УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ПИВНОГО ЗАТОРА
INSTALLATION FOR CONTINUOUS EXTRACTION OF BEER MASH

Изобретение относится к технике и технологии производства пива, а именно к процессу осветления и промывки (экстрагирования) осахаренного пивного затора с получением осветленного сусла. Изобретение может быть использовано также в спиртовой и других отраслях пищевой промышленности для экстрагирования зерновых заторов.
Известна установка для фазоселективного экстрагирования в системе твердое тело-жидкость, содержащая смеситель, трехканальный кожухотрубный экстрактор труба в трубе с конвективно-проницаемой внутренней трубой и разделенный продольными перегородками на два канала кожух, сгуститель-декантатор экстрагированной пульпы с трубопроводом отвода из него жидкой фазы, насосы подачи пульпы из смесителя в трубу, откачки пульпы из трубы и противоточной подачи экстрагента - в каналы кожуха, рециркуляционные и технологические трубопроводы, пульсационную систему, включающую клапаны на патрубках подачи и отвода экстрагента и управляющую ЭВМ, обеспечивающую их перекрестное открытие и закрытие [1]. Для экстрагирования некоторых видов сырья во внутренней трубе экстрактора установлено шнековое устройство с приводом вращения.
Недостатками известной установки является сложность изготовления кожуха с продольными перегородками, трудность очистки внутренней поверхности пористой трубы, вследствие того, что в нее подается экстрагируемая пульпа, а не «чистый» экстрагент.
Известна также установка для фазоселективного экстрагирования пивного затора, содержащая кожухотрубный экстрактор с двумя конвективно-проницаемыми трубами внутри кожуха, которые попеременно выполняют роль каналов подачи экстрагента и отвода экстракта, насосы объемного типа подачи пульпы во внешнюю трубу (кожух), откачки пульпы из кожуха и противоточной подачи экстрагента во внутренние трубы, технологические трубопроводы, пульсационную систему, включающую клапаны на патрубках подачи и отвода экстрагента и управляющую ЭВМ, обеспечивающую их перекрестное открытие и закрытие.
Недостатком известной установки является то, что канал кожуха, по которому движется экстрагируемая пульпа (пивной затор), имеет поперечное сечение сложной геометрической формы, поэтому при небольших линейных скоростях перемещения пульпы ее твердая фаза может задерживаться в канале и привести к его закупориванию.
Технической задачей изобретения является обеспечение возможности достижения требуемых параметров процесса экстрагирования при получении пивного сусла.
Поставленная цель достигается тем, что в известной установке для фазоселективного экстрагирования пивного затора, содержащая кожухотрубный экстрактор с расположенными внутри кожуха параллельно его оси двумя конвективно-проницаемыми трубами, насосы объемного типа подачи пульпы во внешнюю трубу (кожух), откачки пульпы из кожуха и противоточной подачи экстрагента во внутренние трубы, технологические трубопроводы, пульсационную систему, включающую клапаны на патрубках подачи и отвода экстрагента и управляющую ЭВМ, обеспечивающую их перекрестное открытие и закрытие, конвективно-проницаемые трубы выполнены в виде одного цилиндрического элемента на поверхности которого закреплены две конвективно-проницаемые перегородки, а внутри элемента имеются соответствующие перегородкам два канала, параллельных оси элемента, каждый из которых имеет одно или несколько соединений с поверхностью элемента под соответствующей ему перегородкой.
В вариантах каналы элемента имеют входы со стороны, ближней к выходу затора из кожуха и закрыты на противоположных концах.
В вариантах в кольцевом цилиндрическом пространстве между кожухом и элементом установка снабжена спиральным шнеком с приводом вращения.
1
2
3
4
5
6
7
6
7
6
7
8
9
10
11
4
6
7
12
15
1
5
16
17
На фиг. 1 изображена установка для непрерывного экстрагирования пивного затора. Установка включает кожух , объемные насосы  и соответственно подачи в кожух и откачки из кожуха пивного затора, объемный насос  подачи экстрагента, цилиндрический элемент , с двумя каналами и  внутри. Каналы и  имеют входы со стороны, ближней к выходу затора из кожуха и закрыты на противоположных концах. По длине каналы и  имеют соединения соответственно  и  с поверхностью элемента. На поверхности элемента закреплены две конвективно-проницаемые перегородки  и . На линиях, соединяющих насос  подачи экстрагента с входами в каналы и  установлены управляемые клапаны -. В кольцевом цилиндрическом пространстве между кожухом  и элементом  установлен спиральных шнек  с приводом вращения .
8
9
10
11
На фиг. 2 изображен в увеличенном масштабе фрагмент разреза кожуха и элемента, где более детально представлены соединения  и  каналов элемента с поверхностью элемента, а также две конвективно-проницаемые перегородки  и .
5
6
7
8
9
10
11
18
На фиг. 2 изображено поперечное сечение элемента  с каналами и , соединениями соответственно  и  с поверхностью элемента и один из возможных вариантов крепления конвективно-проницаемых перегородок  и  на поверхности элемента при помощи уплотнителей .
Выполнение конвективно-проницаемых труб в виде одного цилиндрического элемента на поверхности которого закреплены две конвективно-проницаемые перегородки, с внутренними двумя каналами, параллельными оси элемента, каждый из которых имеет одно или несколько соединений с поверхностью элемента под соответствующей ему перегородкой, упрощает в сравнении с прототипом поперечное сечение пространства, в котором движется пивной затор. Оно приобретает кольцевой вид.
Исполнение каналов элемента с входами со стороны, ближней к выходу затора из кожуха и закрытыми на противоположных концах позволяет расположить привод вращения спирального шнека на стороне кожуха, ближней к его входу.
Снабжение установки спиральным шнеком в пространстве пивного затора способствует обеспечению заданного режима перемещения затора и очистке поверхности проницаемых перегородок.
Установка работает следующим образом.
1
2
3
4
6
7
5
Осахаренный затор подают в предварительно заполненной горячей водой кожух  насосом  и откачивают насосом  (фиг. 1). Противотоком к затору насосом  во внутренние каналы  и  элемента  подают экстрагент - горячую воду.
12
15
6
8
5
10
1
11
9
7
13
15
12
14
7
9
5
11
10
8
6
13
15
12
14
Клапаны -работают по программе, обеспечивающей в установке режим конвективного межканального массообмена потоков затора и экстрагента (воды). Работа клапанов состоит из чередующихся во времени двух тактов одинаковой длительности. В первом такте экстрагент подается в канал , из которого по соединениям попадает на поверхность элемента , под конвективно-проницаемой перегородкой. Пройдя через перегородку,фильтруется «сквозь» межтрубное пространство внутри кожуха  через конвективно-проницаемую перегородку и соединения  в канал , из которого отводится (клапаны  и  открыты, а  и  закрыты). Во втором такте - в обратном направлении в канал , из которого по соединениям попадает на поверхность элемента , под конвективно-проницаемой перегородкой,фильтруется «сквозь» межтрубное пространство через конвективно-проницаемую перегородку и соединения  в канал , из которого отводится (клапаны  и  закрыты, а  и  открыты). Эти знакопеременные потоки пронизывают движущийся в пространства между элементом и кожухом пивной затор и создают многократный обмен жидкими фазами между противоточными потоками экстрагента (воды) в каналах элемента и затора в межтрубном канале. При этом за время пребывания потоков затора и экстрагента в экстракторе осуществляется многократный противоточный контакт экстрагента с затора и регенерируются конвективно-проницаемые перегородки внутреннего элемента экстрактора.
Таким образом, создается интенсивный межканальный непрерывный противоточный конвективный массообмен между разделенными проницаемой перегородкой потоками затора и экстрагента (воды).
Источники информации
1. Патент РФ № 2344866, 27.01.2009, Бюл. № 3.
2. Патент РФ № 2477309, 10.03.2013, Бюл. №7.