KR850000059Y1 - Connter current diffusion extractor - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 고안에 따른 역류 추출 장치의 개략도.1 is a schematic view of a countercurrent extraction device according to the present invention.
제2도는 본 고안에 따른 역류 추출장치의 개략 평면도.2 is a schematic plan view of the countercurrent extraction device according to the present invention.
제3도는 제2도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 하우징의 횡단면도.3 is a cross-sectional view of the housing taken along line III-III of FIG.
제4도는 제2도의 역류 추출장치의 하류측 단부의 세로단면도.4 is a longitudinal sectional view of the downstream end of the countercurrent extraction device of FIG.
제5도는 본 고안에 따른 역류 추출장치의 나사 컨베이어의 회전방향을 간헐적으로 역회전시키는 효과를 나타낸 그래프.5 is a graph showing the effect of intermittently rotating the rotational direction of the screw conveyor of the countercurrent extraction device according to the present invention.
제6도는 한 방향으로만 연속 회전할때와 간헐적으로 역회전할때의 하우징내의 액체의 높이를 비교한 그라프.6 is a graph comparing the height of the liquid in the housing during continuous rotation only in one direction and intermittently reverse rotation.
제7도는 본 고안에 따른 역류 추출장치의 개선된 접촉효율을 나타내는 그라프.7 is a graph showing the improved contact efficiency of the countercurrent extraction device according to the present invention.
제8도는 본 고안에 따른 역류 추출장치를 이용하여 용해 가능한 고형체의 회복 비율에 대해 나사 컨베이어의 전진 회전에 대한 역방향회전의 시간의 영향을 나타내는 그라프.8 is a graph showing the influence of the time of the reverse rotation on the forward rotation of the screw conveyor on the recovery ratio of the solid dissolved soluble using the countercurrent extractor according to the present invention.
제9도는 제2도의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취한 횡단면도.FIG. 9 is a cross sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 2. FIG.
본 고안은 나사컨베이어와 연합되어 기질(基質)로부터 용해 가능한 또는 분산 가능한 물질을 역류 추출시키도록 한 개선된 역류 추출장치에 관한 것이다.The present invention is directed to an improved countercurrent extraction device associated with a screw conveyor to countercurrently extract soluble or dispersible material from a substrate.
역류 추출장치는 연합된 고형체로부터 액체, 용해질 및 미세한 입자들을 연속 추출하는 식품산업에는 잘 알려진 것이다. 이와같은 디퓨저(diffuser)는 일반적으로 통 또는 전체적으로 케이스에 담긴 튜브형상의 경사지거나 또는 수직한 긴 하우징내에 설치된 한쌍의 평행 역회전 나사 컨베이어를 포함한다. 절단된 사탕무우 같은 가공 처리될 재료는 하우징의 하류측 단부로 공급된 뒤나사 컨베이어의 회전에 의해 상향으로 이송되며, 반면에 추출용 액체(일반적으로, 물)는 하우징의 상류측 단부로 공급된 뒤 중력에 의해 아래로 흐른다. 단일 나사 역류장치는 잘 알려져 있으나, 고체입자들이 하우징의 한쪽면상에 형성되고 반면에 액체는 다른쪽면을 향해 비교적 방해받지 않고 흘러내리는 경향이 있기 때문에 비교적 비효과적으로 인식되고 있다. 이와 유사한 문제점은 작은 양이기는 하나 2중 나사에서도 나타나는데, 그 이유는 역류회전이 나사의 폭보다 크게 고형체를 분배하기 때문이다.Countercurrent extractors are well known in the food industry for the continuous extraction of liquids, lysates and fine particles from associated solids. Such diffusers generally comprise a pair of parallel counter rotating screw conveyors installed in tubular or generally tubular inclined or vertical elongated housings encased in a casing. The material to be processed, such as cut beets, is conveyed upwards by rotation of a back screw conveyor fed to the downstream end of the housing, while extracting liquid (generally water) is fed to the upstream end of the housing. Flows down by the back gravity. Single screw countercurrent devices are well known, but are perceived to be relatively ineffective because solid particles are formed on one side of the housing while liquid tends to flow relatively unobstructed toward the other side. A similar problem is seen with double threads, although small, because the countercurrent rotation distributes the solids larger than the width of the screws.
단일 나사 컨베이어는 2중 나사 역류 추출장치와 비교할 때 비교적 간단하고 값싼 중요한 장점을 가지며, 따라서 그러한 단일 나사 추출장치의 효율을 높이기 위해 다양한 시도가 있었다. 본 고안자들은 역류 추출장치의 작업의 효과가 나사 컨베이어의 회전방향을 간헐적으로 역회전시키는 비교적 간단한 방법에 의해 실제로 증가될 수 있다는 사실을 알게 되었다. 나사 컨베이어의 회전방향의 역회전은 추출되는 물질의 비교적 조밀한 덩어리를 으깨어서 추출액체가 덩어리를 관통하도록 한다. 따라서 추출액체는 나사 컨베이어가 원래의 방향으로 다시 회전하게 될때 용해되어 분산된 추출 가능한 물질을 지닌 덩어리로부터 압착된다.Single screw conveyors have a relatively simple and inexpensive significant advantage compared to double screw countercurrent extractors, and therefore, various attempts have been made to increase the efficiency of such single screw extractors. The inventors have found that the effect of the operation of the countercurrent extraction device can actually be increased by a relatively simple method of intermittently reversing the direction of rotation of the screw conveyor. Reverse rotation of the screw conveyor rotates the relatively dense mass of material to be extracted, allowing the extract liquid to penetrate the mass. Thus, the extract liquid is compressed from agglomerates that have dissolved and dispersed extractable material as the screw conveyor rotates back in the original direction.
본 고안은 한쪽 단부에는 입구를 가지고 다른쪽 단부에는 출구를 갖는 통 또는 튜브 형상의 기다란 하우징과, 주입된 물질을 하우징의 상기 한쪽 단부로부터 상기 다른쪽 단부까지 이동시키기 위해 길이방향의 축을 중심으로 회전할 수 있도록 하우징내에 배치된 나사 컨베이어와, 상기 나사 컨베이어를 구동시키기 위한 구동장치로 구성된 역류확산 추출장치에 있어서, 추출되는 물질들이 하우징의 하류측 단부로부터 상류측 단부까지 이동하도록 나사컨베이어가 모터에 의해 전방으로 회전하는 동안 상기 나사 컨베이어의 전방 회전방향이 역회전장치에 의해 간헐적으로 역전되며, 하우징의 하류측 단부에 인접한 한 지점으로부터 추출액체가 라인을 통해 방출하며, 방출된 상기 추출액체중의 일부를 라인으로 전환시켜 고온의 물이 라인을 통해 역류하므로써 가열되는 열교환기관을 통과시키며, 가열된 상기 추출액체가 추출된 물질들과 접촉하도록 하우징속으로 다시 방출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 고안에 의해 추출장치내의 나사컨베이어의 회전방향을 간헐적으로 역회전시켜주므로써 역류 추출장치내의 기질로부터 용해 가능한 또는 분산 가능한 물질이 용이하게 추출된다.The present invention is a tubular or tubular elongated housing having an inlet at one end and an outlet at the other end, and a rotation about a longitudinal axis to move the injected material from the one end of the housing to the other end. A reverse flow diffusion extraction device comprising a screw conveyor disposed in a housing and a drive device for driving the screw conveyor, wherein the screw conveyor moves the motor so that the extracted materials move from the downstream end to the upstream end of the housing. The forward direction of rotation of the screw conveyor is intermittently reversed by a reverse rotation device while rotating forward, and the extraction liquid is discharged through the line from a point adjacent to the downstream end of the housing, and part of the extraction liquid is released. To the line so that hot water By sikimyeo through the heat engine to be heated, it characterized in that the discharge back into the heated housing the extraction liquid is in contact with the extracted material. In addition, the present invention facilitates intermittent reverse rotation of the screw conveyor in the extraction device, thereby easily dissolving or dissolving the soluble or dispersible material from the substrate in the countercurrent extraction device.
본 고안은 단일 나사 컨베이어를 사용한 역류추출장치에 관한 것으로 기술하고 있으나, 복수개의 나사컨베이어를 갖는 역류 추출장치에도 물론 사용될 수 있다. 더우기, 본 고안에 대한 설명은 야채등으로부터 그 성분을 추출하기 위해 사용된 나사 컨베이어에 한정되나, 사실상 디퓨저는 고형체물질을 액체로 포화시키기 위해 추출의 역으로 묘사될 수 있는 모든 것에 사용될 수 있으며, 이러한 적용은 본 고안의 범주내에 포함되는 것으로 생각된다.The present invention describes a countercurrent extraction device using a single screw conveyor, but may also be used in a countercurrent extraction device having a plurality of screw conveyors. Furthermore, the description of the present invention is limited to screw conveyors used to extract their components from vegetables and the like, but in fact the diffuser can be used for anything that can be described as the reverse of extraction to saturate solid material into liquids. However, such application is considered to be included within the scope of the present invention.
본 고안의 양호한 실시예에서, 하우징의 상류측단부를 향해 상기 물질을 이송시키는 나사 컨베이어의 날개의 한쪽면에는 나사 컨베이어의 길이를 따라 일정한 간격으로 떨어져 대체로 방사상으로 배치된 복수개의 리브(rib)가 제공된다. 이들 리브는 추출장치내의 고형체물질의 조밀한 덩어리에 맞물려서 덩어리를 깨뜨린 뒤 상기 덩어리속으로 추출용 액체를 자유롭게 스며들게 하는 역할을 한다. 양호하게는, 그러한 리브들은 고형체물질을 하우징의 하류측 단부로부터 상류측단부까지 이송시키는 날개의 표면에 제공될 수도 있다.In a preferred embodiment of the present invention, one side of the blade of the screw conveyor for transporting the material towards the upstream end of the housing has a plurality of ribs arranged generally radially apart at regular intervals along the length of the screw conveyor. Is provided. These ribs engage a dense mass of solid material in the extraction apparatus to break up the mass and freely penetrate the extraction liquid into the mass. Preferably, such ribs may be provided on the surface of the wing that conveys the solid material from the downstream end to the upstream end of the housing.
추출된 액체를 하우징의 상류측 단부로부터 제거하기 전에 이 액체를 여과하기 위한 여과기를 제공하는 것이 적합하다. 양호하게는, 상기 여과기는 하우징의 한쪽 단부에서 하우징을 가로질러 횡방향으로 연장함과 동시에 나사 컨베이어의 고동축이 돌출되는 판을 포함한다. 상기 판은 추출액체가 통과하는 적어도 하나의 구멍을 가지며, 여과기 원판은 하우징의 한쪽 단부의 말단 측면상에서 상기 판과 병렬로 배치됨과 동시에 상기 구멍을 지나 나사 컨베이어의 구동욱과 함께 회전하도록 배열되며, 따라서 자기 세척될 수가 있다. 또한, 하우징의 상류측 단부로부터 추출액체를 재순환시킨 뒤 이 액체를 적당한 온도까지 가열하고, 또 하우징의 하류측 단부와 상류측 단부와의 사이의 한 지점에서 하우징으로 되돌려 보내기 위한 장치가 제공된다. 하우징의 하류측 단부로부터 방출된 적당한 비율의 추출액체는 양호하게는 독립된 열교환기를 통과하게 되며, 상기 열교환기에서 상기 액체가 가열됨과 아울러 하우징의 하류측의 어느 지점에서 하우징으로 재순환된다. 이 목적은 공정의 초기단계에서 물질의 급속한 가열이 이루어져야만 성취될 수 있기 때문에, 가열되어서 재순환 되는 액체는 하우징의 하부의 절반지점, 양호하게는 상기 하우징의 하류측 단부로부터 하우징의 길이의 약 1/20에서 1/4의 사이의 지점에서 주입되어야 한다.It is suitable to provide a filter for filtering the liquid before removing the extracted liquid from the upstream end of the housing. Preferably, the filter comprises a plate extending transversely across the housing at one end of the housing and at the same time the high axis of the screw conveyor protrudes. The plate has at least one hole through which the extraction liquid passes, and the filter disc is arranged to rotate in parallel with the plate on the distal side of one end of the housing and to rotate with the drive of the screw conveyor through the hole at the same time. It can be self-cleaned. Further, there is provided an apparatus for recycling the extraction liquid from an upstream end of the housing and then heating the liquid to an appropriate temperature and returning it to the housing at a point between the downstream end and the upstream end of the housing. The proper proportion of extract liquid discharged from the downstream end of the housing is preferably passed through an independent heat exchanger, where the liquid is heated and recycled to the housing at some point downstream of the housing. Since this object can be achieved only by rapid heating of the material at an early stage of the process, the heated and recirculated liquid is about one half the length of the housing from the lower half of the housing, preferably from the downstream end of the housing. Injection should be made at points between / 20 and 1/4.
상기 추출장치에는 하우징의 하류측 지역내의 예정된 추출액체의 높이를 확인하기 위한 장치가 또한 제공되는데, 그 이유는 만약 상기 추출액체가 고형체 충진지점 부근의 제어된 범위까지 모이는 것이 허용된다면 고형체/액체의 접촉이 증가하게 되기 때문이다. 예를들면, 적절한 제어장치가 제공되어 액체 높이를 감지함과 동시에 추출액체의 방출 또는 유입율의 자동조정에 의해 변화를 보정해야 한다.The extraction device is also provided with a device for ascertaining the height of the predetermined extraction liquid in the downstream region of the housing, if the extraction liquid is allowed to gather to a controlled range near the solid filling point. This is because the contact of the liquid is increased. For example, an appropriate control device should be provided to detect the liquid height and correct the change by automatically adjusting the release or inflow rate of the extraction liquid.
추출장치의 하우징은 유체가 통과할 수 있는 자켓으로 만들어지는 것이 적합하다. 이런 방식으로 하면 하우징의 온도와 그 내용물의 온도는 어느 정도까지는 제어된다. 추출장치의 구동장치는 가역구동을 수행할수도 있다. 상기 구동장치는 가역 구동이 가능한 전기모터 또는 유체모터를 포함하는 것이 적합하다. 변형된 실시예에서는, 가역용 기어박스가 모터와 나사 컨베이어의 중간에 배치될 수 있다.The housing of the extraction device is suitably made of a jacket through which the fluid can pass. In this way the temperature of the housing and the temperature of its contents are controlled to some extent. The drive unit of the extraction unit may perform a reversible drive. The drive device preferably comprises an electric motor or a fluid motor capable of reversible drive. In a variant embodiment, a reversible gearbox can be arranged between the motor and the screw conveyor.
연속 전진나사 운동으로 구동되는 디퓨저에서와 동일한 방법에서는, 상술한 원리에 따라 작동되는 디퓨저의 성능은 많은 요인들, 즉 충진물의 성질, 충진물의 온도, 액체흐름율, 나사의 경사, 나사회전율 및 나사의 나선각등에 의해 영향을 받을수 있으며, 또 각각의 운전자들은 그들의 특별한 요구에 맞게끔 이것들을 조절한다. 그럼에도 불구하고, 본 고안의 보다 훌륭한 특징은 최대효율을 위해, 나사가 전방으로 작동된 시간과 역방향으로 작동된 시간사이에서 최적의 관계가 나타난다는 것이다. 다시 말하면, 나사의 실제 전방 작업시간은 약 75%, 더욱 양호하게는 약 50%, 최적으로는 25%를 넘지 않아야 한다.In the same way as in a diffuser driven by a continuous forward screw motion, the performance of the diffuser operated according to the above-mentioned principle depends on many factors: the properties of the filling, the temperature of the filling, the liquid flow rate, the screw inclination, the screw rotation rate and the screw. Can be affected by the helix angle of the driver, and each driver adjusts them to suit their particular needs. Nevertheless, a better feature of the present invention is that, for maximum efficiency, an optimal relationship appears between the time the screw is run forward and the time it runs in the reverse direction. In other words, the actual forward working time of the screw should not exceed about 75%, more preferably about 50% and optimally 25%.
본 명세서에서 실제 전방시간은 다음으로 정의된다.In this specification, the actual forward time is defined as follows.
여기서, TF는 나사의 전방작업 총시간Where TF is the total time of forward operation of the screw
TR은 나사의 역방향 작업 총시간TR is the total time of reverse work of the screw
회복된 용해 가능한 고형체들의 산출율은 실제전방작업 시간이 감소할때 증가하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 흐름율내의 이와같은 작업시간의 감소는 최적의 경제적 작동상태를 결정할때 고려될 필요가 있다.The yield of recovered soluble solids was found to increase as the actual forward working time decreased. However, this reduction in working time in the flow rate needs to be taken into account when determining the optimum economic operating conditions.
추출액체로서는 유기질 액체나 수용액 또는 유기질 용액등을 포함하는 다른 액체들이 사용될 수 있지만 일반적으로 물을 흔히 사용한다. 이 공정은 사탕무우, 사탕수수, 포도, 포도찌꺼기, 홍차, 사과, 감귤류 및 배등과 같은 과일이나 야채류등으로 부터,As the extract liquid, other liquids including organic liquids or aqueous solutions or organic solutions can be used, but water is generally used. This process is based on fruits and vegetables, such as beets, sugar cane, grapes, grapes, black tea, apples, citrus fruits, and pears.
또 생선의 대가리나 내장등과 같은 동물질로부터 용해 가능한 또는 분산 가능한 물질의 추출에 사용될 수 있다. 사과껍질과 속, 감귤류의 껍질 및 포도찌거기등과 같은 일반적으로 폐기되는 찌꺼기 물질들은 가치있는 용해가능한 성분들을 상당량 함유하고 있으며, 이들 성분들은 모두 남김없이 추출될수 있다. 사과 또는 배껍질과 그 속과 같은 것으로부터 재생된 용해 가능한 당분은 통조림용 시럽의 조제에 사용되거나 알콜로 발효될 수 있다. 다른 찌꺼기들은 재생될 수 있는 펙틴같은 독특한 유용물질들이나 색도 같은 물질들을 포함한다.It can also be used to extract soluble or dispersible substances from animal matter such as fish heads or guts. Commonly discarded debris substances such as apple peel, genus, citrus peel and grape debris contain significant amounts of valuable soluble ingredients, all of which can be extracted. Soluble sugars recovered from apples or pear peels and the like can be used in the preparation of canned syrups or fermented with alcohol. Other debris contains unique useful substances such as pectin or substances of the same color that can be regenerated.
추출된 기질물질은 하우징의 상류측 단부에서 출구를 통해 하우징으로부터 방출된다. 상기 출구는 방출 컨베이어의 위에 있는 하우징의 측벽에 적절하게 배치된다. 방출 컨베이어는 추출된 기질물질을 하우징의 바닥으로부터 출구까지 상향 및 측 방향으로 이동하도록 적절하게 제공된다. 본 고안의양호한 실시예에서, 하류측단부의 방출 컨베이어는 나사 컨베이어의 연장축의 연장부상에 저어널된 로우프풀리를 중심으로 통과하며, 나사 컨베이어에 독립적으로 방출 컨베이어를 구동하기 위한 모터가 제공된다.The extracted substrate material is discharged from the housing through the outlet at the upstream end of the housing. The outlet is suitably arranged on the side wall of the housing above the discharge conveyor. The release conveyor is suitably provided to move the extracted substrate material upwards and laterally from the bottom of the housing to the outlet. In a preferred embodiment of the present invention, the discharge conveyor at the downstream end passes about the rope pulley journaled on the extension of the extension shaft of the screw conveyor, and a motor for driving the discharge conveyor independently of the screw conveyor is provided.
이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 기술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도를 참조하면, 본 고안에 따른 역류 추출장치(10)는 기다란 통형상의 하우징(11)과, 상기 하우징(11)내에서 구동장치(13)에 의해 길이방향의 축을 중심으로 회전하도록 배치된 나사 컨베이어(12)를 포함한다. 상기 하우징(11)은 추출될 물질을 주입시키기 위한 입구호퍼(14)를 가진다. 상기 입구호퍼(14)는 처리된 고형체물질의 배출구(15)를 향하여 상향으로 약간 경사진 나사 컨베이어(12)의 하류측 단부위에 배치된다. 방출라인(16)은 충진라인(17)을 통해 상기 하우징(11)속으로 충진된 추출액체를 방출시키기 위해 제공된다. 방출라인(16)을 통해 방출된 상기 추출액체는 바이패스 라인(19)상에 설치된 열교환기(18)를 통과하면서 가열된 뒤, 처리될 물질을 가열시키기 위해 하우징(11)의 하류측에 설치된 노즐(21)을 통해 하우징(11)의 하류측에 공급된다.Referring to FIG. 1, the countercurrent extraction device 10 according to the present invention has an elongated cylindrical housing 11 and rotates about a longitudinal axis by a drive device 13 in the housing 11. A screw conveyor 12 disposed. The housing 11 has an inlet hopper 14 for injecting material to be extracted. The inlet hopper 14 is disposed on the downstream end of the screw conveyor 12 which is slightly inclined upwards towards the outlet 15 of the solid material treated. The discharge line 16 is provided for discharging the extraction liquid filled into the housing 11 through the filling line 17. The extraction liquid discharged through the discharge line 16 is heated while passing through a heat exchanger 18 installed on the bypass line 19 and then installed downstream of the housing 11 to heat the material to be treated. It is supplied to the downstream side of the housing 11 via the nozzle 21.
구동장치(13)와 나사 컨베이어(12)의 사이에는 상기 나사 컨베이어(12)의 회전방향을 간헐적으로 역회전시키기 위한 역회전장치(22)가 제공된다.Between the drive device 13 and the screw conveyor 12, there is provided a reverse rotation device 22 for intermittently reverse rotation of the rotation direction of the screw conveyor 12.
제2도, 3도 및 4도에는 제1도의 장치와 유사하고, 유사한 부분에는 동일한 참조번호를 사용한 역류추출장치가 도시된다.2, 3 and 4 show a backflow extraction apparatus similar to the apparatus of FIG. 1, and in like parts with the same reference numerals.
상기 역류 추출장치(10)는 통형상의 하우징(11)과, 상기 하우징(11)내에서 길이방향의 축을 중심으로회전 가능하게 배치된 나사 컨베이어(12)를 포함한다. 상기 나사 컨베이어(12)는 모터(13)에 의해 구동되며, 상기 모터(13)는 상기 나사 컨베이어(12)의 회전방향을 간헐적으로 역회전시키기 위한 역회전장치(22)를 포함한다. 상기 모터(13)는 한쌍의 정렬된 휠(24,25) 및 체인(26)을 통해 나사 컨베이어(12)의 스핀들(23)에 작동 가능하게 연결되며 상기 휠(24,25)의 칫수비는 모터(13)가 적정작업 속도로 구동할때 스핀들(23)과 나사 컨베이어(12)가 약 1R.P.M에서 회전되도록 선정된다. 상기 스핀들(23)은 하우징(11)의 양단부에 설치된 베어링(27,28)에 의해 지지된다.The countercurrent extraction device 10 includes a cylindrical housing 11 and a screw conveyor 12 disposed rotatably about a longitudinal axis in the housing 11. The screw conveyor 12 is driven by a motor 13, the motor 13 includes a reverse rotation device 22 for intermittently rotating the direction of rotation of the screw conveyor 12. The motor 13 is operatively connected to the spindle 23 of the screw conveyor 12 via a pair of aligned wheels 24 and 25 and chain 26 and the dimension of the wheels 24 and 25 is When the motor 13 is driven at an appropriate working speed, the spindle 23 and the screw conveyor 12 are selected to rotate at about 1 R.PM. The spindle 23 is supported by bearings 27 and 28 provided at both ends of the housing 11.
상기 나사 컨베이어(12)는 스핀들(23)을 중심으로 배치된 나선형 날개(29)를 포함한다. 상기 날개(29)에는 원주방향을 따라 복수개의 홈(30)이 형성되고, 날개(29)의 한쪽 측면상에는 방사상으로 연장하는 복수개의 리브(31)가 형성된다.The screw conveyor 12 comprises a spiral blade 29 arranged about the spindle 23. A plurality of grooves 30 are formed in the blade 29 along the circumferential direction, and a plurality of ribs 31 extending radially are formed on one side of the blade 29.
추출될 물질은 입구호퍼(14)를 통해 하우징(11)속으로 충진되고, 추출이 끝난 물질은 컨베이어 슬래트(52)를 이송하는 한쌍의 연속한 체인(51)을 포함하는 방출 컨베이어(50)에 의해 측벽(53)의 상부에 위치한 하우징(11)의 바닥으로부터 배출구(15)까지 이송된다.(제9도참조).The material to be extracted is filled into the housing 11 through the inlet hopper 14, and the extracted material is discharged to the discharge conveyor 50, which includes a pair of continuous chains 51 for conveying the conveyor slats 52. By the bottom of the housing 11 located above the side wall 53 to the outlet 15 (see FIG. 9).
상기 체인(51)은 톱니가 형성된 3세트의 로우프 풀리(54,55,56)에 의해 구동되고, 상기 풀리들중 한 세트의 풀리(54)는 나사 컨베이어(12)의 축(22)상에 저어널되어 축(22)에 대해 자유롭게 상대 회전하며, 나머지 두 세트의 풀리(55,56)는 상기 축(22)에 평행하게 배치된 축상에 저어널된다. 풀리(55)는 벨트(58)에 의해 속도 제어 장치를 구비한 모터(57)에 연결된다. 따라서, 모터(57)의 구동에 의해 풀리(55)가 구동됨과 동시에 상기 방출 컨베이어(50)가 구동하게 된다. 이와같은 구성에 의해 축(22)의 회전방향이나 회전 비율에 관계없이 추출이 끝난 물질은 배출구(15)를 통해 일정한 비율로 방출된다.The chain 51 is driven by three sets of toothed rope pulleys 54, 55, 56, one set of pulleys 54 on the shaft 22 of the screw conveyor 12. It is journaled and freely rotates relative to the shaft 22, with the other two sets of pulleys 55 and 56 being journaled on an axis disposed parallel to the shaft 22. The pulley 55 is connected by a belt 58 to a motor 57 with a speed control device. Therefore, the pulley 55 is driven by the drive of the motor 57 and the discharge conveyor 50 is driven at the same time. With this configuration, the extracted material is discharged at a constant rate through the outlet 15 regardless of the rotational direction or the rotational ratio of the shaft 22.
상기 하우징(11)의 하류측 단부에는 추출된 액체를 하우징(11)으로부터 방출시키기 전에 이 액체를 여과시키기 위한, 복수개의 구멍(35)이 형성된 단판(34)으로 구성된 여과기가 설치된다. 상기 여과기를 통해여과된 추출 액체는 방출라인(16)을 거쳐 급수라인(17)을 통해 급수가 역류하는 열교환기판(38)을 통과한 다음, 라인(41)을 통해 냉각수가 역류하는 또 하나의 열교환기판(39)을 통과 하면서 냉각된 후에 추출 장치로부터 방출된다. 추출된 액체중의 일부는 라인(19)으로 전환되어 고온의 물이라인(43)을 통해 역류하므로써 가열되는 열교환기판(42)을 통과하면서 가열된 뒤, 입구호퍼(14)를 통해 새로이 주입된 물질을 가열하기 위해 하우징(11)속으로 다시 방출된다. 추출액체의 일부를 가열하여 재순환시키기 위한 상기 라인(19)은 하우징(11)의 통로의과사이의 상류측 지점에서 액체를 하우징(11)속으로 방출한다.A downstream end of the housing 11 is provided with a filter composed of a single plate 34 formed with a plurality of holes 35 for filtering the liquid before releasing the extracted liquid from the housing 11. The extraction liquid filtered through the filter passes through a heat exchanger plate 38 through which the feed water flows back through the water supply line 17 through the discharge line 16, and then another cooling water backflow through the line 41. After being cooled while passing through the heat exchanger board 39, it is discharged from the extraction apparatus. Some of the extracted liquid is converted to line 19 so that hot water is heated while passing through heat exchanger plate 42 which is heated by flowing back through line 43, and then newly injected through inlet hopper 14. It is discharged back into the housing 11 to heat the material. The line 19 for heating and recirculating a portion of the extraction liquid is connected to the passage of the housing 11. and The liquid is discharged into the housing 11 at an upstream point in between.
상기 급수라인(17)내의 급수는 열교환기관(38)을 통과한 후 고온의 물이 라인(45)을 통해 역류하므로써 가열된 또 하나의 열교환기판(44)을 통과하면서 가열되어 하우징(12)의 상류측 단부에서 하우징(11)속으로 방출된다.The water supply in the water supply line 17 is heated while passing through another heat exchanger board 44 heated by the high temperature water flows back through the line 45 after passing through the heat exchange engine 38, the heat of the housing 12 It is discharged into the housing 11 at the upstream end.
상기 하우징(11)에는 격리된 고온물 자켓(46)이 형성되어 있으며, 고온의물은 유입라인(47)을 통해 상기 자켓(46)속으로 유입된 뒤 유출라인(48)을 통해 배출된다. 따라서, 상기 고온의 물은 자켓(46)을 통과하면서 하우징(11)의 내부의 물질들을 가열시키게 된다.The housing 11 is formed with an isolated hot water jacket 46, and the hot water is introduced into the jacket 46 through the inlet line 47 and then discharged through the outlet line 48. Thus, the hot water passes through the jacket 46 and heats the materials inside the housing 11.
장치의 작동시에, 추출될 물질들은 하우징(11)의 하류측단부의 입구호퍼(14)를 통해 하우징(11)속으로 주입된 뒤 나사 컨베이어(12)의 회전에 의해 하우징(11)을 따라 전진하기 시작한다. 가열된 급수는 라인(17)을 통해 하우징(11)의 상류측으로 공급되며, 이 급수는 추출되는 물질들로부터 자유로이 흘러 나온 쥬스와 함께 여과기를 통과한 뒤, 고온의 물이 라인(43)을 통해 역류하므로써 가열되는 열교환기판(42)을 통과하는 라인(19)을 거쳐 하우징(11)속으로 재순환된다.In operation of the device, the substances to be extracted are injected into the housing 11 through the inlet hopper 14 at the downstream end of the housing 11 and then along the housing 11 by rotation of the screw conveyor 12. Begin to move forward. The heated feed water is fed upstream of the housing 11 via line 17, which passes through a filter with the juice flowing freely from the material being extracted, after which hot water passes through the line 43. It is recycled into the housing 11 via the line 19 passing through the heat exchanger substrate 42 which is heated by countercurrent.
추출되는 물질은 나사 컨베이어(12)의 회전에 의해 하우징(11)을 따라 전진 이동하며, 따라서 상기 물질은 나사 컨베이어(12)의 나선형 날개(29)에 의해 부분적으로 압착 및 추출되어 조밀한 덩어리를 형성하게 된다. 나사컨베이어(12)가 역방향으로 회전하면 나선형 날개(29)의 한쪽면에 제공된 리브(31)가 조밀한 덩어리를 물고 들어가서 덩어리를 으깨며, 동시에 신선한 급수가 덩어리속으로 주입된다. 나사 컨베이어(12)가 다시 원래의 방향으로 역회전되면 상기 추출되는 물질이 재압착되어 덩어리속으로 주입된 급수와 함께 더 이상의 쥬스가 추출되어 나오게 된다. 여기서 나선형 날개(29)의 리브(31)에 의해 조밀하게 뭉쳐진 덩어리 물질들을 으깨는 작업은 추출장치의 성능에 크게 기여하여 추출된 액체의 산출량을 크게 증대시키게 된다.The extracted material moves forward along the housing 11 by the rotation of the screw conveyor 12, so that the material is partially compressed and extracted by the spiral blades 29 of the screw conveyor 12 to form a dense mass. To form. When the screw conveyor 12 rotates in the reverse direction, the rib 31 provided on one side of the spiral blade 29 bites into a dense mass, crushes the mass, and at the same time, fresh water is injected into the mass. When the screw conveyor 12 is rotated back in the original direction, the extracted material is recompressed and further juice is extracted with the feed water injected into the mass. Here, the work of crushing the dense masses aggregated by the ribs 31 of the spiral blades 29 greatly contributes to the performance of the extraction apparatus, thereby greatly increasing the output of the extracted liquid.
제5도에는 길이 2m, 직경 20㎝, 나선각 15°, 경사 3.5°인 단일 나사 디퓨저를 사용하여 얻어진 결과치가 그라프로 도시되어 있다. 먼저, 사과를 잘게 절단하여 하우징내에 충진시킨 뒤 나사 컨베이어를 1RPM의 속도로 연속하여 구동시켰다. 평형상태에 이르렀을때(방출액체의 분석에 의해 결정), 나사 컨베이어는 매 15초마다 전진구동을 멈추고역회전하였다. 그후, 나사 컨베이어는 다시 연속 전진 구동하였다. 제5도에서 알 수 있는 바와같이 역회전 동작을 취하였을 경우에는 액체방출율이 즉시 증가하였고, 이것은 사과덩어리를 으깨는 작업이 더 많은 액체를 방출시킨다는 사실을 지적하는 것이다. 역회전 기간중 방출 액체의 당도가 상당히 증가하였다는 점이 주목할만하다.In Fig. 5, the results obtained using a single screw diffuser with a length of 2 m, a diameter of 20 cm, a spiral angle of 15 ° and an inclination of 3.5 ° are shown in graphs. First, the apples were chopped and filled into the housing, and then the screw conveyor was continuously driven at a speed of 1 RPM. When equilibrium is reached (as determined by the analysis of the discharged liquid), the screw conveyor stops moving forward every 15 seconds Reversed. Thereafter, the screw conveyor was again driven forward continuously. As can be seen in FIG. 5, when the reverse rotation was taken, the liquid release rate immediately increased, indicating that the crushing action of the apple mass releases more liquid. It is noteworthy that the sugar content of the releasing liquid increased significantly during the reverse rotation period.
제6도 내지 8도에 도시된 그라프는 나사컨베이어의 운동이 자동으로 제어되어 역회전 작동주기가 100초의 전방구동과 70초의 역구동이 서로 교대로 발생하도록 한 것을 제외하고는 전술한 장치와 유사한 설비를 사용하여 얻어진 것이다. 잘라진 사과들은 매 5분 간격으로 352g의 량으로 추출장치속으로 공급되었으며, 물 (65℃)은 77.3g/min의 비율로 나사 컨베이어의 상류측으로 공급되었다. 액체 및 고형체 방출의 농도와 질량 유동도는 여러 지점에서 결정되었다.The graph shown in FIGS. 6 to 8 is similar to the device described above, except that the movement of the screw conveyor is automatically controlled so that the reverse rotation cycle causes 100 seconds forward drive and 70 seconds reverse drive alternately. It is obtained using equipment. The sliced apples were fed into the extractor at an amount of 352 g every 5 minutes and water (65 ° C.) was fed upstream of the screw conveyor at a rate of 77.3 g / min. Concentrations and mass flow rates of liquid and solids releases were determined at several points.
여기서 추출장치는 연속 전방 나사운동과 역회전에 의해 구동되었다. 각 구동의 완료시에, 장치가 평형상태에 있을 때 나사 컨베이어내의 액체와 고형체의 두절이 결정되었다. 그리고, 역회전 운동에 의해 회복된 용해 가능한 고형체로부터의 액체의 산출량이 증대되었고, 뿐만 아니라 액체의 농도가 증대되었다.The extraction unit is driven by continuous forward screw movement and reverse rotation. At the completion of each run, the breakage of liquid and solids in the screw conveyor was determined when the device was in equilibrium. Then, the output of the liquid from the soluble solid recovered by the reverse rotational motion was increased, as well as the concentration of the liquid was increased.
제6도의 그라프는 역회전 운동의 적용에 의해 사과덩어리로부터 더 많은 량의 액체가 추출되는 것을 보여준다.The graph of FIG. 6 shows that a larger amount of liquid is extracted from the apple mass by the application of reverse rotational motion.
또한, 제7도의 그라프에서 알 수 있는 바와 같이 고형체/액체의 접촉효율은 OBrix에서 추출되어 측정된 용해가능한 고형체의 농도가 나사 컨베이어의 역회전운동의 적용시 더욱 높아졌을 때 개선되는 것으로 밝혀졌다.In addition, as can be seen from the graph of FIG. 7, the contact efficiency of the solid / liquid was improved when the concentration of soluble solids extracted and measured in O Brix was higher when the counter-rotation motion of the screw conveyor was increased. Turned out.
나사 컨베이어의 전방/역 구동율을 다양하게 변화시킴으로써 나타난 용해 가능한 고체형 산출물에 대한 효과는 쉬라즈 포도를 공급하여 조사하였고, 그 결과는 제8도에서 그라프로 도시되어 있다.The effect on the soluble solid product produced by varying the forward / reverse drive rate of the screw conveyor was investigated by feeding Shiraz grapes and the results are shown in graphs in FIG.
이하 본 고안에 따른 장치의 실시예를 상술한다.Hereinafter will be described an embodiment of the device according to the present invention.
[실시예 Ⅰ]Example I
미끈한 특성 때문에 압착하기 어려운 것으로 유명한 골도류의 포도가 포도주 양조장의 배출기구의 말단부로부터 취해져서 직경 0.5m, 길이 4.5m의 나사 컨베이어가 설비된 추출장치를 통해 600㎏/hr의 비율로 공급되었다.Bone vine grapes, which are known to be difficult to squeeze due to their sleek nature, were taken from the distal end of the winery's discharge mechanism and fed at a rate of 600 kg / hr through an extractor equipped with a screw conveyor of 0.5 m diameter and 4.5 m length.
본 고안의 추출장치와 종래의 포도주 양조장나사프레스 사이의 산출량데이타는 다음의 표에 나타난다.Yield data between the extractor of the present invention and a conventional winery screw press are shown in the following table.
다른 시도에서 4250㎏의 쉬라즈 포도가 추출되었고 용해 가능한 고형체의 회수율은 82%였다. 덩어리 물질의 균형 데이타는 다음표에 나타난다.In another trial, 4250 kg of Shiraz grapes were extracted and the recovery of soluble solids was 82%. The balance data of the mass material is shown in the following table.
[실시예 Ⅱ]Example II
서인도제도에서의 라임쥬스를 제조하는 전통적인 공정은 약 30여일이 걸린다. 그러나, 역류 추출공정을 사용하여 절단된 과일로부터 쥬스를 추출한다면 라임쥬스의 생산시간은 1시간 30분으로 감소될 수 있다.The traditional process of making lime juice in the West Indies takes about 30 days. However, if juice is extracted from the cut fruit using a countercurrent extraction process, the production time of lime juice can be reduced to 1 hour 30 minutes.
어떤 경우에, 라임쥬스의 산출량은 공급된 라임의 무게와 동일하였다. 이 "쥬스"는 미각을 위해 적정량의 설탕과 4배의 물이 첨가되었을때 훌륭한 라임쥬스 음료가 되었다.In some cases, the yield of lime juice was equal to the weight of the lime fed. This "juice" became a great lime juice drink when the right amount of sugar and four times the water were added for taste.
[실시예 Ⅲ]Example III
이와 유사한 공정을 이용하여 생산된 100㎏의 레몬은 물과 32㎏의 설탕의 첨가에 의해 400㎏까지 될때 훌륭한 레몬음료수가 되었다.100 kg of lemon produced using a similar process became a good lemon drink when it reached 400 kg by the addition of water and 32 kg of sugar.
Claims (1)
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