УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СОРТИРОВКИ

Предлагаемая установка предназначена для использования в пищевой промышленности, а именно, для производства водки.
Сортировка, приготовленная смешиванием спирта и воды, является полупродуктом производства. Только после обработки адсорбентами она приобретает вкус и аромат, характерные для водки. Улучшение дегустационных показателей при очистке сортировки углем, создается адсорбцией углем примесей спирта, придающих ему неприятный запах и вкус. Динамический метод очистки сортировки через угольно-очистную батарею, внедренный в водочное производство с 1940 года, используется и в настоящее время. Известна установка, описанная в книге Н.В.Кельцева «Основы адсорбционной техники», Москва, Химия, 1984 г., стр.553. Эта установка содержит один адсорбер, выполненный в виде цилиндра с коническим днищем и съемной крышкой для загрузки угля. В корпусе адсорбера имеется люк для выгрузки угля и выемка для термометра. Поток сортировки на стадии очистки направляется снизу вверх, поэтому в днище выполнено отверстие для подачи сортировки, а в крышке отверстие для выхода водки. В крышке имеется также отверстие для отвода газов. Внутренняя камера адсорбера заполняется активным углем, который лежит на перфорированном днище, опирающемся на крепления, расположенные на внутренней поверхности корпуса. Высота известных адсорберов обычно составляет 4,2 метра, диаметр 0,7 метра.
Недостатками известной технологии очистки сортировки с применением вышеописанного адсорбера являются:
- большой расход угля, который составляет 250 кг на один адсорбер,
- неравномерность обработки сортировок из-за высокой вероятности каналообразований при прохождении ее через уголь, а также самосортировка угля, то есть вымывание более мелких частиц угля, от которых в большей степени зависит качество очистки сортировки,
- высокие технологические потери активного угля, вызываемые его механическим разрушением и уносом,
- невозможность работать на разных скоростных режимах и с разными сортами водки,
- невозможность установки адсорбера в любых помещениях, так как его высота требует определенных размеров помещений.
Известна установка по патенту РФ №81952.
Эта установка для очистки сортировки активным углем, включает, по меньшей мере, 2 адсорбера, выполненные в виде цилиндра и заполненные активным углем, лежащим на перфорированном днище, ротаметр и песочный фильтр грубой очистки, расположенные на входе установки, и второй ротаметр и песочный фильтр тонкой очистки, расположенные на выходе установки. Высота каждого адсорбера должна составлять от 1,5 до 2 метров, внутренний диаметр 0,7 метра. Для соединения адсорберов используется система трубопроводов из нержавеющей стали, позволяющая безостановочно работать с адсорберами и направлять поток сортировки в любом направлении (фильтрация - сверху вниз, очистка - снизу вверх), соблюдая все технологические режимы. Конструкция предлагаемой установки позволяет, в зависимости от требуемой производительности, устанавливать до 8 адсорберов.
Такая конструкция дает возможность увеличить степень очистки и провести более полную обработку сортировки.
Разместить установку данной конструкции возможно практически в любом помещении в разных вариантах. При использовании предлагаемой установки скорость при обработке и фильтрации сортировки может составлять от 30 дал/час до 120 дал/час, в зависимости от производительности линии розлива и от показателей выпускаемой водки от класса «Ординарных» до классов «Экстра», «Люкс» и «Премиум».
Все это делает ее универсальной и мобильной.
Использование предлагаемой конструкции установки позволяет также сократить технологические площади и уменьшить количество обслуживающего персонала.
Недостатками данной конструкции является то, что активированный уголь, применяемый в данных установках, достаточно дорогой и требует частой замены. Перезагрузку требуется производить каждые два месяца, что увеличивает трудозатраты и ведет к удорожанию продукта. Частый перезапуск установки ведет к повышенному выбросу альдегидов, что влечет за собой брак продукции.
Целью предлагаемой полезной модели является разработка универсальной установки, обеспечивающей высокое качество и равномерность очистки сортировки, с возможностью работы на разных скоростных режимах и с разными сортами водки, при этом более экономичной, чем известные.
Для достижения поставленной цели предлагается в установке для очистки воды или сортировки, включающей, по меньшей мере, два адсорбера высотой от 1,5 до 2 метров, выполненных в виде цилиндров, заполненных адсорбентами и соединенных системой трубопроводов, позволяющей безостановочно работать с любым количеством установленных адсорберов, ротаметр и песочный фильтр грубой очистки, расположенные на входе установки, и второй ротаметр и песочный фильтр тонкой очистки, расположенные на выходе установки,
по меньшей мере, в одном из адсорберов в качестве адсорбента использовать природный минерал шунгит - 3 Карелии, представляющим собой углеродосодержащую силикатную горную породу следующего состава:
С - 27,7±7%
2
SiO - 67±7%
2
3
АlO - 3,9%
2
3
FeO - 0,5%
2
КO - 1,4%,
тогда как другие адсорберы могут быть заполнены активированным углем.
Дополнительным отличием предлагаемой установки является то, что используют шунгит-3 Карелии с размером фракций 1-4 мм в объеме 400 кг на один адсорбер.
Сущность метода заключается в катализе реакций окисления непредельных углеводородов, входящих в состав обрабатываемых жидкостей, реакций этерификации и омыления, происходящих на поверхности шунгита-3 и активного угля, а также адсорбции примесей. Благодаря наличию на поверхности шунгита - 3 Карелии активных кислотных групп указанные каталитические реакции протекают более полно и интенсивно (Скоробогатов Г.А, Калинин А.И, Калинин Ю.К. Каталитическое окисление органических микропримесей в воде над мелкодисперсным шунгитом III при 20°С. Ж органической химии, 1995. Т.31, вып.6, С.947-951.) В результате изменяется химический состав примесей в сторону улучшения органолептических показателей и продлевается работа адсорбентов.
Способность шунгита выступать в качестве заменителя углерода любого типа делает особенно эффективным применение его в тех направлениях, где он может создать наибольший технический и экономический эффект (в том числе, в качестве адсорбентов, например, взамен БАУ в процессах водоочистки и очистки сортировки).
Углеродистые сорбенты (шунгиты) использовали в исследованиях по сорбции органических примесей, галогенов, тяжелых металлов. При этом отмечено, что данные природные сорбенты обладают хорошей сорбционной емкостью, повышенной прочностью, термической стойкостью и относительной дешевизной.
Более подробно суть предлагаемой полезной модели состоит в следующем.
Каждый используемый в предлагаемой установке адсорбер для очистки сортировки состоит из корпуса цилиндрической формы с коническим днищем. В днище выполнено отверстие для подачи сортировки, в крышке имеется одно отверстие для выхода водки и второе - для отвода газов. Внутренняя камера адсорбера заполнена шунгитом-3 Карелии, активным углем, лежащим на перфорированном днище, которое опирается на крепления, расположенные на внутренней поверхности корпуса. Высота каждого адсорбера составляет от 1,5 до 2 метров. Внутренний диаметр каждого адсорбера составляет 0,7 метра.
Для соединения адсорберов используется система трубопроводов из нержавеющей стали, позволяющая безостановочно работать с адсорберами и направлять поток сортировки в любом направлении (фильтрация - сверху, очистка - снизу), соблюдая все технологические режимы. Конструкция предлагаемой установки позволяет, в зависимости от требуемой производительности, устанавливать до 8 адсорберов.
Расположение отверстий в перфорированном днище адсорбера может иметь различную геометрию (отверстия могут быть расположены по спирали, по радиусам и т.д.)
На фиг.1 изображен вариант конструкции предлагаемой установки для очистки сортировки, включающей 4 адсорбера:
1. Емкость для подачи сортировки на установку
2. Ротаметр (расходомер)
3. Электронасосный агрегат (подпитывающий насос)
4. Песочный фильтр (комбинированный кварцевый песок)
5. Адсорбер
6. Воздушник
7. Шаровый кран
8. Емкость для сбора водки после обработки
9. Перфорированное дно
Очистка сортировки с помощью предлагаемой установки производится следующим образом: из емкости 1 для подачи сортировки на обработку производится заполнение системы обрабатываемой жидкостью через ротаметр 2 и входной песочный фильтр 4, производится последовательная очистка этой жидкости с помощью адсорберов 5. Затем, через выходной песочный фильтр 4 жидкость поступает в емкость 8 для сбора жидкости после обработки. При недостаточном давлении при прохождении жидкости через установку включается подпитывающий насос 3.
Прохождение сортировки снизу вверх при определенной скорости и температуре через слой шунгита-3 или активного угля способствует протеканию в них окислительно-восстановительных реакций и реакций этерификации и омыления в присутствие кислорода, что позволяет получить на выходе из установки качественный продукт.
В таблицах 1 и 2 приведены сравнительные показатели работы классического адсорбера и модернизированной установки по результатам испытаний, проведенным на ЛВЗ «Невский» и ООО «Винрус».
Показатели работы классического адсорбера.
Таблица 1
Запуск
Остановка
Дата
21.08.07
24.08.07
29.08.07
16.09.07
01.10.07
Наименование
Сортировка на выходе с угольной колонки
Разность окисляемости по Лангу, мин.
9
9
8
5
2,5
Альдегиды, мг/л
7,5
4,6
3,1
2
1,6
Показатели предлагаемой установки.
Таблица 2
Запуск
Остановка
Дата
21.08.07
29.08.07
16.09.07
01.10.0 7
28.11.07
Наименование
Сортировка на выходе с угольной колонки
Разность окисляемости по Лангу, мин.
15
15
9
5
2,5
Альдегиды, мг/л
3,1
2,6
1,9
1,8
1,5
Результаты испытаний, приведенные в таблице, показали, что при одинаковом количестве активного угля и одинаковых органолептических показателях сырья новая установка проработала дольше, а значит, большее количество сортировки было очищено с лучшими показаниями по альдегидам и органолептике. Таким образом, при использовании предлагаемой установки удается получить следующие преимущества:
- удается добиться отсутствия выбросов альдегидов, следовательно, получаем быстрый выход на водки класса «Люкс» и «Премиум»,
- достигается более полная обработка всей сортировки,
- сокращается объем используемого угля в 2 раза,
- стоимость шунгита-3 Карелии на 50% дешевле БАУ-А.
- увеличивается производительность адсорберов в 2-3 раза, с одновременным улучшением показателей сортировки, благодаря этому водка приобретает более мягкий вкус и легкий водочный аромат, исключающий посторонние тона,
- уменьшаются трудозатраты выгрузки шунгита-3.
Предлагаемая установка обеспечивает получение водочной сортировки с высокими органолептическими показателями и продлевает срок действия активного угля, уменьшая при этом количество активного угля за счет действия совокупности приемов способа при использовании шунгита-3 как адсорбента и катализатора.