CN207614845U - 一种多功能脱胶反应罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功能脱胶反应罐，涉及化工机械相关的技术领域，解决了现有技术中存在的缺乏沙蒿胶生产适用的反应设备，导致沙蒿胶胶质提取效率低下的技术问题。该反应罐包括反应罐本体、驱动机构、搅拌装置、加热装置和滤网，反应罐本体内存在反应物存储反应空间，加热装置设置于反应罐本体的外部，搅拌装置安装于反应罐本体内，驱动机构与搅拌装置相连接且能驱动搅拌装置搅拌存储反应空间内的反应物，滤网设置在反应罐本体的内部且能与反应罐本体的侧壁间形成滤液通道，脱胶反应完成后生成的含胶液体能经滤液通道从滤液出口排出。本实用新型减少了生产环节，提高了沙蒿胶胶质的提取效率，同时减少了设备的投资。

Description

一种多功能脱胶反应罐

技术领域

本实用新型涉及化工机械相关的技术领域，尤其是涉及一种多功能脱胶反应罐。

背景技术

沙蒿胶又称沙蒿籽多糖，是一种以胶膜形式存在于沙漠植物白沙蒿种子表皮层的高吸水植物树胶，含量达22-35％。沙蒿籽籽粒细小，千粒重仅0.661g，其外层胶膜很难用物理方法剥离。现有的方法是，将沙蒿籽置于酸性酒精溶媒中与氧化剂在化工反应罐中发生反应，经搅拌磨擦使表层胶膜粉末化崩解，形成淤浆状悬浮液，其后经过滤、洗涤、干燥等步骤制得成品。反应物固液比接近1：1，要求搅拌器的剪切磨擦力足够强大，并严格控制反应温度，才能保证脱胶完全。反应生成的胶质产物还需及时滤除，以免酸解过度影响产品得率和品质；此外还应尽量减少溶剂挥发，以保障安全和降低生产成本。

一般，现有的化工反应罐仅有适用于低料液比的简单桨叶式搅拌反应罐，而双轴双螺旋式混合机不仅结构复杂，且也仅适用于固态物料的搅拌混合，无法满足沙蒿胶生产要求。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

单桨叶式搅拌反应罐，只能供反应物在罐内发生反应，功能单一，反应物在罐内反应完成后需移出反应罐进行固液分离，生产环节多，设备投资大，溶耗大、生产安全性差；故此，长期以来沙蒿胶生产因缺乏适用的反应设备，导致胶质提取效率低下且由于罐内反应物不能充分混合使得胶质提取率仅为原料含胶量的70％左右，而产品中酸解蛋白等杂质含量高达10％。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能脱胶反应罐，以解决现有技术中存在的缺乏沙蒿胶生产适用的反应设备，导致沙蒿胶胶质提取效率低下的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种多功能脱胶反应罐，包括反应罐本体、驱动机构、搅拌装置、加热装置和滤网，其中：所述反应罐本体上设置有进料口、出料口和滤液出口，所述反应罐本体内存在反应物存储反应空间，所述加热装置设置于所述反应罐本体的外部且能调节所述反应物存储反应空间内的温度，所述搅拌装置安装于所述反应罐本体内，所述驱动机构与所述搅拌装置相连接且能驱动所述搅拌装置搅拌所述存储反应空间内的反应物并使反应物发生脱胶反应，所述滤网设置在所述反应罐本体的内部且能与所述反应罐本体的侧壁之间形成滤液通道，所述脱胶反应完成后生成的含胶液体能经所述滤液通道从所述滤液出口排出。

优选地，所述搅拌装置包括主轴、内螺旋带、外螺旋带和至少两个支架，所述主轴的一端与所述驱动机构的输出轴通过联轴器相连接，所述主轴的另一端通过轴架与所述反应罐本体的内壁固定，所述主轴的表面螺旋设置有所述内螺旋带，所述支架与所述主轴固定连接且所述主轴旋转能带动所述支架转动，所述外螺旋带螺旋设置在所述支架上，所述外螺旋带设置在所述内螺旋带的外围且与所述内螺旋带的旋向相反。

优选地，所述内螺旋带由多个扇形叶片沿所述内螺旋带的螺线方向与所述主轴固定连接，所述外螺旋带的数量为2～4条，所述支架包括转臂，每个支架对应的所述转臂的数量与所述外螺旋带的数量相同，所述转臂与所述主轴固定且沿圆周方向均匀设置，所述外螺旋带与对应的所述转臂固定连接。

优选地，所述外螺旋带能在所述主轴的带动下绕所述主轴的轴线产生圆周运动轨迹，所述滤网与所述外螺旋带产生的圆周运动轨迹之间的间隙为10mm～30mm。

优选地，所述反应罐本体包括上盖体、罐体和滤筒，所述上盖体设置在所述罐体上且与所述罐体为可拆卸连接，所述罐体内设置有所述反应物存储反应空间，所述上盖体用于密封所述反应物存储反应空间，所述上盖体上设置有所述进料口，所述滤筒位于所述罐体的下部且与所述罐体相连通，所述罐体和所述滤筒内均设置有所述滤网，所述滤网的上端与所述罐体的内壁相连接，所述滤网的下端面与所述滤筒的下端面相齐平，所述滤筒的侧部设置有所述滤液出口，所述滤筒的底部设有所述出料口。

优选地，所述出料口包括出料口本体和出料控制阀，所述滤筒的下端设置有开口形成所述出料口本体，所述出料口本体的下方设置有所述出料控制阀，所述出料控制阀与所述出料口本体通过法兰盘相连接。

优选地，所述滤筒上设有进气口，所述进气口能使蒸汽或压缩空气进入所述反应物存储反应空间，所述上盖体上还设置有冷凝器接口和安全泄压口。

优选地，所述滤网由多个不锈钢栅条卷制而成，相邻的两个所述不锈钢栅条之间设有能使所述脱胶反应生成的含胶液体通过的间隙，所述间隙为0.3mm～0.8mm，所述滤液通道的宽度为15mm～30mm。

优选地，所述加热装置包括加热器和加热夹套，其中：所述加热夹套设置于所述罐体的外围且与所述罐体的外壁之间形成空腔，所述加热夹套上设有液体介质进口和液体介质出口，所述加热器通过所述液体介质进口与所述加热夹套相连通，所述加热夹套的外表面包裹有保温层。

优选地，所述驱动机构包括电机和减速器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连接，所述减速器的输出轴与所述主轴通过联轴器相连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的多功能脱胶反应罐，反应物从进料口加入反应罐本体内，驱动机构带动搅拌装置动作使反应罐本体内的反应物充分混合，使得某些反应物比如沙蒿籽皮层上的胶质膜快速崩解脱落，形成淤浆状的悬浮液，其中含胶滤液经过滤网排出反应罐本体，以供进一步精制成粉末状胶质产品，脱胶后的料粕由出料口排出反应罐本体，该脱胶反应罐不仅能使反应物在罐内发生后反应，而且能使淤浆状的悬浮液中的含胶滤液通过滤网排出，避免了单桨叶式搅拌反应罐在反应物在罐内反应完成后需移出反应罐进行固液分离的程序，减少了生产环节，提高了沙蒿胶胶质的提取效率，同时减少了设备的投资。

此外，本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果：本实用新型中采用的搅拌装置为单轴双螺旋结构，包括主轴、内螺旋带和外螺旋带，工作时使反应罐本体内的反应物混合均匀度可达98％，较之现有的单桨叶式搅拌反应罐和双轴双桨式混合机，具有结构简单，运行稳定，维修方便，搅拌剪切力大等优点；通过内螺旋带和外螺旋带的旋向相反的设置，使高料液比物料快速完成均相传质反应，产品提取率高，酸解副产物少；利用压缩空气或蒸汽从反应罐本体的下侧部向反应罐本体内向上反吹，既可进行气动搅拌以消除反应不全的生料，清除砂土杂质，又可调节反应温度，并对料粕进行蒸烘脱溶，一机多用，可大幅度减少能耗、溶耗及生产成本；通过冷凝器接口外接冷凝器放空管和安全泄压阀，保持罐内常压或负压状态，确保生产安全；通过在加热夹套中通入热媒或冷水等液体介质的方法，精确控制罐内物料反应温度，操作灵活性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中的脱胶反应罐的内部结构示意图；

图2是本实用新型中的滤网的展开结构示意图；

图3是图2中A-A的剖面图；

图4是其中一种优选实施例外螺旋带示意图；

图5是内螺旋带的示意图；

图6是内螺旋带的俯视图。

附图标记：1、罐体；2、上盖体；21、进料口；22、冷凝器接口；23、安全泄压口；3、驱动机构；31、电机；32、减速器；33、联轴器；4、搅拌装置；41、外螺旋带；42、支架；43、主轴；44、内螺旋带；5、滤网；51、栅条；6、加热夹套；61、液体介质出口；62、液体介质进口；7、轴架；8、滤筒；81、滤液出口；82、进气口；9、出料控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参见图1，本实用新型提供了一种多功能脱胶反应罐，包括反应罐本体、驱动机构3、搅拌装置4、加热装置和滤网5，反应罐本体上设置有进料口21、出料口和滤液出口81，反应罐本体内存在反应物存储反应空间，加热装置设置于反应罐本体的外部且能调节反应物存储反应空间内的温度，搅拌装置4安装于反应罐本体内，驱动机构3与搅拌装置4相连接且能驱动搅拌装置4搅拌存储反应空间内的反应物并使反应物发生脱胶反应，滤网5设置在反应罐本体的内部且能与反应罐本体的侧壁之间形成滤液通道，脱胶反应完成后生成的含胶液体能经滤液通道从滤液出口81排出。本实用新型提供的多功能脱胶反应罐，反应物从进料口21加入反应罐本体内，驱动机构3带动搅拌装置4动作使反应罐本体内的反应物充分混合，使得某些反应物比如沙蒿籽皮层上的胶质膜快速崩解脱落，形成淤浆状的悬浮液，其中含胶滤液经过滤网5排出反应罐本体，以供进一步精制成粉末状胶质产品，脱胶后的料粕由出料口排出反应罐本体，该脱胶反应罐不仅能使反应物在罐内发生后反应，而且能使淤浆状的悬浮液中的含胶滤液通过滤网5排出，避免了单桨叶式搅拌反应罐在反应物在罐内反应完成后需移出反应罐进行固液分离的程序，减少了生产环节，提高了沙蒿胶胶质的提取效率，同时减少了设备的投资。

反应罐本体包括上盖体2、罐体1和滤筒8，上盖体2设置在罐体1上且与罐体1为可拆卸连接，罐体1呈锥形，罐体1内设置有反应物存储反应空间，上盖体2用于密封反应物存储反应空间，上盖体2上设置有进料口21，滤筒8位于罐体1的下部且与罐体1相连通，罐体1和滤筒8内均设置有滤网5，滤网5的上端与罐体1的内壁相连接，滤网5的下端面与滤筒8的下端面相齐平，滤筒8的侧部设置有滤液出口81，滤筒8的底部设有出料口。出料口包括出料口本体和出料控制阀9，滤筒8的下端设置有开口形成出料口本体，出料口本体的下方设置有出料控制阀9，出料控制阀9与出料口本体通过法兰盘相连接。滤筒8上设有进气口82，进气口82能使蒸汽或压缩空气进入反应物存储反应空间，上盖体2上还设置有冷凝器接口22通过外接冷凝器放空管和安全泄压口23，保持罐内常压或负压状态，确保生产安全。反应过程中，含胶滤液在搅拌离心力作用下穿过滤网5，由滤液出口81排出反应罐本体，由此完成应罐本体内的固液分离。从滤筒8的进气口82通入蒸汽或压缩空气，还可对罐内物料进行气动搅拌、温度调节、料粕干燥，溶剂回收等单元操作，一机多用，充分发挥设备的潜力，简化工艺环节，减少设备投资和能耗、溶耗等生产成本。

上盖体2的中心部位还安装有驱动机构3，驱动机构3包括电机31和减速器32，电机31的输出轴与减速器32的输入轴相连接，减速器32的输出轴与主轴43通过联轴器33相连接。电机31启动后经减速器32，联轴器33带动搅拌装置4转动。

本实用新型中采用的搅拌装置4为单轴双螺旋结构，具体的，搅拌装置4包括主轴43、内螺旋带44、外螺旋带41和至少两个支架42，主轴43的一端穿过上盖体2上的中心圆孔与驱动机构3的输出轴通过联轴器33相连接，主轴43的另一端插入罐体1内的轴架7的中心轴孔与反应罐本体的内壁固定，轴架7与罐体1的下口内侧固定连接，并安装有与搅拌装置4的主轴43相配的轴承，且保持轴孔与罐体1的下口同圆心。主轴43的表面螺旋设置有内螺旋带44，支架42与主轴43固定连接且主轴43旋转能带动支架42转动，外螺旋带41螺旋设置在支架42上，外螺旋带41设置在内螺旋带44的外围且与内螺旋带44的旋向相反并具有相同的物料推送量。单轴双螺旋结构的设置，工作时使反应罐本体内的反应物混合均匀度可达98％，较之现有的单桨叶式搅拌反应罐和双轴双桨式混合机，具有结构简单，运行稳定，维修方便，搅拌剪切力大等优点。如图5和图6所示，内螺旋带44由多个扇形叶片沿内螺旋带44的螺线方向与主轴43固定连接，外螺旋带41的数量可以为2～4条，支架42包括转臂，每个支架42对应的转臂的数量与外螺旋带41的数量相同，转臂与主轴43固定且沿圆周方向均匀设置，外螺旋带41与对应的转臂固定连接。图4是一种优选的外螺旋带41的示意图，其由三根外螺旋带41按轴向错位圆周角的间距，每个支架上的转臂的数量为三个且围绕圆周均匀布置，三根外螺旋带41通过支架42与搅拌装置4的主轴43连接固定。该种外螺旋带41的设计具有较好的运转稳定性和剪切搅拌强度。内螺旋带44和外螺旋带41的旋向相反的设置及通过改进型扇形叶片和带式外螺旋的错流式剪切搅拌，使高料液比物料快速完成均相传质反应，产品提取率高，酸解副产物少。外螺旋带41能在主轴43的带动下绕主轴43的轴线产生圆周运动轨迹，内置滤网5与外螺旋带41产生的圆周运动轨迹之间的间隙为10mm～30mm。

滤网5为锥筒形结构，如图2所示，滤网5由多个不锈钢栅条51卷制而成，相邻的两个不锈钢栅条51之间设有能使脱胶反应生成的含胶液体通过的间隙，其间隙为0.3mm～0.8mm，滤网5与罐体1内壁具有一定的距离，形成过滤通道，根据不同的反应要求，滤网5与罐体1内壁的间距可以设置为15mm-30mm，也就是说滤液通道的宽度为15mm～30mm。如图3所示，栅条51的横截面为梯形，梯形截面高8mm-10mm，下底宽6mm-10mm，其下底面朝向滤网5内侧，构成内小、外大的滤隙。该种栅板型滤网5结构强度大，便于固液分离，且不易堵塞。

加热装置包括加热器和加热夹套6，加热夹套6设置于罐体1的外围且与罐体1的外壁之间形成空腔，加热夹套6上设有液体介质进口62和液体介质出口61，加热器通过液体介质进口62与加热夹套6相连通，可通入导热油，蒸汽或冷水以调节物料反应温度；加热夹套6的外表面包裹有保温层。

上述结构部件的规格可根据反应罐本体的容积、结构和反应物料性质灵活设计，这些参数均可通过公式计算和实验测试取得，故此不作一一赘述。

本实用新型以沙蒿籽脱胶反应为例具体生产过程如下：

1)将300Kg沙蒿籽原料与预热至70℃的75％含量的食用酒精450Kg和10Kg脱胶剂，分别由进料口21加入经以导热油预热至75℃的反应罐本体中。

2)启动电机31，驱动搅拌装置4并以65rmp/min的转速对罐体内的物料进行的强力搅拌混合和剪切磨擦，同时从滤筒8的进气口82通入压缩空气，将沉积在罐体1底部的物料吹浮上升，在气动搅拌与机械搅拌的双重搅拌、磨擦下，原料与脱胶剂快速均相的传质传热，经15min-30min完成脱胶反应，使沙蒿籽表皮上的胶膜粉末化崩解脱落，形成淤浆状的黄色悬浮液。

3)反应生成物在搅拌离心力作用下，经滤网5过滤，含胶滤液从滤液出口81排出罐外，供进一步制取沙蒿胶成品。脱胶后的料粕经由进气口82通入蒸汽，维持搅拌下烘干至溶剂基本脱净，之后经出料控制阀9排出反应罐供进一步提取沙蒿油等高附加值副产品。

4)由滤液出口81排出的含胶滤液经中和洗涤干燥，最终制得粉末状高纯度沙蒿胶。成品得率25％-30％，胶质脱净率达97％，较现有生产设备提高出胶率20-40％，溶耗减少50-70％，综合生产成本下降40-50％，取得了十分显著的成效。

本实用新型针对现有沙蒿胶生产设备存在的问题，提供了一种同时兼具双螺旋搅拌、气动搅拌、内置过滤、夹套调温、料粕烘干、溶剂回收、安全泄压等多功能的反应设备。本实用新型的反应罐也同样适用于类似高粘度、高料液比物料的搅拌混合，萃取或合成反应，可广泛应用于化工、医药、食品加工等领域。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，包括反应罐本体、驱动机构、搅拌装置、加热装置和滤网，其中：所述反应罐本体上设置有进料口、出料口和滤液出口，所述反应罐本体内存在反应物存储反应空间，所述加热装置设置于所述反应罐本体的外部且能调节所述反应物存储反应空间内的温度，所述搅拌装置安装于所述反应罐本体内，所述驱动机构与所述搅拌装置相连接且能驱动所述搅拌装置搅拌所述存储反应空间内的反应物并使反应物发生脱胶反应，所述滤网设置在所述反应罐本体的内部且能与所述反应罐本体的侧壁之间形成滤液通道，所述脱胶反应完成后生成的含胶液体能经所述滤液通道从所述滤液出口排出。

2.根据权利要求1所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述搅拌装置包括主轴、内螺旋带、外螺旋带和至少两个支架，所述主轴的一端与所述驱动机构的输出轴通过联轴器相连接，所述主轴的另一端通过轴架与所述反应罐本体的内壁固定，所述主轴的表面螺旋设置有所述内螺旋带，所述支架与所述主轴固定连接且所述主轴旋转能带动所述支架转动，所述外螺旋带螺旋设置在所述支架上，所述外螺旋带设置在所述内螺旋带的外围且与所述内螺旋带的旋向相反。

3.根据权利要求2所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述内螺旋带由多个扇形叶片沿所述内螺旋带的螺线方向与所述主轴固定连接，所述外螺旋带的数量为2～4条，所述支架包括转臂，每个支架对应的所述转臂的数量与所述外螺旋带的数量相同，所述转臂与所述主轴固定且沿圆周方向均匀设置，所述外螺旋带与对应的所述转臂固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述外螺旋带能在所述主轴的带动下绕所述主轴的轴线产生圆周运动轨迹，所述滤网与所述外螺旋带产生的圆周运动轨迹之间的间隙为10mm～30mm。

5.根据权利要求1所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述反应罐本体包括上盖体、罐体和滤筒，所述上盖体设置在所述罐体上且与所述罐体为可拆卸连接，所述罐体内设置有所述反应物存储反应空间，所述上盖体用于密封所述反应物存储反应空间，所述上盖体上设置有所述进料口，所述滤筒位于所述罐体的下部且与所述罐体相连通，所述罐体和所述滤筒内均设置有所述滤网，所述滤网的上端与所述罐体的内壁相连接，所述滤网的下端面与所述滤筒的下端面相齐平，所述滤筒的侧部设置有所述滤液出口，所述滤筒的底部设有所述出料口。

6.根据权利要求5所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述出料口包括出料口本体和出料控制阀，所述滤筒的下端设置有开口形成所述出料口本体，所述出料口本体的下方设置有所述出料控制阀，所述出料控制阀与所述出料口本体通过法兰盘相连接。

7.根据权利要求5所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述滤筒上设有进气口，所述进气口能使蒸汽或压缩空气进入所述反应物存储反应空间，所述上盖体上还设置有冷凝器接口和安全泄压口。

8.根据权利要求5所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述滤网由多个不锈钢栅条卷制而成，相邻的两个所述不锈钢栅条之间设有能使所述脱胶反应生成的含胶液体通过的间隙，所述间隙为0.3mm～0.8mm，所述滤液通道的宽度为15mm～30mm。

9.根据权利要求5所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述加热装置包括加热器和加热夹套，其中：

所述加热夹套设置于所述罐体的外围且与所述罐体的外壁之间形成空腔，所述加热夹套上设有液体介质进口和液体介质出口，所述加热器通过所述液体介质进口与所述加热夹套相连通，所述加热夹套的外表面包裹有保温层。

10.根据权利要求2所述的一种多功能脱胶反应罐，其特征在于，所述驱动机构包括电机和减速器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连接，所述减速器的输出轴与所述主轴通过联轴器相连接。