачи растворителя, подогревателем для растворителя, бункер-питателем, шнековым транспортером, установка дополнительно имеет измельчитель-дисмембратор, конденсатор паров жидкой пульпы, который снабжен коллектором ввода паров экстракта дигидрокверцетина и коллектором сбора конденсата растворителя, центробежный насос, ректификационную колонну, имеющую патрубок вывода дистиллята, сообщенного с узлом подачи растворителя, и патрубок вывода кубового остатка, соединенного через центробежный насос с экстрактором для твердой пульпы, испаритель для жидкой пульпы выполнен в виде выпарного аппарата и имеет сборник конденсата паров воды, экстрактор для твердой пульпы выполнен в виде смесителя сепаратора и связан со сборником конденсата паров воды через центробежный насос, а фильтр для разделения на жидкую и твердую пульпы и фильтр для разделения на древесно-целлюлозную массу и раствор арабиногалактана выполнены в виде отжимных шнек-прессов, фильтр для раствора арабиногалактана выполнен в виде барабанного вакуум-фильтра и связан с ректификационной колонной, сушилка для арабиногалактана выполнена в виде сушилки кипящего слоя, испаритель для жидкой пульпы связан с коллектором ввода паров экстракта дигидрокверцетина.
Решение технической задачи позволяет снизить энергозатраты за счет рекуперации тепловой энергии паров экстракта дигидрокверцетина для предварительного прогрева жидкой пульпы и тепловой энергии конденсата паров воды для прогрева экстрактора твердой пульпы.
Общий вид установки представлен, см чертеж.
Установка содержит загрузочное устройство, снабженное бункер-питателем 1, узлом подачи растворителя 2, подогревателем для растворителя 3, шнековым транспортером 9, измельчитель-дисмембратор 10, экстрактор измельченного сырья 14, фильтр для разделения на жидкую и твердую пульпы 11, выполненный в виде отжимного шнек-пресса, конденсатор паров жидкой пульпы 7, снабженный коллектором ввода паров экстракта дигидрокверцетина 12 и коллектором сбора конденсата растворителя 13, испаритель для жидкой пульпы, выполненный в виде выпарного аппарата 16, имеющий сборник конденсата паров воды 18, центробежный насос 8, экстрактор для обработки концентрата дигидрокверцетина 5, фильтр для разделения концентрата дигидрокверцетина на твердую компоненту и жидкую компоненту, содержащую древесное масло 6, испаритель для жидкой компоненты 17, экстрактор для твердой компоненты 24, фильтр для твердой компоненты 25, испаритель для технического дигидрокверцетина 26, кристаллизатор 27, фильтр для кристаллического дигидрокверцетина 28, сушилку для кристаллического дигидрокверцетина 20, выполненную в виде вакуумной сушилки, экстрактор для твердой пульпы, представляющий собой смеситель-сепаратор 15, фильтр для разделения твердой пульпы на древесно-целлюлозную массу и раствор арабиногалактана 19, выполненный в виде отжимного шнек-пресса, смеситель древесно-целлюлозной массы 4, фильтр для раствора арабиногалактана 21, выполненный в виде барабанного вакуум-фильтра, сушилку для арабиногалактана, выполненную в виде сушилки кипящего слоя 22, ректификационную колонну 23.
Установка работает следующим образом. Через бункер питатель 1 в шнековый транспортер 9 подают древесное сырье. Параллельно в шнековый транспортер 9 через узел подачи растворителя 2 и подогреватель для растворителя 3 подают спирт. Древесное сырье совместно со спиртом поступает в измельчитель-дисмембратор 10, где измельчается. Затем оно поступает в экстрактор измельченного сырья 14, где происходит процесс экстракции. Проэкстрагированное сырье поступает в отжимной шнек-пресс 11, где сырье разделяют на жидкую и твердую пульпы. Жидкая пульпа стекает вниз и, соприкасаясь со стенками конденсатора паров жидкой пульпы 7, предварительно прогревается. Затем она попадает в испаритель для жидкой пульпы - выпарной аппарат 16, где за счет подачи глухого пара воды происходит ее нагрев и выпаривание. Образовавшиеся в испарителе для жидкой пульпы 16 пары экстракта дигидрокверцетина отправляют в коллектор ввода паров экстракта дигидрокверцетина 12 для предварительного прогрева жидкой пульпы, сконденсировавшийся из паров экстракта дигидрокверцетина спирт собирают в коллекторе сбора конденсата растворителя 13 и отправляют в узел подачи растворителя 2. Сконденсированные в испарителе для жидкой пульпы пары воды собирают в сборнике конденсата паров воды 18 и с помощью центробежного насоса 8 отправляют в экстрактор для твердой пульпы, выполненный в виде смесителя-сепаратора 15. Полученный концентрат дигидрокверцетина из испарителя для жидкой пульпы 16 направляют в экстрактор для обработки концентрата дигидрокверцетина 5, туда же подают гексан. Полученная смесь поступает в фильтр разделения концентрата дигидрокверцетина 6, где происходит разделение на твердую компоненту, и жидкую компоненту, содержащую древесное масло. Из жидкой компоненты удаляют гексан в испарителе для жидкой пульпы 17 и получают древесное масло. А твердая компонента поступает в экстрактор для твердой компоненты 24 для обработки метилтретбутиловым эфиром (МТБЭ). Из полученного раствора на фильтре для твердой компоненты 25 удаляют древесные смолы (ДС), в результате чего получают раствор технического дигидрокверцетина. Затем его упаривают в испарителе для технического дигидрокверцетина 26, кристаллизуют в кристаллизаторе 27. Полученный кристаллический дигидрокверцетин сепарируют фильтром для кристаллического дигидрокверцетина 28, а затем перемещают в сушилку для кристаллического дигидрокверцетина 29, выполненную в виде вакуумной сушилки. Твердая пульпа после разделения в фильтре 11, попадает в экстрактор для твердой пульпы 15, выполненный в виде смесителя-сепаратора, где происходит ее обработка водой при температуре 90-95°С, поступающей из сборника конденсата паров воды 18 и патрубка вывода кубового остатка ректификационной колонны 23. Затем проэкстрагированная масса поступает на фильтр для разделения на древесно-целлюлозную массу и раствор арабиногалактана 19. Полученную древесно-целлюлозную массу смешивают в смесителе 30 с раствором стирольного или акрилового латекса и получают композиционный материал (композит). А раствор арабиногалактана отправляют в барабанный вакуум-фильтр 21, где происходит осаждение арабиногалактана за счет обработки спиртом из узла подачи растворителя 2. Затем отфильтрованный арабиногалактан сушат в сушилке кипящего слоя 22. Спиртовой раствор из барабанного вакуум фильтра 21 отправляют в ректификационную колонну 23, где происходит его разделение на дистиллят - спирт и кубовый остаток - воду. Дистиллят отправляют на повторное использование в узел подачи растворителя 2, а кубовый остаток отправляют через патрубок вывода в экстрактор для твердой пульпы. Потери воды в экстракторе твердой пульпы возмещают за счет подачи отработанного хладагента, поступающего из ректификационной колонны.
Таким образом, совокупность признаков заявленной установки комплексной переработки древесины лиственницы позволяет снизить энергозатраты на проведение процесса за счет рекуперации тепловой энергии паров экстракта дигидрокверцетина для предварительного прогрева жидкой пульпы и тепловой энергии конденсата паров воды для прогрева экстрактора твердой пульпы.