Гидродинамический экстрактор

Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности, к экстракторам, и может быть использована для извлечения биологически активных веществ из растительного сырья.
Известен аппарат для экстрагирования плодово-ягодного и растительного сырья, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, воронку для загрузки экстрагируемого сырья и экстрагента, патрубок отвода экстракта, ультразвуковые излучатели, установленные на боковой поверхности направляющего конуса (см. патент РФ №2340383, 2008 г.).
Недостатком устройства является грубое измельчение экстрагируемого сырья, что приводит к дополнительным энергозатратам. Крупный размер частиц экстрагируемого сырья предполагает меньшую площадь поверхности контакта фаз, что влияет на уменьшение коэффициента диффузии ина увеличение времени экстракции. Также недостатком является энергоемкость аппарата.
Наиболее близким к предлагаемому устройству, выбранным в качестве прототипа, является гидродинамический диспергатор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, загрузочный бункер, кавитатор, выполненный в виде тела с вогнутой сферической поверхностью, установленный в нижней части корпуса, сферическую решетку, установленную над кавитатором (см. патент РФ №2465072, 2011 г.).
Недостатком устройства является недостаточная интенсивность процесса, поскольку не предусмотрены приспособления, поддерживающие постоянное тепло, усиливающее извлечение, и ультразвуковое излучение, позволяющее воздействовать на клеточные процессы.
Технической задачей является создание устройства, обеспечивающее более эффективное воздействие на сырье с целью увеличения выхода экстрактивных веществ, а также интенсификацию процесса за счет поддержания постоянной температуры внутри аппарата и использования диффузного ультразвукового излучения.
Технический результат - повышение интенсивности процесса за счет усовершенствования конструкции.
Он достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, загрузочный бункер, кавитатор, выполненный в виде тела с вогнутой сферической поверхностью, установленный в нижней части корпуса, сферическую решетку, установленную над кавитатором, дополнительно имеет на корпусе рубашку термостатирования с патрубками подвода и отвода теплоносителя и ультразвуковой излучатель, жестко фиксированный на крышке устройства.
На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого экстрактора в разрезе.
Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с рубашкой термостатирования 2, имеющей патрубки подвода 3 и отвода 4 теплоносителя. В верхней части аппарата имеется крышка 5 с патрубком отвода экстракта 6 и жестко закрепленным на ней ультразвуковым излучателем 7, а также загрузочный бункер 8 со штуцером 9. В нижней части аппарата находится кавитатор 10 с вогнутой сферической поверхностью, по которой размещены сопла Лаваля 11, и сферическая решетка 12, размещенная в фокусе кавитатора 10. Внизу корпус 1 сопряжен с конусом 13, снабженным входным патрубком 14 с клапаном 15.
Устройство работает следующим образом
При работе аппарата подлежащее дроблению экстрагируемое сырье через бункер 8 поступает внутрь корпуса 1 на решетку 12. В конус 13 через штуцер 14 при открытом клапане 15 под постоянным давлением подается экстрагент, который через сопла 11 кавитатора 10 направляется к решетке 12. Затем включают ультразвуковой излучатель 7. Под действием разности давлений в диффузорах в соплах 11 образуются вихри жидкости и на выходе создают значительную турбулентность, которая диспергирует вещество решетки 12. Под действием гидравлических ударов, вибраций и высокого давления измельченное сырье поднимается восходящим потоком за пределы зоны дробления и подвергается обработке ультразвуковым излучателем 7. Проведение процесса сопровождается поддержанием постоянной температуры 7 ОТ путем подачи теплоносителя в рубашку термостатирования 2. Экспериментальным путем установлено, что данная температура обеспечивает максимальную интенсивность процесса. Все это способствует уменьшению диффузионного сопротивления экстрагируемого сырья и повышению выхода экстрактивных веществ. Затем частицы сырья ударяются в крышку 5, скользят по ней и вместе с экстрактом выносятся наружу через патрубок 6. Крупные частицы падают вниз на повторную обработку.
Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет увеличить скорость экстрагирования и выход экстрагируемого вещества.