МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТАРЕЛЬЧАТЫЙ АППАРАТ

Полезная модель предназначена для переработки масличного материала и может быть использована в маслоэкстракционном производстве.
Известен экстрактор фирмы "Олье" (Масликов В.А. "Технологическое оборудование производства растительных масел". М., Пищ. пром-ть., 1974 г., с.305-307), состоящий из вертикальной тарельчатой колонны и наклонной с ковшами экстракционной колонны. Вертикальная колонна в верхней части снабжена декантатором для фильтрации мисцеллы через слой материала и вертикальным валом, на котором закреплены сферические перфорированные тарелки с отверстиями 6х3 мм. Внутри вертикального корпуса на его поверхности установлены перфорированные воронки. В наклонной колонне расположена бесконечная цепь с ковшами, которыми экстрагируемый материал транспортируется вверх к. месту выгрузки, где орошается чистым растворителем.
Недостатком данного экстрактора является низкая концентрация получаемой мисцеллы 8-10% и повышенная масличность отходящего шрота.
Наиболее близким из известных аппаратов для экстракции масличного материала является вертикальный непрерывно действующий экстрактор (см. а. св. №960237, б. и №55, 1982 г. МКИ С 11 В 1/10). Последний состоит из загрузочной тарельчатой, горизонтальной и экстракционной шнековых колонн, бензоотводчика, приводов, патрубков соответственно для подвода и отвода масличного материала и растворителя, мисцеллы и шрота. В загрузочной тарельчатой колонне установлен вал с перфорированными по типу "Олье" сферическими выпуклыми тарелками и коническими неподвижными тарелками, закрепленными на внутренней поверхности корпуса колонны, с углом наклона не менее 60°, что исключает забивание отверстий масличным материалом. Экстрактор снабжен патрубками для подвода масличного материала растворителя и отвода мисцеллы и шрота. Горизонтальная и экстракционная колонны снабжены соответствующими перфорированными шнеками, лопастным сбрасывателем для выгрузки шрота и бензоотводчиком.
Основным недостатком данной конструкции является достаточно низкая концентрация получаемой мисцеллы 15-20%, а также невозможность перерабатывать масличный материал с повышенной температурой, т.е. с температурой выше температуры кипения отходящей мисцеллы из экстрактора. Поэтому при переработке
масличных семян по классической схеме форпрессование - экстракция масличный материал перед экстракцией охлаждают до температуры 50-55°С - ниже температуры кипения растворителя. В противном случае при поступлении материала с повышенной температурой мисцелла будет закипать и пары взрывоопасного растворителя могут через транспортирующее устройство попасть в атмосферу цеха.
Задача полезной модели является переработка масличного материала с температурой 60-100°С путем совмещения процесса выпаривания растворителя из мисцеллы с последующей экстракцией масла из масличного материала в одном многофункциональном аппарате.
Техническим результатом полезной модели является возможность переработки масличного материала с повышенной температурой и получение отходящей мисцеллы концентрацией 30-35% за счет утилизации тепловой энергии поступающего масличного материала, т.е. проведение совмещения процессов упаривания мисцеллы с последующей экстракцией масличного материала в одном аппарате.
Технический результат достигается тем, что в вертикальном тарельчатом экстракторе, состоящем из загрузочной тарельчатой горизонтальной и экстракционной шнековых колонн, бензоотводчика, приводов и патрубков для подвода масличного материала и растворителя и отвода мисцеллы и шрота, тарелки, закрепленные па валу загрузочной колонны, выполнены из пакета усеченных конусов, нижние основания которых имеют кольцевые диски, установленные с зазором относительно нижерасположенного усеченного конуса, при этом верхняя часть загрузочной колонны снабжена патрубками для непрерывного отвода паров растворителя.
При перемещении вниз масличного материала по конусной части тарелки, а затем в горизонтальной плоскости по кольцевым дискам, на которых происходит замедленное движение материала, обеспечивается необходимое время контакта горячего материала с жидкой фазой и протекает активный теплообмен, что приводит к вскипанию мисцеллы. Затем при перемещении материала, под действием сил гравитации, на нижерасположенный конус происходит смывание его в противотоке движущейся мисцеллой, поток которой поступает в зазоре между кольцевым диском и нижерасположенным усеченным конусом тарелки. Такой активный контакт между твердой и жидкой фазами протекает на каждом усеченном конусе верхней тарелки, что обеспечивает интенсивный теплообмен и кипение мисцеллы. По мере продвижения материала по тарелкам вниз колонны происходит его охлаждение до оптимальной температуры. Затем осуществляется, по существу, экстракция при оптимальной температуре процесса близкой к температуре кипения мисцеллы и при интенсивном взаимодействии
твердой и жидкой фаз на пакете конусных тарелок. Такое конструктивное решение обеспечивает завершение процесса кипения мисцеллы при контакте с горячим материалом практически на верхней тарелке колонны и далее в ней же начинается интенсивный процесс экстракции.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели позволяет достичь желаемый технический результат.
На фиг.1 представлен разрез многофункционального вертикального тарельчатого аппарата, который состоит из загрузочной тарельчатой колонны 1, шнековых горизонтальной 2 и экстракционной колонны 3. Загрузочная колонна 1 представляет вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого расположен вал 4 с тарелками в виде пакетов усеченных конусов 5, разрез которых представлен на фиг.2. Нижние основания усеченных конусов 5 снабжены кольцевыми дисками 6. При этом между кольцевым диском 6 и нижерасположенным усеченным конусом 5 имеется зазор для прохода жидкой фазы. Между пакетами усеченных конусов 5, расположены вогнутые тарелки 7, которые крепятся к внутренней поверхности корпуса вертикальной колонны 1. Внутри верхней части загрузочной колонны 1 установлена цилиндрическая перфорированная царга 8, внутри которой на валу 4 закреплены лопасти 9 для равномерной подачи материала. Царга 8 соединена с патрубком 10 для подвода масличного материала. На патрубке 10 установлен шлюзный затвор 11, обеспечивающий герметичность колонны 1. В верхней части последней расположены патрубки 12 для отвода паров растворителя и патрубок 13 для отвода мисцеллы. К корпусу колонны 1, в зоне отвода мисцеллы через патрубок 13, установлен успокоитель 14, препятствующий отводу мисцеллы насыщенной парами растворителя.
Внутри горизонтальной колонны 2 расположен шнек 15 с перфорированной поверхностью. В экстракционной колонне 3 установлен вертикальный перфорированный шнек 16, лопастной сбрасыватель 17, патрубки 18 для выгрузки шрота и патрубок 19 подвода растворителя.
Многофункциональный вертикальный тарельчатый аппарат работает следующим образом. Масличный материал в виде гранул или крупки с повышенной температурой поступает через шлюзовый затвор 11, патрубок 10 и царгу В, где вращающимися лопастями 9 равномерно распределяется и поступает в верхний слой мисцеллы. Высота слоя мисцеллы в загрузочной вертикальной колонне 1 определена уровнем перелива через патрубок 13. При контакте горячего масличного материала с мисцеллой происходит ее вскипание. Образовавшиеся пары растворителя выводятся через патрубки 12 на конденсацию. Упаренная
мисцелла, перетекая через успокоитель 14. выводится из экстрактора по патрубку 13. Масличный материал оседает на вращающийся пакет усеченных конусов 5 и передвигается по ним вниз радиально к внутренней стенке корпуса вертикальной колонны 1. При этом происходит активный контакт с жидкой фазой, которая поднимается вверх, протекая в зазорах между верхним срезом усеченных конусов 5 и кольцевыми дисками 6. Здесь происходит интенсивный теплообмен между горячим масличным материалом и жидкой фазой, приводящий к ее кипению. Далее масличный материал перетекает на вогнутую тарелку 7 и движется к центру колонны 1, затем передается на следующий пакет усеченных конусов 5. Температура масличного материала снижается до температуры жидкой фазы, кипение прекращается и начинается интенсивный процесс экстракции масла из масличного материала, т.к. наиболее эффективный процесс экстракции наблюдается в близи точки кипения мисцеллы (растворителя). Далее движение твердой и жидкой фаз по нижерасположенным пакетам усеченных конусов 5 и вогнутых тарелок 7 аналогично вышеописанному.
Из вертикальной колонны 1 частично обезжиренный масличный материал поступает в горизонтальную колонну 2, где транспортируется горизонтальным шнеком 15 в нижнюю часть экстракционной колонны 3. Здесь вертикальный шнек 16 поднимает материал в противотоке жидкой фазе в верхнюю часть колонны 3, в которой лопастной сбрасыватель 17 выгружает обезжиренный материал через патрубки 18. Чистый растворитель подается через патрубок 19. Далее движется вниз в противотоке твердой фазе обезжиривая ее. По мере продвижения по экстракционной 3, горизонтальной 2 и загрузочной вертикальной колонны 1 растворитель обогащается маслом и в виде мисцеллы в загрузочной колонне 1 упаривается за счет передачи тепла от поступающего масличного материала и выводится из нее. Аппарат работает под вакуумом, что интенсифицирует процесс отгонки растворителя. Шлюзовый затвор 11 обеспечивает необходимою герметизацию колонны 1. Такое решение полностью исключает попадание взрывоопасного растворителя в атмосферу цеха. При этом концентрация отходящей мисцеллы составляет 30-35% при температуре поступающего масличного материала 80-90°С и остаточном давлением в загрузочной тарельчатой колонне 0,07-0,08 МПа.