DE3123588A1 - DEVICE FOR EXTRACTION BY SOLUTION UNDER PRESSURE - Google Patents
DEVICE FOR EXTRACTION BY SOLUTION UNDER PRESSUREInfo
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Description
-5-Ol Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des-5-Ol The invention relates to a device according to the preamble of
Patentanspruchs 1. · · .Claim 1. · ·.
Im Zusammenhang mit den Energieproblemen der jüngsten Zeit sind verschiedene Wiederaufbereitungs- und Verarbeitungsvorschläge gemacht worden. Beispielsweise sollen pflanzliche und tierische Rohstoffe, die in der Landwirtschaft und i.n der Industrie anfallen, oder die' mineralischen Rohstoffe des Bergbaus bzw. die Zwischenprodukte der chemischen und der metallurgischen Industrie umgewandelt werden, um Energie oder bestimmte Produkte zu erhalten.Related to the recent energy problems made various reconditioning and processing suggestions been. For example, vegetable and animal raw materials that arise in agriculture and in industry should or the 'mineral raw materials of mining or the intermediate products the chemical and metallurgical industries to get energy or certain products.
Der Erfindung liegt die.Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen es möglich ist, Materialien der verschiedensten Art auf einfache Weise umzuformen.The invention is based on the task, a device and a To create processes with which it is possible to use materials of the most varied Art to reshape in a simple way.
. .. .
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.This object is achieved according to the features of the patent claims.
Die vollständige erfindungsgemäße Behandlung der Materialien enthält folgende Schritte: erstens, die Bearbeitung des zu extrahierenden Materials, z.B. Desintegration, Toasten oder Rösten, Kochen, zu Flocken verarbeiten oder Abschuppen etc, zweitens, das Auslaugen oder Extrahieren, hauptsächlich im Gegenfluß des Extraktors, drittens, die Wiedergewinnung der Lösung, die in dem schon extrahierten Material enthalten ist und, viertens, die Trennung von aufgelöstem Stoff und Lösungsmittel aus der ,angereicherten Lösung oder dem Extrakt.Contains the full inventive treatment of the materials the following steps: firstly, the processing of the material to be extracted, e.g. disintegration, toasting or roasting, cooking, into flakes processing or flaking etc, secondly, leaching or extracting, mainly in the counterflow of the extractor, thirdly, the recovery the solution contained in the material already extracted and, fourth, the separation of solute and Solvent from the enriched solution or extract.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft insbesondere die zweite Phase oder die Extraktion hauptsächlich im Gegenfluß und teilweise" die dritte Phase: die Wiedergewinnung aus der Lösung wird in einem/Prozeß der mechanischen Trennung durchgeführt, das Heraustreiben oder das Ausdrücken der Lösung im Rohmaterial in der Endphase der Verarbeitung, und zwar durch den Extraktor. Der Ausdruck "Einrichtung" wird zur Definition einer betriebsmäßigen Zusammenfassung miteinander verbundener Teile verwendet. Diese Zusammenfassung wird dazu verwen-The method according to the present invention relates in particular to the second phase or extraction mainly in counterflow and partially "the third phase: the recovery from the solution is carried out in a / process of mechanical separation, the expulsion or expressing the solution in the raw material in the final stage of processing by the extractor. The term "establishment" is used to define an operational grouping together connected parts used. This summary is used to
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Ol det, einen nützlichen Zweck zu erfüllen, d.h. im vorliegenden Fall die Zurückführung einer löslichen Substanz in Form einer Lösung eines nicht-löslichen und durchlässigen festen Stoffes, mit der sie zusammenhängt. Dies- wird dadurch erreicht, daß ein enger und direkter Kontakt des eingeführten Materials, also des zu extrahierenden Materials, mit dem Extraktor-Lösungsmittel -in der Weise hergestellt wird, daß ein Massen-Transfer der gewünschten Bestandteile des eingeführten ■ Materials zum Lösungsmittel möglich ist. Oi.e erfindungsgemäße Einrichtungarbeitet kontinuierlich und überwiegend im Gegenfluß, wobei das reine und neue Lösungsmittel an demjenigen Punkt des Extraktors eintritt, der das am meisten abgebaute Material enthält und wobei die Lösung oder der Extrakt, d.h. der aufgelöste Stoff plus dem Lösungsmittel, den Punkt "des Extraktors verläßt, der das neue oder haltige Material aufweist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Extraktors besteht in der mechanischen Trennung der zwei Phasen - dem Lösungsmittel, ob flüssig oder gasförmig, von dem unlöslichen und durchlässigen Feststoff, mit dem der gelöste Stoff durch einen mechanischen Druckvorgang verbunden war. Hieraus ergibt sich ein Druckzustand, der . durch die Teilchen und aufgrund der Gesetze der Flüssigkeitsmechanik diese dann zwingt, in entgegengesetzte Richtungen zu fließen, nämlich die festen Teilchen in die eine Richtung und die flüssigen in die andere. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann somit auch als "Trennvorrichtung" bezeichnet werden, die mit Hilfe von chemischen, physikalischen und mechanischen Prozessen arbeitet.Ol det to serve a useful purpose, i.e. in the present case the return of a soluble substance in the form of a solution of an insoluble and permeable solid with which it is related. This is achieved by the fact that a close and direct contact of the introduced material, i.e. the material to be extracted, with the extractor solvent -is produced in the way, that a mass transfer of the desired constituents of the introduced material to the solvent is possible. Oi.e device according to the invention works continuously and predominantly in counterflow, with the pure and new solvent entering at that point of the extractor, which contains the most degraded material and where the solution or the extract, i.e. the solute plus the solvent, leaves the point "of the extractor which has the new or containing material. Another advantage of the extractor according to the invention consists in the mechanical separation of the two phases - the solvent, whether liquid or gaseous, from the insoluble and permeable Solid to which the solute was bonded by a mechanical pressure process. This results in a pressure state that . through the particles and due to the laws of fluid mechanics then forces them to flow in opposite directions, namely the solid particles in one direction and the liquid in the other. The device according to the invention can thus also be used as a "separating device" be referred to with the help of chemical, physical and mechanical processes works.
Die Lösefähigkeit oder Lösung oder Solvatisierung ist die Zuordnung oder Kombination eines aufgelösten Stoffs - ionisch, molekular oder als Teilchen - mit Molekülen des Lösungsmittels. Das Lösungsmittel ist eine Flüssigkeit, welche anderen Materialien - die zu lösenden Stoffe auflöst, wobei nur eine homogene Phase gebildet wird, nämlich die Lösung. Die erfindungsgemäße Einrichtung'ist sehr vielseitig anwendbar und kann auch mit nicht-konventionellen Lösungsmitteln und Bedingungen arbeiten, die sich von den üblichen Bedingungen hinsichtlich des Drucks und der Temperatur unterscheiden. Es können Lösungsmittel in flüssigem oder gasförmigem Zustand unter bestimmten Temperatur- undThe solvency or dissolution or solvation is the assignment or a combination of a dissolved substance - ionic, molecular or as a particle - with molecules of the solvent. The solvent is a liquid that dissolves other materials - the substances to be dissolved, whereby only one homogeneous phase is formed, namely the solution. The device according to the invention is very versatile and can also be used with non-conventional solvents and conditions work that differs from the usual conditions regarding the Differentiate between pressure and temperature. There can be solvents in liquid or gaseous state under certain temperature and
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Ol Druckbedingungen in Betracht gezogen werden,·die unter Druck in den Extraktor eingespritzt werden. Ein solches Lösungsmittel ge- ' langt, wenn es rein und frisch ist, an einem Punkt in das System, wo der gewünschte Stoff praktisch erschöpft ist. Mittels des Massen-Transfers findet eine stetige Anreicherung während des Transports statt, und es wird stetig etwas am Punkt der maximalen Anreicherung ■ weggenommen. ·Oil pressure conditions to be considered · those under pressure in injected into the extractor. Such a solvent When it is clean and fresh, it reaches a point in the system where the desired substance is practically exhausted. By means of mass transfer a steady enrichment takes place during the transport, and something becomes steadily at the point of maximum enrichment ■ taken away. ·
Der Ausdruck Extraktor wurde im Zusammenhang mit der Erfindung gewählt. Er soll zwei Operationen umfassen, nämlich einerseits die Auslaugung und andererseits die Extraktion durch ein Lösungsmittel. Um die Flüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktion oder, allgemeiner, die Fluid-Fluid-Extraktion durchzuführen, ist es beim erfindungsgemäßen Extraktor erforderlich, die zu,extrahierende Flüssigkeit einem unlöslichen und durchlässigen Feststoff zuzuordnen, der als Transportmittel dient, wie z.B. Adsorptionskohle, Infusionsherde, Sägemehl, Sand etc. ■The term extractor was chosen in connection with the invention. It should include two operations, namely, on the one hand, leaching and, on the other hand, extraction by a solvent. To the liquid-liquid extraction or, more generally, the To carry out fluid-fluid extraction, it is with the invention Extractor required to make the extracting liquid an insoluble one and permeable solid material that serves as a means of transport, such as adsorption charcoal, infusion stoves, sawdust, Sand etc. ■
Die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. der Extraktor gewinnt in seinem Endteil teilweise flüssige oder gasförmige Lösungen aus dem festen Material, das ursprünglich die extrahierten gelösten Stoffe enthielt oder die als Transportmittel von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet wurden, die Gegenstand der Extraktion waren, über den größten Teil ihrer Längsausdehnung bewirkt die Einrichtung unter Druck eine' kontinuierliche Extraktion im Gegenfluß. Wenn "A" das Material ist, das der Extraktion unterworfen wird, "X" die zu extrahierende Komponente, "B" das Lösungsmittel und "V" ein eventuelles Transportmittel für "A", so erhält man bei gegebenen Temperatur- und Druckverhältnissen verschiedene Kombinationen physikalischer Zustände, die in der nach-" stehend angegebenen Tabelle zusammengestellt sind. Die Druckverteilung innerhalb des Extraktors hängt unter anderem von der Geometrie der Teile, der Rotationsgeschwindigkeit und dem Injektionsdruck des Lösungsmittels ab. Dieser Injektionsdruck wird durch die Verwendung hydraulischer Pumpen - bei flüssigen Lösungsmitteln - oder durch die Verwendung von Pressen - bei gasförmigen Lösungsmitteln - bestimmt, und er soll pulsierend sein.The inventive device or the extractor wins in his End part partially liquid or gaseous solutions from the solid material that originally contained the extracted solutes or used as a means of transport of liquids or gases that were the subject of the extraction were for the most part its longitudinal extension causes the device under pressure a 'continuous extraction in counterflow. If "A" is the material that is subjected to extraction, "X" the component to be extracted, "B" the solvent and "V" a possible means of transport for "A" is obtained for the given temperature and pressure conditions different combinations of physical states, which in the after- " are listed in the table above. The pressure distribution inside the extractor depends, among other things, on the geometry of the parts, the speed of rotation and the injection pressure of the solvent away. This injection pressure is made through the use of hydraulic Pumps - with liquid solvents - or through the use of presses - with gaseous solvents - determined, and he should be pulsating.
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Ol Die derzeit.verfügbaren Einrichtungen für die Extraktion können in zwei Hauptklassen eingeteilt werden: in diejenigen, welche mittels Filtrierung arbeiten, d.h. mit dem Eindringen eines Lösungsmittels in eine feste Schicht, und in solche, die mittels Dispersion von Feststoffen arbeiten, also mittels Verwirblung, d.h. die festen Bestandteile der Körper werden in der Extraktions-Flüssigkeit verteilt und später von ihr getrennt. In beiden Klassen sind Konzeptionen für die kontinuierliche Arbeitsweise und für die schubweise oder unterbrochene Belastung vor.Ol The facilities currently available for extraction may be in two main classes can be divided: into those which means Filtration work, i.e. with the penetration of a solvent into a solid layer, and into those that work by means of dispersion of solids, i.e. by means of turbulence, i.e. the solid components the bodies are distributed in the extraction fluid and later separated from it. There are conceptions in both classes for continuous operation and for intermittent or intermittent loading.
Ein Beispiel für die schubweise Filtrierung ist die Bearbeitung von Kaffee in einem Filter,' wo die Extraktion wiederholt vorgenommen Wird, oder mit einem modernen Filter, wo ein einziger Filtervorgang genügt. Die stetigen Filter verwenden das Prinzip der beweglichen Schicht, die durch Körbe .dargestellt werden, welche den Feststoff durch Sprühnebel des Lösungsmittels tragen, Bandförderanlagen oder Endlosgewinde, welche sich durch den Fluß von Lösungsniederschlägen bewegen, oder Eggen, die den Stoff entlang einer mit Aussparungen versehenen Geraden transportieren, wobei die Aussparungen voll von Lösungsmitteln sind. Als Beispiele solcher Konzeptionen seien genannt: der Rotocel-Extraktor, der rotierende Körbe auf einer kreisförmigen, festen und perforierten Scheibe aufweist; der Boltman-Extraktor,' bei dem versetzte Körbe in einem Becherwerk angeordnet sind; der HiTdebrandt-Extraktor, der endlose Schrauben auf einer vertikalen und U-förmigen Strecke aufweist, sowie der Kennedy-Extraktor, bei dem Eggen oder Schaufein an aufgereihten Höhlungen arbeiten.An example of batch filtration is the processing of Coffee in a filter where the extraction is repeated, or with a modern filter where a single filtering process is performed enough. The continuous filters use the principle of the moving layer, which is represented by baskets, which hold the solid carry through spray mist of the solvent, belt conveyors or endless threads, which are caused by the flow of solution deposits moving, or harrows, the fabric along a grooved hole Transport straight with the recesses full of solvents. Examples of such concepts are: the Rotocel extractor, the rotating baskets on a circular, fixed and perforated disc; the Boltman Extractor, 'at the offset Baskets are arranged in a bucket elevator; the HiTdebrandt extractor, which has endless screws on a vertical and U-shaped path, as well as the Kennedy extractor in which harrows or shovels work on lined up cavities.
Die Extraktoren, die mit der Dispersion von Feststoffen arbeiten, also Verwirbler und Verquirler, sind insbesondere für Feststoffe nützlich, die sich während der Extraktion selbst desintegrieren. Sie weisen nicht-stetige Behälter und stetige Extraktoren auf. Die stetigen Prozesse werden in Behältern durchgeführt, bei denen eine Misch-Sedimentation durch die Gravitation erfolgt; sie kann auch durch vertikale Extraktoren oder Plattenextraktoren erfolgen. Als Beispiele seien genannt: der Dorr-Verwirbler, der eine Egge mit Luftdruck kombiniert, um Fallprodukte schubweise zu waschen; der Bonotto-Extraktor, der rundeThe extractors that work with the dispersion of solids, that is Swirlers, and swirlers, are particularly useful for solids that self-disintegrate during extraction. You wise discontinuous containers and continuous extractors. The steady processes are carried out in containers with a mixed sedimentation done by gravity; it can also be done by vertical extractors or plate extractors. Examples are: the Dorr swirler, which combines a harrow with air pressure Wash fall products in batches; the bonotto extractor, the round one
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Ί 2 3 b y UΊ 2 3 b y U
Platten mit vorsetzten öffnungen aufweist, die in einer senkrechten Link; Üben.1 inander angeordnet sind, wobei auf jeder Platte ein rotierendes radiales Blatt arbeitet; der Oldshue-Rushton-Extraktor, der eine senkrechte Linie mit Ablenkblechen, feste Abtrennscheiben und eine rotierende Gebläse-Turbine entlang der gesamten Linie aufweist; · der Sheibel-York-Extraktor, der ebenfalls eine Gebläseturbine auf-' weist. Wobei die Dispersion leicht ansteigender Flüssigkeit durch ortsfeste Wände hervorgerufen wird;, der pulsierende Extraktor, der ebenfalls eine vertikale Linie mit festen durchlöcherten Scheiben aufweist, wobei die Verwirblung durch schnelle Oberlagerung mechanischer Verwirblung bei ca 20/100 Hz geschieht, und zwar bei den normalen Fließgeschwindigkeiten der Flüssigkeiten.Has plates with openings in front that are in a vertical link; Practice. 1 are arranged one inside the other, with a rotating radial blade working on each plate; the Oldshue-Rushton extractor, which has a vertical line with baffles, fixed cutting discs, and a rotating fan turbine along the entire line; · The Sheibel-York extractor, which also has a blower turbine. The dispersion of slightly rising liquid is caused by stationary walls; the pulsating extractor, which also has a vertical line with solid perforated disks, the turbulence being caused by rapid superimposition of mechanical turbulence at approx. 20/100 Hz, namely at normal flow speeds of liquids.
In einigen Extraktor.en, z.B. im Kennedy- und im-Hildebrandt-Extraktor, ist auch etwas Feststoff-Dispersion vorgesehen, obwohl die Hauptwirkungsweise auf der Filtrierung beruht. Diese Dispersion oder Verwirb-■ lung wird durch feste Transportmittel hervorgerufen. Bei dem erfindungsgemäßen. Extraktor ergeben sich zwei Effekte, nämlich die Filtrierung und die Feststoff-Dispers ion, wobei diese hauptsächlich am Anfangsbereich - d.h. im Vor-Extraktionsbereich - in Abhängigkeit von der Projekt- oder Arbeitsei nste!lung,dominieren kann. Wenn man die bekannten Einrichtungen analysiert, so haben sie alle eines gemeinsam: das Vorhandensein der Lösung wird stets durch die Wirkung eines Potentialfeldes erzwungen, v/obei meistens" das Gravitationsfeld eine Rolle spielt und manchmal auch Zentrifugalbeschleunigungen wirksam werden, die vom Extraktor erzeugt werden. Dies muß als ein Mangel vom Konzept her angesehen werden, weil zwar praktisch immer Regel bedingungen für die Geschwindigkeit des Flusses des Festkörpers vorliegen, aber fast niemals die Möglichkeit gegeben ist, auf den Fluß der Lösung einzuwirken.. Dies macht sich im Hinblick auf die Effizienz der Extraktoren bemerkbar und bringt große Schwierigkeiten mit sich, wenn die Extraktoren verkleinert werden sollen. Hierdurch werden die Investitionskosten merklich beeinflußt. Die Verkleinerung der Extraktoren gestaltet sich deshalb so schwierig, weil - obwohl es möglich ist, die Geschwindigkeit der Festkörperverlagerung zu vergrößern -^In some extractors, e.g. in the Kennedy and Hildebrandt extractors, Some solids dispersion is also provided, although the main mode of action is filtration. This dispersion or entangling ■ development is caused by solid means of transport. In the inventive. Extractor results in two effects, namely filtration and the solid dispersion, these mainly at The initial area - i.e. in the pre-extraction area - can dominate depending on the project or work setting. If you know the well-known When facilities are analyzed, they all have one thing in common: the presence of the solution is always determined by the action of a potential field forced, v / obei mostly "the gravitational field one This role plays a role and sometimes centrifugal acceleration is effective generated by the extractor. This must be viewed as a conceptual deficiency because there are practically always rule conditions for the speed of the flow of the solid, but almost never the possibility of the flow of the solution This is noticeable in terms of the efficiency of the extractors and creates great difficulties if the extractors are to be reduced in size. This reduces the investment costs noticeably affected. The downsizing of the extractors is so difficult because - although it is possible is to increase the speed of solid displacement - ^
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Ol der Lösungsfluß nur .durch Vergrößerung des Umfangs der Einrichtung ■ · erreicht werden kann.Oil the solution flow only .by increasing the size of the facility. can be reached.
• Das Grundproblem bestand also in folgendem: wie kann man erreichen, daß der Feststoff sich selbst in die eine Richtung bewegt, während die Flüssigkeit in die andere Richtung fließt, wobei auf die Strömungsgeschwindigkeiten eingewirkt werden kann ? Eine Lösung für dieses.Problem konnte mit Hilfe der alten Entdeckung des Archimedes gefunden werden, die darin besteht, daß eine Schraube mit veränderlicher Steigung und/oder eine konische Schraube, die in einem geschlossenen Gehäuse rotiert, eine Verteilung von zunehmenden Drücken auf den Feststoff erzeugt, der hierdurch gedruckt wird. Wenn das Lösungsmittel in der Nähe des höheren Druckbereichs eingeführt wird, ■ fließt es zum anderen Ende, und zwar in eine Richtung, die der des Feststoffs entgegengerichtet ist. ·• So the basic problem was the following: how can one achieve that the solid moves itself in one direction, while the liquid flows in the other direction, taking into account the flow velocities can be acted upon? A solution to this problem could be found with the help of the ancient discovery of Archimedes be found, which consists in that a screw with variable pitch and / or a conical screw that is in a closed Housing rotates, creating a distribution of increasing pressures on the solid that is printed by it. If that Solvent near the higher pressure range is introduced, ■ it flows to the other end in a direction similar to that of the Solid is opposite. ·
Die Tatsache, daß der erfindungsgemäße Extraktor die Steuerung zweier Flußgeschwindigkeiten gestattet, bringt folgende Vorteile mit sich:The fact that the extractor according to the invention can control two Allowing flow velocities has the following advantages:
1. es ergibt sich ein großer Extraktionswirkungs.grad;1. there is a large extraction efficiency;
2. es ergibt sich eine kompakte Einrichtung und damit eine Kostenersparnis; · "2. it results in a compact device and thus a cost saving; · "
3. die Extraktion kann auch bei geringen Lösungsmengen verwendet werden; · .3. Extraction can also be used with small amounts of solution; ·.
4. die eventuell höheren Betriebskosten wegen des größeren Energieverbrauchs können durch eine größere Effizienz und durch niedrigere Investitions- und Betriebskosten wettgemacht werden.4. The possibly higher operating costs due to the greater energy consumption can be offset by greater efficiency and lower investment and operating costs.
Die Möglichkeiten der Anwendung des Prozesses und der Ausbildung der Einrichtung sind vielfältig, wie sich aus der obigen. Tabelle ergibt. Die Einrichtung kann sofort auf die erste Gebrauchsmöglichkeit angewendet werden, die.unten angegeben ist, und sie kann dann für die . beiden Anwendungsfälle entwickelt werden, die unten unterschieden sind: die Extraktion von Zucker und anderen löslichen Bestandteilen aus Zuckerrohr, aus Sorghum und anderen Pflanzen, um Brennstoff und industriellen Alkohol zu erzeugen. Die .Extraktion von ülen und Fetten aus pflanzlichen und tierischen Produkten für Nicht-Ernährungs-Zwecke, erfolgt in der Hauptsache zur Gewinnung von Brennstoffen.The ways of applying the process and training the Establishments are varied as can be seen from the above. Table results. The device can be used immediately for the first possible use given below, and it can then be used for the. two use cases are developed, which are distinguished below are: the extraction of sugar and other soluble components from sugar cane, sorghum and other plants to produce fuel and industrial alcohol. The extraction of oils and fats from plant and animal products for non-nutritional purposes, takes place mainly for the production of fuels.
01. Verschiedene Extraktoren, beispielsweise diejenigen, die bei der Behandlung von Mineralien, in der Metallurgie, in der chemischen Industrie, in der Petro-Chemie, in der Alkohol-Chemie, in der Kohlenstoff-Chemie und in der Nuklear-Industrie, stellen ebenfalls Anwen-" 05 dungsfälle dar.·01. Various extractors, for example those used in the Treatment of minerals in metallurgy, in the chemical industry, in petrochemistry, in alcohol chemistry, in carbon chemistry and in the nuclear industry, also 05 cases.
Reaktions-Vasen, bei denen unter kontrollierten Druck- und Temperaturbedingungen ein enger Kontakt erzielt wird, und zwar im Gegen-. fluß, kommen ebenfalls in Frage. Beispielsweise Reagentien undReaction vases where under controlled pressure and temperature conditions a close contact is achieved, namely in the opposite. river, are also possible. For example, reagents and
Katalysatoren in den 18 Kombinationen der physikalischen Zustände, wie sie in der Tabelle angegeben sind, z.B. Reaktions-Vasen für . eine Säurehydrolyse einer Biomasse in einem stetigen Prozeß." ■ Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig.l eine schematische Seitenansicht eines Extraktors mit natür-Ib Iieher Zuführung und ohne Stopper; Fig.2 eine schematische Seitenansicht eines Extraktors mit zwangs-Catalysts in the 18 combinations of physical states, as indicated in the table, e.g. reaction vases for. an acid hydrolysis of a biomass in a continuous process. " ■ Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. They show: Fig.l a schematic side view of an extractor with natural Ib With feed and without stopper; 2 a schematic side view of an extractor with forced
wei.ser Zuführung und mit einem äußeren Stopper; Fig.3 eine schematische Seitenansicht eines Extraktors mit natürlicher Zuführung, einem inneren Stopper und einem äußeren Stopper;white feed and with an outer stopper; 3 shows a schematic side view of an extractor with natural Feeder, an inner stopper and an outer stopper;
Fig.4 eine schematische Seitenansicht eines Extraktors in einer bevorzugten Ausführungsform, mit einer zwangsweisen Zuführung, einem inneren und einem äußeren Stopper, sowie mit unabhängigen Schraubenschäften, wobei der Antrieb dieser Schäfte mittels dreier unabhängiger Motoren bewirkt wird;4 shows a schematic side view of an extractor in a preferred one Embodiment, with a forced feed, an inner and an outer stopper, as well as with independent Screw shafts, these shafts being driven by means of three independent motors;
Fig.5 eine Seitenansicht eines Extraktors mitseinen Grundkomponenten
in der bevorzugten Ausführungsform ; Fig.6 einen Querschnitt entlang AA, entsprechend den Angaben in der
• Seitenansicht der Fig.5;
Fig.7 eine Draufsicht auf den in der Fig.5 gezeigten Extraktor.Fig. 5 is a side view of an extractor with its basic components in the preferred embodiment; 6 shows a cross section along AA, corresponding to the information in the • side view of FIG. 5;
7 shows a plan view of the extractor shown in FIG.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im-folgenden eine Beschreibung der Teile gegeben, welche die vorliegende Erfindung bilden. Mit ist der Eingang für den des integrierten festen Stoff bezeichnet, der ursprünglich den aufgelösten Stoff enthält oder der als TransportmittelFor a better understanding of the invention, the following is a description of the parts which make up the present invention. The input for the integrated solid material is designated with, the originally contains the dissolved substance or used as a means of transport
Ol für die Flüssigkeit dient, in der er enthalten ist. Mit 2 ist der Ausgorig. d<y, de.*; in tarierten festen Stoffs mit. einem fjesl.eiiert.eri I ir.iUK)'. betrag bezeichnet. Dieser Betrag soll davon abhängen, wieviel tnergie bzw. Druck aufgebracht werden kann, um diese Energie wieder zurückzugewinnen. Dies hängt von folgenden Größen ab: Güte'bzw. Menge des Lösungsmittels, spätere Verwendung des festen Stoffs (Beispiel: der Betrag, der nicht ranzig werden soll, der Brennstoff, das Transportfahrzeug, das eine Zurückgewinnung für die Wiederverwertung benötigt' etc.), Menge des aufgelösten Stoffs etc. Mit 3 ist der Eingang des Lösungsmittels in ein undurchlässiges Gehäuse bezeichnet. In der Nähe dieses Eingangs tritt eine Störung in der Verteilung der Drücke der transportierten Mischung auf. Auf der rechten Seite dieses Eingangs ist ein Endbereich c des Extraktors erkennbar, wo die Trennung zwischen festem Stoff und Lösung rein mechanisch erfolgt. Auf der·linken Seite des Bereichs b befindet sich ein Bereich, wo die hauptsächlichste Extraktion mit Hilfe der erzwungenen Filtrierung der Lösung erfolgt. Dieser Zwischenbereich führt zu dem Anfangsbereich der Filter 13, wo das Gehäuse nicht mehr undurchlässig ist. In der Fig.l ist praktisch keine "a"-Zone, d.h. daß sich "a" und "b" in Ab'hängigkc?it von der Goometrie der Schraube selbst vereinigen. Mit 4 sind Auslaßpunkte des Extraktors oder.der Lösung für den späteren Gebrauch bezeichnet. Mit Ausnahme der Fig.l sind in allen anderen Figuren Auslaßpunkte für den Extrakt oder die Lösung vorgesehen, die in den "a"-Bereich zurückfließt. Die Geschwindigkeit eines solchen Rückflusses soll größer sein als die Geschwindigkeit des Feststoff-Flusses. In diesem Bereich kann die Extraktion vorzugsweise durch Festdispersion, z.B'. Verquirlung, erfolgen, und zwar hauptsächlich im Falle von Feststoffen, welche sich während .des Auslaugvorgangsdesintegrieren. Mit 5 ist der Zuführungskörper des Extraktors bezeichnet, der ganz mit 'dem Gehäuse der Schraube verbunden ist. In einigen Fällen dient er als undurchlässiges Gehäuse für die Zwangszuführungsschraube 15. Es sind auch andere Mittel als die erwähnten Schrauben für die zwangsweise Zuführung vorstell bar. Die Vereinigung eines Zuführungskörpers oder Trichters mit dem Gehäuse sollte scharfe Kurven vermeiden und sollte in Falle der zwangsweisenOil is used for the liquid in which it is contained. With 2 he is Ausgorig. d <y, de. *; in tared solid material with. a fjesl.eiiert.eri I ir.iUK) '. amount. This amount should depend on how much energy or pressure can be applied to regain this energy. This depends on the following variables: quality or Amount of Solvent, later use of the solid substance (example: the Amount that is not supposed to go rancid, the fuel, the transport vehicle, that needs recovery for recycling 'etc.), amount of the dissolved substance etc. With 3 the entry of the Solvent in an impermeable enclosure called. In the vicinity of this input a disturbance occurs in the distribution of the pressures of the transported mixture on. On the right side of this entrance an end area c of the extractor can be seen, where the separation between solid matter and solution is done purely mechanically. On the left Side of the area b is an area where the main one Extraction is done with the help of forced filtration of the solution. This intermediate area leads to the initial area of the filter 13, where the housing is no longer impermeable. In Fig.l is practical no "a" -zone, i.e. that "a" and "b" depend on the goometry unite the screw itself. With 4 outlet points of the extractor oder.der solution are designated for later use. With With the exception of Fig.l, outlet points are provided in all other figures for the extract or the solution which flows back into the "a" area. The speed of such a reflux should be greater than the speed of the solids flow. In this area can extraction preferably by solid dispersion, e.g. Whispering, occur, mainly in the case of solids, which disintegrate during the leaching process. With 5 the feed body of the extractor is referred to, which is completely with 'the housing of the screw connected is. In some cases it serves as an impermeable enclosure for the positive feed screw 15. There are also other means than the aforementioned screws for the forced feed imaginable. The union of a feed body or funnel with the housing should avoid sharp turns and should in the case of compulsory
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Ol Zuführung mit Dr.uck-Transportschrauben , die Aussparungen aufweisen, versehen sein. Das undurchlässige Gehäuse 6 der Schraube ist mit einer Lä'ngsaussparung 19 versehen. Die bestehende .Lücke, zwischen der Schraube und dem Gehäuse ist unter verschiedenen Gesichtspunkten wichtig. Die Tatsache, daß ein solches Gehäuse undurchlässig ist, · ist der wichtigste Punkt, der den Extraktor gemäß der vorliegenden Erfindung von"der herkömmlichen Schraubenpresse ("Austreiber") unterscheidet, die ein durchlässiges Gehäuse hat und deshalb die Drücke ■ nicht wie beim erfindungsgemäßen Extraktor verteilt. Der "Austreiber" arbeitet ausschließlich mit Hilfe der mechanischen Trennung. Mit 7 ist eine Druck-Transportschraube bezeichnet. Die Änderung der Gewindesteigung und/oder die Konizität macht die Verbindung zwischen Schraube und undurchlässigem Gehäuse für die Bildung geschlossener Kammern geeignet, die eine Volumenverminderung entlang des Verlaufs erleiden und folglich den .Druck vergrößern. Bei idealer Arbeitsweise, wenn also der feste Stoff ntch.t an der Schraube haftet, d.h. wenn die Schraube aufgrund fehlender Reibung keinerlei Drehbewegung auf den festen Stoff ausübt, bewegt sich der feste Stoff nur longitudinal. Um einen solchen Verlauf bei realen Verhältnissen zu erreichen, wird die Reibung zwischen dem festen Stoff und dem Gehäuse vergrößert, indem beispielsweise die Nuten 19 in einem solchen Gehäuse vorgesehen werden. Das Schraubengewinde gemäß Fig.3 ist unterbrochen, so daß ein interner Stopper 16 wirksam werden kann. Die in den Figuren dargestellten Schrauben haben Rechtsgewinde und folglich müssen sie, um in denOil feed with Dr.uck transport screws that have recesses, be provided. The impermeable housing 6 of the screw is provided with a longitudinal recess 19. The existing .gap between the Screw and the housing is from different points of view important. The fact that such a housing is impermeable is the most important point of the extractor according to the present invention Invention differs from "the conventional screw press (" expeller "), which has a permeable housing and therefore does not distribute the pressures ■ as in the extractor according to the invention. The "expeller" works exclusively with the help of mechanical separation. With 7 a pressure transport screw is designated. The change in thread pitch and / or the conicity makes the connection between screw and impermeable housing suitable for the formation of closed chambers, which suffer a reduction in volume along the course and consequently increase the pressure. With an ideal way of working, if so the solid material does not adhere to the screw, i.e. when the screw does not exert any rotational movement on the solid material due to the lack of friction, the solid material only moves longitudinally. To one To achieve such a course under real conditions is the friction between the solid material and the housing is enlarged, for example by providing the grooves 19 in such a housing. The screw thread according to Figure 3 is interrupted, so that an internal Stopper 16 can take effect. The screws shown in the figures have right-hand threads and consequently they have to be threaded in the
?}·> Figuren von links nach rechts zu drücken, im Gegenuhrzeigersinn 10 rotieren, gesehen von der linken zur rechten Seite. Kit 7a (Fig.4) wird bewirkt, daß die zwei Bereiche der Schraube unabhängig voneinander arbeiten. Wenn der Bereich a des Extraktors hauptsächlich durch Feststoffverteilung oder Verwirblung gekennzeichnet ist, kann es angebracht sein, die Schraube 7a durch einen Hochgeschwindigkeits-Blattquirl zu ersetzen. Mit 8 ist der schraubenartige Arbeitsgang des Extraktors bezeichnet, der im Gegenuhrzeigersinn gewunden ist, wenn man von links' nach rechts schaut. Da der Feststoff die Neigung hat, sich in Längsrichtung zu bewegen, wobei er - der Schraube folgend - ?} ·> To push figures from left to right, rotate counterclockwise 10, seen from the left to the right side. Kit 7a (Fig.4) causes the two areas of the screw to work independently of one another. If the area a of the extractor is mainly characterized by solids distribution or turbulence, it may be appropriate to replace the screw 7a with a high-speed blade agitator. The screw-like operation of the extractor is designated with 8, which is wound counterclockwise when looking from the left to the right. Since the solid has a tendency to move lengthways, following the screw
• . -15-•. -15-
r15- · .r15- ·.
Ol kleine Drehbewegungen ausführt und der Lösung in Längsrichtung entgegenfließt, findet entlang dem Gewinde ein gekreuzter Fluß statt. Mit 8a ist ein Beispiel des Rückflußwegs des Axtrakts oder der angereicherten Lösung bezeichnet. Dagegen bezeichnet 9 den Längsfluß des Festkörpers. Er ist nur dann nicht zum Schraubenschaft parallel, wenn Konizitäten vorliegen. Mit 10 ist die Drehrichtung der Druck-Transportschraube bezeichnet. Diese soll mit kpnstanter Drehbewegung arbeiten, deren Größe von den Eigenschaften der fließenden Feststoffe und der Flüssigstoffe abhängt. Es ist klar, daß die Normal kapazität der Einrichtung und der Flüsse direkt mit der größeren Rotationsgeschwindigkeit zusammenhängen. Im Falle der Fig.4 wird zweckmäßigerweise mit zwei unabhängigen Schrauben gearbeitet, und zwar mit koaxialen Schrauben mit unabhängigem Antrieb, die einen Betrieb mit unterschiedlichen Drehungen gestatten. Mit 11 .ist die Drehrichtung ■ der Schraube bezeichnet, die die Zuführung erzwingen soll: sie weist ein Rechtsgewinde im Gegenuhrzeigersinn auf, wenn man von oben nach unten schaut. Es wird mit unterschiedlichen Drehbewegungen gearbeitet, *.n daß - in Abhängigkeit vom Rohmaterial - dip Hrürk im Burr» ich '.i stabilisiert werden. Mit IZ ist eine DruckregeIeiririchtung am Auvjdinj ■ bezeichnet, die den Feststofffluß durch Abdrosseln regelt und die hier kurz "Stopper" genannt wird. Der Regelungseffekt wird durch die axiale statische Trennung erreicht, während der Stabilisierungseffekt durch eine dynamische axiale Trennung bewirkt wird, die durch Federn gesteuert wird, welche auf die Druckschwankungen reagieren, die stabilisiert werden. Sie dreht sich nicht mit der Welle, ihre einzige Bewegung relativ zum Schaft ist axial. Mit 13 sind wirkungsvolle Filter bezeichnet, beispielsweise aus gesintertem Metallpulver mit einer Porosität, die der Zurückbehaltung der Feststoffe entspricht und die den Fluß des Extrakts oder der Lösung gestattet, die reich an aufgelöstem Stoff ist. Im Falle von Feststoff, der sich während der Extraktion desintegriert oder bei ziemlich viskosen Extrakten kann diese mechanische Trennung, d.h. Filterung, problematisch werden. Dies ist beispielsweise bei der Rizinus-Bohne (Ricinus Communis) der Fall, die nicht nur sehr bröckelig ist, sondern auch 55 Masseprozent von hoch-If it makes small twisting movements and the solution flows in the longitudinal direction, a crossed flow takes place along the thread. Denoted at 8a is an example of the reflux path of the extract or the enriched solution. In contrast, 9 denotes the longitudinal flow of the solid. It is only not parallel to the screw shaft if there are tapers. The direction of rotation of the pressure transport screw is denoted by 10. This should work with constant rotary motion, the size of which depends on the properties of the flowing solids and liquids. It is clear that the normal capacity of the facility and the flows are directly related to the greater speed of rotation. In the case of FIG. 4, it is expedient to work with two independent screws, namely with coaxial screws with an independent drive, which allow operation with different rotations. The direction of rotation ■ of the screw, which is intended to force the feed, is denoted by 11. Different rotary movements are used, * .n that - depending on the raw material - dip Hrürk in the Burr 'ich' .i are stabilized. IZ is a pressure regulating device on Auvjdinj ■ which regulates the flow of solids by throttling and which is referred to here as a "stopper" for short. The regulating effect is achieved by the axial static separation, while the stabilizing effect is brought about by a dynamic axial separation controlled by springs which react to the pressure fluctuations which are stabilized. It does not rotate with the shaft, its only movement relative to the shaft is axial. Indicated at 13 are effective filters, for example made of sintered metal powder with a porosity which corresponds to the retention of the solids and which allows the flow of the extract or the solution rich in solute. In the case of solids that disintegrate during the extraction or in the case of rather viscous extracts, this mechanical separation, ie filtering, can be problematic. This is the case, for example, with the castor bean (Ricinus communis), which is not only very crumbly, but also 55 percent by mass of high-
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Ol viskosem ül enthält. In diesem Fall ist der in dem Extraktionsverfahren eingeschlagene Weg der, daß Bereich a bearbeitet wird - hier als "Vor-Extraktion" bezeichnet - und zwar unter Druck durch Feststoffdispersion mit wirksamen Filtern. Der Hauptnachteil, des Filterns aus gesintertem Metallpulver ist hierbei der niedrige Zug-Widerstand. Dieser ist wesentlich für die Ausgestaltung der Struktur des Bereichs a in der Weise, daß die Belastung der Filter bei Zugbeanspruchung durch Einbetten in ein Formgehäuse minimiert wird. Die Filter sollen ständig mit der Schraube abgekratzt werden, und die Extrakt!ons-Kollektoren sollen, nach den Filtern, das Einspritzen eines Wasserstrahls für die periodische Aufrechterhaltung und Sauberkeit der Filter gestatten, falls nötig sogar auch während des Betriebs des Extraktors. Mit 14 ist der Eingang des Extrakts bzw. der zurückfließenden angereicherten Lösung bezeichnet. Ein solcher Rückfluß wird bei hohen Fließgeschwindigkeiten mittels hydraulischer Pumpen erzwungen, vorzugsweise .mit hin- und hergehenden Pumpen. Es ist wichtig, daß man die Injektionsdrücke regeln kann, um die Abweichungen im Roh-Contains oil of viscous oil. In this case, that is in the extraction process The chosen path is that area a is processed - referred to here as "pre-extraction" - under pressure by solid dispersion with effective filters. The main disadvantage of filtering from sintered metal powder is the low tensile resistance. This is essential for the design of the structure of the area a in such a way that the strain on the filters under tensile stress is minimized by embedding them in a molded housing. The filters should constantly scraped off with the screw, and the extract! ons collectors should, after the filters, inject a jet of water for the periodic maintenance and cleanliness of the Filters allow, if necessary, even during operation of the extractor. At 14 is the inlet of the extract or the return flow called enriched solution. Such a reflux is at forced high flow velocities by means of hydraulic pumps, preferably .with reciprocating pumps. It is important, that the injection pressures can be regulated in order to avoid the deviations in the raw
• material einzustellen. Die Druck-Transportschraube 15 drückt aufden Eingang der Feststoffe und auf den a-Bereich des Extraktors. Am Anfangspunkt der Schraube sollte eine Verzögerung von ungefähr 20% zwischen der Schraube und dem undurchlässigen Gehäuse, in diesem Fall dem Zuführungskörper 5, vorliegen. Eine solche Verzögerung nimmt ständig ab bis zum Mittelpunkt der Schraubenlänge, wo'.sie gleich der normalen Einstellung zwischen Schrauben und Gehäuse wird. Mit 16 ist eine• adjust material. The pressure transport screw 15 presses on the Entrance of the solids and onto the a-section of the extractor. At the starting point the screw should have a lag of about 20% between the screw and the impermeable housing, in this case the feed body 5 are present. Such a delay decreases steadily up to the midpoint of the screw length, where it is equal to the normal one Adjustment between screws and housing is made. At 16 there is one
?b Druck-Regel einrichtung innerhalb des Extraktors (innerer "Stopper") bezeichnet. Sie arbeitet durch Absperren des Flusses, wie es ganz ähnlich auch bei dem Ausgangs-"Stopper" 12 der Fall ist. Sie kann aus •Metall, ähnlich dem Blendenverschluß-Prinzip bestehen oder auf dem ? b called pressure control device within the extractor (inner "stopper"). It works by shutting off the flow, as is the case with the exit "stop" 12 in a very similar manner. It can be made of • metal, similar to the shutter principle, or on the
• Prinzip der stabilisierenden Bewegung, das auf der Verformung eines · eines Elastomers beruht, das.hohl und zusammendrückbar oder fest sein kann. Im Falle einer einzigen Schraube 17 für den'ganzen Extraktor, wie es z.B. in der Fig.3 gezeigt ist, wo die Windung nur in der Nähe . des "Stoppers" (interner "Stopper") unterbrochen ist, ist es notwendig, die Drehbewegung des Schafts von dem fließenden Feststoff zu trennen.• Principle of the stabilizing movement, which is based on the deformation of a · based on an elastomer that is hollow and compressible or solid can. In the case of a single screw 17 for the whole extractor, as shown e.g. in Fig. 3, where the turn is only in the vicinity . of the "stopper" (internal "stopper") is interrupted, it is necessary to isolate the rotational movement of the shaft from the flowing solid.
Ol Falls dies nicht geschieht, tritt eine Verklemmung durch den internen Stopper auf. Das Traggestell 18 widersteht dem axialen Druck der Schraube; es kann auch am anderen Ende angeordnet sein, wenn die Schraube 7 unter Zug arbeitet. Mit 19 sind längliche Nuten bezeichnet, die dazu dienen, die Reibung in Drehrichtung des Feststoffs zu ver-= größern, wobei sie in der Längsrichtung des Feststoffs auf einem Minimum gehalten wird. Mit 20 sind hydraulische Motoren zum Antreiben der- drei· Schrauben bezeichnet, und zwar ist mit 7 der Bereich bezeichnet, wo die gewaltsame Filtrierung unter Druck-.vorherrscht, mit 7a der.Bereich, wo die Fest-Dispersion, d.h. die Verquirlung, vorherrschen kann. Diese Schraube kann in manchen Fällen vorteilhaft durch einen Blatt-Quirl ersetzt werden. Mit 15 ist der Zuführkörper bezeichnet, mit' 21 die Tülle oder der Einfülltrichter zum Zuführen von Material. Die einfachste Version des Extraktors ist in der Fig.1 dargestellt; sie dient, als Grundlage für die Beschreibung des erfindungsgemäßen Ver-■fahrens. If this does not happen, a deadlock occurs through the internal Stopper on. The support frame 18 withstands the axial pressure of the screw; it can also be arranged at the other end if the Screw 7 works under tension. With 19 elongated grooves are designated, which serve to reduce the friction in the direction of rotation of the solid larger, taking them in the longitudinal direction of the solid on one Minimum is kept. With 20 hydraulic motors for driving the three screws are designated, and with 7 the area is designated, where forcible filtration under pressure prevails, with 7a the area where solid dispersion, i.e. whirling, predominates can. In some cases, this screw can advantageously be replaced by a Leaf whorl to be replaced. With 15 the feed body is designated, with ' 21 the spout or hopper for feeding material. The simplest version of the extractor is shown in Figure 1; she serves as the basis for the description of the method according to the invention.
. Der desintegrierte Feststoff (1), der die richtige Korngröße besitzt, wird durch den Zuführungskörper 5 eingeführt. Die Pruck-Transpo'rtschraube 7 nimmt das Material mit den Aushöhlungen ihres Gewindes auf, und die Änderungen des Abstands und/oder der Konizität zwingen die Einrichtung des Schraubengehäuses - d.h. des undurchlässigen Gehäuses - dazu, geschlossene Kammern zu bilden, die ihr Volumen entlang ihres Wegs verringern. Wenn das Material in diesen Kammern zusammengedrückt wird, vergrößert die Verminderung des Volumens den Druck. Unter idealen Voraussetzungen ist der Weg des Feststoffs 9 ausschließlich longitudinal und auf einer geraden Linie. Ein solcher Weg ist nicht axial und auch nur-dann parallel zum Schraubenschaft, wenn eine Konizität vorliegt. Das undurchlässige Gehäuse 6, das zusammen mit der Schraube 7 die Arbeitsvorrichtung bildet, hat interne längliche Nuten, die dazu dienen, die Reibung zwischen dem Feststoff und dem Gehäuse zu vergrößern, um physikalisch die oben erwähnte gerade Linie zu realisieren. Die Schraube 7 transportiert den Feststoff, indem sie ihn preßt, und · zwar vom Eingdbepunkt 5 bis zum Ausgabepunkt ?., wo die Menge der. I.omimm in dem Feststoff gesteuert werden kann. Diese Menge hängt davon ab, wie-. The disintegrated solid (1), which has the correct grain size, is introduced through the feed body 5. The Pruck-Transpo'rt screw 7 takes the material with the recesses of its thread, and the changes in the distance and / or the conicity force the device of the screw housing - ie the impermeable housing - to form closed chambers that have their volume along their Reduce the way. When the material in these chambers is compressed, the reduction in volume increases the pressure. Under ideal conditions, the path of the solid 9 is exclusively longitudinal and in a straight line. Such a path is not axial and only then parallel to the screw shank if there is a conicity. The impermeable housing 6, which together with the screw 7 forms the working device, has internal elongated grooves which serve to increase the friction between the solid and the housing in order to physically realize the straight line mentioned above. The screw 7 transports the solid by pressing it from the input point 5 to the output point ?., Where the amount of. I.omimm can be controlled in the solid. This amount depends on how-
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Ol viel Druckenergie aufgebracht wird, um sie zurückzugewinnen-Das flüssige Lösungsmittel wird durch das undurchlässige Gehäuse im Punkt 3 eingeführt. Eine solche Einführung ruft eine Störung in der Verteilung der Drücke des Feststoffs in der Nähe dieses Punktes hervor.Oil a lot of pressure energy is applied to reclaim them-That liquid solvent is introduced through the impermeable housing at point 3. Such an introduction calls for a malfunction in the distribution of the pressures of the solid in the vicinity of this point.
Der Druckgradient nimmt jedoch weiterhin zyklisch in Richtung auf die rechte Seite hin zu. Auf diese Weise fließt das Lösungsmittel nach links in Gegenflußrichtung, bezogen auf den Fluß des Feststoffs 9. Bei den ersten Berührungen zwischen der dem Feststoff tragenden Substanz und dem Lösungsmittel vollzieht sich eine Massen-Übertragung des gelöston Stoffs in Richtung auf das Lösungsmittel, wodurch die Lösung entsteht. Der Hauptweg 8 der Lösung ist entlang dem Schraubengewinde schraubenartig; die Schrauben mit Rechtsgewinde sollten im Gegenührzeigersinn 10 rotieren, wodurch ein Fluß der Lösung 8 auf einem schraubenartigen Weg im Gegenuhrzeigersinn resultiert. Da sich der Weg des Feststoffs hauptsächlich in Längsrichtung 9 erstreckt, während der Fluß der Lösung im Gegenuhrzeigersinn, erfolgt, ergibt sich auf dem Gewinde ein kreuzweiser Fluß. Die Lösung fließt von dem Bereich nahe dem Lösungsmittel 3 bis zu dem niedrigsten Druckende des ■ Extraktors, wo die Ausgänge der Lösung oder des Extrakts 4 angeordnet sind. Während des ganzen Wegs tritt ein Massen-Transfer auf·, und zwar mit einer ständigen Wiederholung des Prozesses der Anreicherung der Lösung und der entsprechenden Abschwächung des Feststoffs. Derartige Anreicherungen und Abschwächungen beziehen sich auf die Menge des aufgelösten Stoffs (Objekt der Extraktion) im Feststoff bzw. in der Lösung.However, the pressure gradient continues to increase cyclically towards the right side towards. In this way the solvent flows in left in the counterflow direction, based on the flow of the solid 9. At the first contact between the substance carrying the solid and the solvent, a mass transfer takes place of the dissolved substance in the direction of the solvent, whereby the Solution emerges. The main path 8 of the solution is helical along the screw thread; the right-hand thread screws should be in Rotate counterclockwise 10, causing a flow of solution 8 on a helical counterclockwise path results. Since the path of the solid mainly extends in the longitudinal direction 9, while the flow of solution is counterclockwise, results on the thread a cross-wise river. The solution flows from that Area near the solvent 3 up to the lowest pressure end of the extractor, where the outlets of the solution or of the extract 4 are arranged are. All along the way there is a mass transfer ·, with a constant repetition of the process of enrichment of the Solution and the corresponding attenuation of the solid. Such enrichments and weakenings relate to the amount of the dissolved Substance (object of extraction) in the solid or in the Solution.
Die Ausführungsformen der Figuren 2,3 und 4 fügen an den Grundprozeß, der gerade im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurde, noch einige Erweiterungen hinzu, welche die Flexibilität vergrößern. De;r Grundgedanke besteht darin, mehrere Regel bedingungen auf die Drücke und Geschwindigkeiten der Flüsse zu haben, so daß der Prozeß auf verschiedene Rohmaterialien und Lösungsmittel angewendet-werden kann.The embodiments of Figures 2, 3 and 4 add to the basic process which has just been described in connection with FIG. 1, adds some extensions that increase flexibility. The basic idea is to apply several rule conditions to the pressures and having velocities of the flows so that the process can be applied to various raw materials and solvents.
. ' Bei 18 Kombinationen des physikalischen Zustands, die in der Tabelle gezeigt sind, sind die Variationsmöglichkeiten erkennbar. Der Extraktor. 'With 18 combinations of the physical state in the table are shown, the possible variations are recognizable. The extractor
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• · ' -19-• · '-19-
Ol kann hierdurch auch als Reaktionsgerät verwendet werden.As a result, oil can also be used as a reaction device.
Die erwähnte Flexibilität wird im wesentlichen durch folgende Maßnahmen erreicht:· - . -Verwendung einer Regel-Stabilisierungs-Vorrichtung 12 für Drücke (äußerer Stopper) am Feststoff-Ausgang 2; -Verwendung einer Regel-Stabilisierungs-Vorrichtung 16 für DrückeThe flexibility mentioned is essentially achieved through the following measures achieved:· - . Use of a control stabilization device 12 for pressures (outer stopper) at solids outlet 2; Use of a control stabilization device 16 for pressures
(interner Stopper) im Extraktor; · . ·(internal stopper) in the extractor; ·. ·
-Verwendung einer Druck-Transport-Schraube 15, mit der das Rohmaterial transportiert wird, welche die Flußregelung ermöglicht, weil ' ihre Rotation veränderbar ist;-Use of a pressure transport screw 15 with which the raw material is transported, which enables the flow control because 'their rotation is changeable;
-Verwendung von Filtern (13) großer Wirksamkeit, z.B. solche aus gesintertem Metall, um unter Druck die Effektivität der mechanischen Trennung der Lösung oder des Extrakts vonidenvfeinen Festkörpern, mit denen die Lösung verbunden ist,, zu verbessern.-Use of filters (13) of great effectiveness, e.g. those from sintered metal to increase the effectiveness of mechanical pressure Separation of the solution or the extract from two-fine solids, with which the solution is connected, to improve.
Die Verwendung solcher Einrichtungen gestattet eine hinreichende Flexibilität, um entTang des Extraktors die gewünschten Kombinationen für die Intensität der Durchführung der beiden grundlegenden Klassen der Extraktion zu bestimmen: Die Filtrierurig und die Festkörper-Dispersion. In den Figuren 2,3 und 4 kann im a-Bereich das Überwiegen der Festkörper-Dispersion vorgesehen sein, während im b-Bereich die zwangsweise Filtrierung mit Flüssigkeit und unter.Druck vorherrschen kann. Es erscheint.wichtig, diesen Punkt jetzt hervorzuheben, weil die heutzutage am häufigsten verwendete Filtrierung die natürliche . ist, d.h. die Flüssigkeit fließt unter der Einwirkung der Schwerkraft, weshalb es keine Möglichkeiten gibt, auf die Geschwindigkeit eines solchen Flusses einzuwirken. Die übliche Definition der Filtrierung lautet deshalb: Eindringen von Lösungsmitteln in eine feste Schicht. Der Bereich c des Extraktors bleibt ein Gebiet, wo die Haupttrennung eine Trennung der fest-flüssigen Phasen ist. Mit dem Stopper 12 bestehen jedoch jetzt mehr und bessere Bedingungen, den Betrag der schwachen Lösung-im Feststoff, der den Extraktor verläßt, zu steuern. Außerdem ermöglichen diese Zusatzeinrichtungen eine schnelle Umwälzung des Extrakts im a-Ausgangsbereich 13 und im Eingangsbereich sowie - falls notwendig - eventuell in einigen Punkten des b-Bereichs.The use of such devices allows sufficient flexibility to use the extractor to create the desired combinations to determine the intensity of the implementation of the two basic classes of extraction: The Filtrierurig and the solid-state dispersion. In FIGS. 2, 3 and 4, the predominance can be in the a-area the solid-state dispersion can be provided, while in the b-area the compulsory filtration with liquid and under pressure predominate can. It seems important to emphasize this point now because the filtration most commonly used today is the natural one. is, i.e. the liquid flows under the action of gravity, which is why there are no ways on the speed of one to act on such a flow. The usual definition of filtration is therefore: penetration of solvents into a solid layer. The area c of the extractor remains an area where the main separation is a separation of the solid-liquid phases. With the stopper 12 insist however, now more and better conditions to control the amount of weak solution-in-solids leaving the extractor. In addition, these additional devices enable rapid circulation of the extract in the a-output area 13 and in the input area as well as - if necessary - possibly in some points of the b-area.
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Ol Die vorzugsweise Anwendung der vorstehend beschriebenen Erfindung ist bei Zucker, Sorghum und Rizinussaat, und zwar im selben Extraktor und mit der größtmöglichen Zahl von Einstellungen.. Hierzu ist es notwendig, die größtmögliche Flexibilität hinzuzufügen. Folglich ist die beste Ausgestaltung für diesen Zweck die Einrichtung gemäß l"ig..4, die auf dem in den Figuren 5,6 und 7 dargestellten Modell ' beruhen, obwohl.es auch möglich ist, daß die in der Fig.2 gezeigte Einrichtung wirkungsvoll die oben erwähnten Rohmaterialien verarbeitet. ' .Ol The preferred application of the invention described above is for sugar, sorghum and castor seeds, in the same extractor and with the greatest possible number of settings it is necessary to add the greatest possible flexibility. Consequently the best configuration for this purpose is the facility according to l "ig..4, which on the model shown in Figures 5, 6 and 7 ' based, although it is also possible that the one shown in FIG Facility effectively processes the above-mentioned raw materials. '.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die innerhalb des Rahmens des Erfindungsgedankens liegen. Maschinenbauliche Details wurden nicht dargestellt, sofern sie allgemein bekannt sind oder der Fachliteratur entnommen werden können.The invention is not restricted to the embodiments described above. Rather, numerous variants are conceivable that are within the scope of the inventive concept. Mechanical engineering Details have not been presented unless they are generally known or can be found in the specialist literature.
Die Unterans"prüche enthalten selbständig schutzfähige Gedanken. Desgleichen finden sich in der Beschreibung Hinweise, die zum Gegenstand von Schutzansprüchen gemacht werden können. Ein Verzicht auf irgendwelche Patentkategorien oder auf erfindungswesentliche, aber nicht in den Ansprüchen genannte Merkmale ist durch die Einreichung der als Formulierungsversuche zu verstehenden Ansprüche nicht gegeben.The subclaims contain thoughts that can be independently protected the description contains information that can be made the subject of protection claims. A waiver of any Patent categories or those essential to the invention, but not in The features mentioned in the claims can be identified by the filing of the as Attempts at wording to understand claims are not given.
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Claims (1)
0504 means of transport.
05
1514 serves.
15th
2322 in the counterflow.
23
0605 for solvents.
06
•1312 is.
• 13
2120 is flanged.
21
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