ЭКСТРАКТОР

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована для реализации процесса селективной экстракции разнообразных целевых компонентов из жидкостей под давлением сжиженными газами (например, двуокисью углерода) при до- и сверхкритических условиях.
Известно техническое решение Патент США 3477856 по экстракции жидкой двуокисью углерода (нри докритических термодинамических условиях) жидкофазных материалов. В частности, описана технологическая схема установки для экстракции сжиженной СО2 ароматических компонентов из фруктового сока. В состав установки входит резервуар, который содержит исходный фруктовый сок; сок подается насосом в верхнюю часть экстракционной колонны. Здесь сок через распылительное устройство распределяется по сечению колоны. При этом сок входит в контакт со сжиженной С02, которая вводится в среднюю секцию колоны по линии из конденсатора. Сжиженная СОа (с плотностью приблизительно 0,7 г/см) поднимается в экстракционной колоне, экстрагируя из сока ароматические компоненты, которыми являются сложные эфиры, альдегиды, кетоны и подобные компоненты. Экстракт оставляет колону через регулируемый выпуск в колоне и течет к испарителю, где сжиженная СОа выпаривается. Газообразная С02 передается на конденсатор, а сконцентрированный экстракт ароматов выпускается из испарителя. Установка работает непрерывно и потери СОа пополняются из COi - резервуара через клапан когда возникает потребность.
Известно техническое решение Патент США 4156688 проведения экстракции жидкофазного материала (процесс дезодорации жиров и масел) двуокисью углерода при сверхкритических термодинамических условиях в экстракторе в виде насадочной колоны. Примеры в патенте показывают, что более 95% пахучих веществ удаляются при обработке СОа растительного масла при 200 атм и 250-200°С. Сама установка включает емкость с исходным растительным маслом, из которой насосом оно подается в верхнюю часть насадочной экстракционной колоны. Двуокись углерода подается в колону снизу. Мисцелла (раствор в С02 пахнущих веществ и жирных кислот) выходит
6МПК С 11 В 1/00 ЭКСТРАКТОР
сверху колоны и направляется на разделение в адсорбер с активированным углем для удаления пахнущих веществ и жирных кислот. Двуокись углерода компрессором после прохождения адсорбера направляется в колону. Очищенное масло стекает в расширенную нижнюю часть колоны, из которой оно выпускается по мере накопления.
По большинству совпадающих признаков с предлагаемой полезной моделью за прототип можно принять экстрактор Патент США 5490884. Это изобретение относится к методу и системе для извлечения растворенного вещество из жидкости или плотного газа, используя пористый фильтр.
Изобретение включает использование пористого фильтра, разделяющего взаимодействующие фазы в колоне (экстракторе) под давлением, который является мембраной (с проволочным покровом) как поверхность раздела между жидкостью и плотным газом. Плотный газ вводится в экстрактор на одной стороне мембраны, и жидкость вводится на противоположной стороне мембраны. По крайней мере, одна фаза жидкость или плотный газ содержит растворенное вещество, которое будет извлечено, и другая жидкость или плотный газ служит как среда извлечения.
Плотный газ имеет плотность, по крайней мере, приблизительно 0,5 г/см и по существу не смещивается с жидкостью, чтобы дать две фазы.
Процесс проводится под давлением с обеих сторон мембраны в экстракторе, являющимся по существу тем же самым, и растворенное вещество извлекается (экстрагируется), так как поперек мембраны действует градиент концентрации растворенного вещества. Предпочтительно, пористая мембрана - связка полых волоконных мембран.
Недостатками такого экстрактора, во-первых, является снижение интенсивности экстракции. В данном случае гидродинамический режим течения экстрагируемой жидкости внутри полых волоконных мембран близок к ламинарному и диффузия через мембрану идет лшпь из прилегающего к ней слоя жидкости. Во-вторых, подача обеих фаз разными насо9ами высокого давления в трубное и межтрубное пространство не обеспечивает точное совпадение давлений в обоих пространствах экстрактора, и это может привести к потере механической прочности мембран.
при до- и сверхкритических условиях с использованием полых трубчатых или волоконных мембран, позволяющего снизить сопротивление массопередачи между фазами и обеспечить равенство давлений в обоих пространствах (трубном и межтрубном) экстрактора.
Сущность полезной модели в том, что экстрактор, использующий полые трубчатые или волоконные мембраны, имеет подводы для подачи растворителя (двуокиси углерода) и экстрагирующей жидкости насосами высокого давления, для подачи растворителя имеется два подвода в оба пространства (межтрубное и трубное), а подвод экстрагируемой жидкости осуществляется только в трубное пространство.
Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить практически равное давление в обоих пространствах (межгрубном и трубном) за счет соединения их с одним насосом, а подача растворителя в трубное пространство противоточно экстрагируемой смеси вызывает образование фазы экстракта и перемешивание экстрагируемой смеси, тем самым, интенсифицируя процесс. Таким образом достигаются поставленные задачи по интенсификации процесса и создания условий для обеспечения механической прочности мембраны.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый технический результат.
На фиг. 1 изображена схема заявляемого экстрактора.
Экстрактор (фиг. 1) включает следующие основные элементы: корпус высокого давления 1 с верхней и нижней распределительными камерами с трубными досками; полые трубчатые мембраны 2; патрубки 3 для подачи экстрагируемой жидкости в трубное пространство экстрактора и патрубки 4 для подачи растворителя одновременно в межтрубное и трубное пространство.
Работа установки происходит следующим образом.
Экстрагируемая жидкость подается в экстрактор сверху через патрубок 3, попадает в распределительную камеру и распределяется среди параллельно подключенных к камере полых трубчатых мембран 2 и по ним движется вниз. Выходя из полых трубчатых мембран, экстрагируемая жидкость попадает в нижнюю камеру, из которой через патрубок она отводится. Растворитель (двуокись углерода) через раздваивающийся патрубок подается одновременно в межтрубное и трубное пространство. При этом в межгрубном и трубном пространстве устанавливается практически равное давление, а часть
/,/z p
растворителя движется в трубном пространстве противотоком к опускающейся экстрагируемой жидкости, создает условия для контакта в виде пленок и капель, турбулизирует движение жидкости, осуществляет экстракцию и через мембрану переходит уже мисцелла без развития массопереноса в самой мембране.
/ Ухг5-7 /