ЭКСТРАКТОР ДЛЯ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ

Предлагаемая полезная модель относится к пищевой, сельскохозяйственной и фармацевтической промышленности и может быть использована для извлечения полезных веществ из растительного и животного сырья.
Известно устройство для выделения пектина из плодово-ягодных выжимок (см. RU №2340383 С1 кл. B01D 11/00, С11В 1/00, опубл. 2008), содержащее вертикальный цилиндрический корпус с двойным конусным днищем, в котором установлен приводной вал с мешалкой, узел выгрузки шрота, средства подачи сырья и экстрагента. На боковой поверхности корпуса установлены кольцевые магнитострикционные преобразователи, соединенные с источником тока высокой частоты.
Недостатками этого устройства являются технологическая сложность изготовления магнитострикционных преобразователей, а также сложность их обслуживания. Площадь боковой поверхности преобразователей, с которых производится излучение, мала, что приводит к неполному использованию возможности ультразвука для экстракции, и низкий КПД его использования, т.к. использование магнитострикционных преобразователей, больших по размерам, нецелесообразно из-за большой потребляемой мощности. Также существенным недостатком аппарата является отсутствие в нем кавитации и необходимость предварительного измельчения экстрагируемого сырья.
Известно устройство для гидролиза-экстрагирования растительного сырья периодического действия (см. SU №1722522 А1 кл. B01D 11/02, опубл. 1992), включающий цилиндрический корпус с двойным конусным днищем, верхнее из которых перфорировано, тепловую рубашку, устройство для загрузки твердого материала, патрубки для ввода-вывода жидкой фазы. Внутри корпуса установлена лопастная мешалка и прессующий шнек, окруженный перфорированным барабаном.
Одним из существенных недостатков этого устройства, влияющий на процесс экстрагирования при получении качественного и количественного выхода продукта, является забивание перфорированного днища, вследствие чего возникает необходимость постоянного вмешательства и вынужденной остановки работы экстрактора для очистки днища от остатков сырья.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является выбранный в качестве прототипа экстрактор для растительного сырья (см. RU №2091121 С1 кл. B01D 11/02, опубл. 27.09.1997), содержащий цилиндрический корпус с рубашкой термостатирования и патрубки для подачи и отвода жидкой и твердой фаз. Экстрактор содержит соосно установленную в корпусе приводную мешалку с наклоненными в плоскости вращения лопастями. Корпус снабжен размещенными по периферии корпуса отбойниками с возможностью аксиального перемещения и фиксации, наклоненные навстречу лопастям, и закрепленными на двух пружинных кольцах. Отбойники снабжены опорными элементами. В основании корпуса установлен фильтр.
Недостатками известного экстрактора являются громоздкость и техническая сложность изготовления лопастной мешалки и отбойников, недостаточно высокая скорость перемешивающих лопаток, замедленное растворение экстрагента в исходном сырье, низкая скорость процесса растворения твердой фазы в жидкой, невысокая производительность аппарата.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности аппарата за счет ускорения процесса растворения экстрагента в исходном сырье, ускорения процесса растворения твердой фазы в жидкой, уменьшении металлоемкости и габаритных размеров экстрактора.
Технический результат полезной модели достигается тем, что в экстракторе для растительного и животного сырья, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус с технологическими патрубками, соосно установленное в нем перемешивающее устройство с лопастями, согласно полезной модели перемешивающее устройство выполнено в виде установленной на полом валу зигзагообразной мешалки, один конец которой прикреплен к верхней крестообразной мешалке, другой - к нижней крестообразной мешалке, выполняющей роль барботера, снабженной гребенками, лопасти перемешивающего устройства установлены на полом валу на разной высоте и выполнены изогнутыми с отверстиями по бокам, каждая лопасть при виде сверху расположена между лопастями крестообразной мешалки, при этом тепловая рубашка обмотана нихромовой лентой, подключенной к тепловому автомату с блоком управления.
Отличительным признаком заявляемой полезной модели является новое выполнение перемешивающего устройства и тепловой рубашки, что способствует уменьшению металлоемкости и габаритных размеров оборудования за счет установки зигзагообразной мешалки, один конец которой прикреплен к верхней крестообразной мешалке, другой - к нижней крестообразной мешалке, а также изогнутых лопастей и использования нихромовой ленты, как греющего элемента. В заявленном устройстве происходит интенсификация процесса экстрагирования растительного и животного сырья за счет деструкции его структуры под действием, создаваемых в экстракционной смеси струй экстрагента, выходящих из отверстий барботера и лопастей. Это способствует ускорению процесса растворения экстрагента в исходном сырье. Благодаря гребенкам происходит разрыхление смеси и непрерывный отвод проэкстрагированного сырья. Обматывание тепловой рубашки нихромовой лентой, работающей от электросети, в качестве греющего элемента для поддержания требуемого температурного режима, позволяет регулировать подаваемое электрическое напряжение и сократить потери электроэнергии на подогрев экстракционной смеси, что помогает увеличить диапазон применения различных видов сырья и экстрагентов.
Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемой модели обеспечивают достижение указанного выше технического результата, заключающегося в повышении производительности аппарата за счет ускорения процесса растворения экстрагента в исходном сырье, ускорении процесса растворения твердой фазы в жидкой, уменьшении металлоемкости и габаритных размеров.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображен продольный разрез заявляемого устройства, а на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Экстрактор для растительного и животного сырья содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус 1 с технологическими патрубками 2, 3, 4, 5 подачи экстрагента, отвода экстракта, отвода шрота и рециркуляции экстракта соответственно, и дозатор 6. Корпус 1 содержит тепловую рубашку 7, греющим элементом которой является нихромовая лента 8, обматывающая рабочую емкость тепловой рубашки 7 (см. фиг.1). Лента 8 в свою очередь подключена к тепловому автомату 9, который подсоединен от электросети. Тепловой автомат 9 имеет блок управления, регулирующий подаваемое электрическое напряжение. В корпусе 1 на полом валу 10 соосно установлено перемешивающее устройство, которое выполнено в виде зигзагообразной мешалки 11, один конец которой прикреплен к верхней 12 крестообразной мешалке, другой - к нижней 13 крестообразной мешалке. Нижняя 13 мешалка перемешивающего устройства является барботером и снабжена гребенками 14. Перемешивающее устройство содержит установленные на полом валу 10 на разной высоте изогнутые лопасти 15 с отверстиями 16 по бокам. Каждая лопасть 15 при виде сверху проходит между лопастями крестообразных мешалок 12 и 13 (см. фиг.2). Корпус 1 соединен с фильтром 17, сборником 18 и вакуум-насосом 19, связанным с патрубками 3 отвода экстракта и 5 рециркуляции экстракта, последний из которых сообщен через полость вала 10 с перемешивающим устройством. Патрубок 4 соединен с разгрузочным устройством 20 для одновременного отжима проэкстрагированного сырья. Вал 10 вращается от привода 21.
Экстрактор работает следующим образом. При включенном приводе 21 сырье по дозатору 6 подают в корпус 1, по патрубку 2 туда же заливают экстрагент. Вращение передается валу 10 и перемешивающему устройству. Гребенки 14 помогают разрыхлять сырье и полностью выводить проэкстрагированное сырье из корпуса 1. В поле центробежных сил происходит перемешивание экстракционной смеси. Для поддержания требуемого температурного режима через блок управления теплового автомата 9 регулируют подаваемое электрическое напряжение на нихромовую ленту 8 тепловой рубашки 7. По мере насыщения экстракт сливается по патрубку 3 в фильтр 17 для отделения примесей и направляется в сборник 18, где отстаивается от оставшихся элементов после фильтрации. В зависимости от степени насыщения экстракта, последний в свою очередь направляется на рециркуляцию через патрубок 5 при помощи вакуум-насоса 19 в полость вала 10. Благодаря вакууму, создаваемому насосом 19, экстракт, направленный на повторное насыщение поступает в экстракционную смесь под давлением сквозь отверстия 16 и барботер 13. При выходе из отверстий происходит «продавливание» его через слой смеси. При этом создается большая межфазная поверхность, что способствует тепло- и массообменным процессам, а также химическому взаимодействию экстрагента со смесью, что приводит к многократному увеличению поверхности контакта фаз и падению диффузионного сопротивления растительного и животного сырья. Это интенсифицирует процесс экстрагирования.
После завершения процесса экстрагирования при работающем приводе 21 экстракт полностью сливают из корпуса 1, а проэкстрагированное сырье выводят через патрубок 4, соединенный с разгрузочным устройством 20, где сырье до конца отжимается. Далее цикл работы экстрактора повторяется, а выделенный экстракт сливают из сборника 18.
Таким образом, предлагаемая полезная модель экстрактора обладает повышенной надежностью работы за счет установки зигзагообразного перемешивающего устройства, что значительно повышает производительность оборудования, уменьшает металлоемкость и позволяет интенсифицировать процесс экстрагирования растительного и животного сырья за счет разрушения его структуры под действием струй экстрагента, создаваемых в экстракционной смеси.