RU2033839C1

RU2033839C1 - Apparatus for interaction of liquids of different density

Info

Publication number: RU2033839C1
Application number: SU914895176A
Authority: RU
Inventors: Такач Иштван; Беседич Дьюла; Фабри Дьердь; Рудольф Петер
Original assignee: Рихтер Гедеон Ведьесети Дьяр РТ
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: apparatus comprises a column 1 with enclosed internal space. Pipe 10 enters its upper part for admitting high-density liquid while pipe 9 enters its lower part for supply of low-density liquid. Pipes 11,17 outgoing from the lower and upper parts serve for discharging the high-density and low-density liquids, respectively. Dispersing-and-mixing members which surround the compartments are superposed in the column 1. Pulsator 4 is connected to lower part of column. Dispersing-and-mixing members formed by discs 7 have flexible tongues in the plane of discs, capable of vibrating and moving outside of disc surface in the course of vibration, and a gap extending along the periphery of tongues. EFFECT: improved design. 7 dwg

Description

Изобретение относится к аппарату, используемому для взаимодействия жидкостей различной плотности, в частности к жидкостному экстрактору. The invention relates to an apparatus used for the interaction of liquids of different densities, in particular to a liquid extractor.

Известны некоторые типы жидкостных колонных экстракторов, работающих с подачей дополнительной энергии и обеспечивающих радиальное смешивание между взаимодействующими жидкостями. Один из таких экстракторов имеет вертикальный цилиндрический кожух колонну с центральным вертикальным вращающимся стержнем, на котором послойно закреплены смешивающие элементы, например лопатки или диски. Вращение рассеивает одну из жидкостей во встречном потоке другой жидкости (в непрерывной фазе). В некоторых из таких колонных экстракторах смешивающие зоны (ступени) разделены отстойниками, например, уплотнительными слоями, перфорированными элементами, сетками фильтровальной ткани и т.п.). Теоретическое число ступеней таких смешивающих экстрактов колонного типа равняется 2-7 на метр, а удельная нагрузка равна 20-30 м³/м²ч. Эта группа включает следующие типы экстракторов, известных для специалистов: RDC (роторные диски), OLDSHUERUSTHON, SCHEIBEL, KUHNI, RZE (смешивающая камера), ВТС-RDC (внутренняя отражательная трубка) [1] Изготовлен также экстрактор с эксцентриковым вращающимся стержнем, в котором вращающийся диск установлен асимметрично (например, LUWA-ARD экстрактор). Теоретическое число ступеней в нем равняется 1-3 на метр, а удельная нагрузка 20 м³/м²ч.Some types of liquid column extractors are known that work with additional energy and provide radial mixing between the interacting liquids. One of these extractors has a vertical cylindrical casing with a column with a central vertical rotating shaft, on which mixing elements, for example, blades or discs, are layer-wise fixed. The rotation scatters one of the fluids in the oncoming flow of the other fluid (in the continuous phase). In some of these column extractors, the mixing zones (steps) are separated by settling tanks, for example, sealing layers, perforated elements, filter cloth nets, etc.). The theoretical number of stages of such column-type mixing extracts is 2-7 per meter, and the specific load is 20-30 m ³ / m ² h. This group includes the following types of extractors known to specialists: RDC (rotor disks), OLDSHUERUSTHON, SCHEIBEL, KUHNI, RZE (mixing chamber), PTS-RDC (internal reflective tube) [1] An extractor with an eccentric rotating rod, in which the rotating disk is mounted asymmetrically (for example, LUWA-ARD extractor), is also manufactured. The theoretical number of steps in it is 1-3 per meter, and the specific load is 20 m ³ / m ² h.

Известны некоторые колонные экстракторы, в которых для улучшения эффективности рассеивания для эффективного взаимодействия вместо смешивания используется пульсация. Они включают жидкостные пульсационные и вибрационные экстракционные колонны. В первой из вышеназванных жидкости, находящиеся в противотоке в колонне, пульсируют благодаря действию пульсатора (например, поршневого пульсатора), соединенного с колонной. Радиальное смешивание пульсируемых жидкостей, рассеивание одной жидкости в другой достигается за счет рассеивающих элементов, установленных в колонне. Такими рассеивающими элементами могут быть, например, различные загрузки (Interpack шихта, Pall кольцо, форфоровое седлообразное тело). В данном случае удельная нагрузка равняется 15-25 м³/м²ч, теоретическое число ступеней 4-7 на метр, а скорость пульсации составляет 700-1300 мм/мин [1] Диспергирующими элементами могут быть фильтровальные пластинки, (перфорированные диски), разделяющие вертикальное внутреннее пространство колонны на камеры (стойки). Их поперечное сечение составляет 20-30% удельная нагрузка 30-60 м³/м²ч, теоретическое число ступеней равно 4-7 на метр, тогда как скорость пульсации составляет 700-1500 мм/мин/см [1] В экстракционных колоннах вибрационного типа жидкости контактируют будучи диспергированным за счет вибрации вверх и вниз перфорированного диска или фильтровальных (ситовых) пластинок, натянутых на общую стенку, с помощью внешнего пульсатора. Наиболее известным вибрационным типом экстракционной колонны является КАРР колонна, в которой поперечное сечение дисков составляет 50-60% удельная нагрузка 80-100 м³/м²ч, а теоретическое число ступеней 3-6 на метр [1]
Удельная нагрузка (м³/м²ч) пульсируемой или непульсируемой загруженной экстракционной колонны является приблизительно одинаковой, но пульсация жидкостей предупреждает или по крайней мере значительно снижает гофрирование, часто встречающееся в непульсируемой загруженной колонне, кроме того, он облегчает восстановление поверхности, контактирующей с непрерывной фазой. Диспергирование может быть интенсифицировано пульсацией, а теоретическое число ступеней удвоено. Но недостатком колонн с пульсируемой загрузкой является то, что они чувствительны к изменениям нагрузки и не могут гибко реагировать на колебания. Другой проблемой является то, что случайно находящиеся плотные частицы в жидкости нарушают процесс экстракции, поверхность загрузки и колонны становятся загрязненными, поэтому описанные колонны с пульсируемой загрузкой на могут быть использованы для экстракции жидкостей, содержащих плотные частицы.Some column extractors are known in which pulsation is used instead of mixing to improve dispersion efficiency for effective interaction. These include liquid pulsation and vibratory extraction columns. In the first of the above liquids, which are in countercurrent in the column, pulsate due to the action of a pulsator (for example, a piston pulsator) connected to the column. Radial mixing of pulsating liquids, dispersion of one liquid into another is achieved due to the scattering elements installed in the column. Such scattering elements can be, for example, various loads (Interpack charge, Pall ring, porcelain saddle-shaped body). In this case, the specific load is 15-25 m ³ / m ² h, the theoretical number of steps is 4-7 per meter, and the ripple speed is 700-1300 mm / min [1] The dispersing elements can be filter plates, (perforated disks), dividing the vertical internal space of the column into cameras (racks). Their cross section is 20-30%, the specific load is 30-60 m ³ / m ² h, the theoretical number of steps is 4-7 per meter, while the pulsation rate is 700-1500 mm / min / cm [1] In the extraction columns of vibration type of liquid contact being dispersed due to up and down vibrations of the perforated disk or filter (sieve) plates stretched onto a common wall using an external pulsator. The most famous vibrational type of extraction column is a CARP column, in which the cross section of the discs is 50-60%, the specific load is 80-100 m ³ / m ² h, and the theoretical number of steps is 3-6 per meter [1]
The specific load (m ³ / m ² h) of the pulsed or non-pulsed loaded extraction column is approximately the same, but the pulsation of the liquids prevents or at least significantly reduces the corrugation that is often found in the non-pulsed loaded column, and it also facilitates the restoration of the surface in contact with continuous phase. Dispersion can be intensified by pulsation, and the theoretical number of steps is doubled. But the disadvantage of pulsating loading columns is that they are sensitive to load changes and cannot flexibly respond to vibrations. Another problem is that randomly located dense particles in a liquid interfere with the extraction process, the loading surface and columns become contaminated, therefore, the described pulsed loading columns can be used to extract liquids containing dense particles.

Как результат пульсации получены очередные новые контактирующие поверхности и диспергирование может быть интенсифицировано в пульсируемых экстракционных колоннах с фильтровальными пластинками (типа перфорированного диска), в результате теоретическое число ступеней на метр по сравнению с непульсируемой колонной выше, а также даже по сравнению с пульсируемой загруженной колонной теоретическое число ступеней выше примерно на 25-30% В дополнение удельная нагрузка (м³/м²ч) может быть также увеличена пульсацией. Однако недостатком является то, что диапазон удельной нагрузки пульсируемой экстракционной колонны с фильтровальными пластинками узок. Следующим недостатком является то, что, будучи обусловленной значительным диспергированием, в некоторых случаях особенно, если экстрагируемая жидкость содержит плотные частицы, может образовываться медленно оседающая стабильная эмульсия, приводящая к прекращению процесса экстракции. Поскольку фильтровальная пластинка чувствительна к примесям, такие колонны не подходят для экстракции жидкостей, содержащих плотные частицы.As a result of the pulsation, new new contacting surfaces were obtained and dispersion can be intensified in pulsed extraction columns with filter plates (such as a perforated disk), as a result, the theoretical number of steps per meter compared to the non-pulsed column is higher, and even compared to the pulsed loaded column, theoretical the number of steps is about 25-30% higher. In addition, the specific load (m ³ / m ² h) can also be increased by pulsation. However, the disadvantage is that the specific load range of the pulsed extraction column with filter plates is narrow. A further disadvantage is that, due to significant dispersion, in some cases, especially if the extracted liquid contains dense particles, a slowly settling stable emulsion can form, leading to the termination of the extraction process. Since the filter plate is sensitive to impurities, such columns are not suitable for the extraction of liquids containing dense particles.

Путем вибрации перфорированных дисков в экстракционной колонне плосковибрационного типа (КАРР) удельная нагрузка (м³/м²ч) колонны (экстрактора) может быть значительно увеличена (до максимального значения среди колонных экстракторов), а также может быть интенсифицировано диспергирование, поэтому теоретическое число ступеней будет предпочтительным. В случае среднего или низкого поверхностного напряжения эти колонны могут быть выгодно использованы. Однако механизм, требуемый для вибрации фильтровальных пластин более сложен и, следовательно, более дорогостоящий, чем используемый для пульсации жидкостей, и степень сложности возрастает с диаметром колонны. Даже в этом случае существует проблема, обусловленная значительным диспергированием, особенно в жидкостях, содержащих плотные частицы, образования медленно оседающей эмульсии, препятствующей процессу экстракции. Такие колонны чувствительны к примесям и не пригодны для экстракции жидкостей, содержащих плотные частицы.By vibration of the perforated disks in the flat vibration type extraction column (CARP), the specific load (m ³ / m ² h) of the column (extractor) can be significantly increased (to the maximum value among column extractors), and dispersion can also be intensified, therefore, the theoretical number of stages would be preferable. In the case of medium or low surface tension, these columns can be advantageously used. However, the mechanism required for vibration of the filter plates is more complex and therefore more expensive than that used to pulsate liquids, and the degree of complexity increases with the diameter of the column. Even in this case, there is a problem caused by significant dispersion, especially in liquids containing dense particles, of the formation of a slowly settling emulsion that impedes the extraction process. Such columns are sensitive to impurities and are not suitable for the extraction of liquids containing dense particles.

В общих словах было установлено, что конструкция экстракционной колонны, работающей с пульсирующей дополнительной энергией, проще других экстракторов, а стоимость является лишь долей смешивающего или другого типа, например центробежного экстрактора. In general terms, it was found that the design of an extraction column working with pulsating additional energy is simpler than other extractors, and the cost is only a fraction of a mixing or other type, for example a centrifugal extractor.

Центробежные противоточные экстракторы используются в промышленной ферментации для полной экстракции ферментных жидкостей, содержащих биомассу. Такими устаревшими аппаратами являются экстракторы PODBIELNIAK и ROBATEL. Их удельная мощность приемлема, но теоретическое число ступеней является низким, и вследствие высокой стоимости издержек и работы их применяют все реже и реже. Centrifugal countercurrent extractors are used in industrial fermentation for the complete extraction of enzyme liquids containing biomass. Such obsolete devices are PODBIELNIAK and ROBATEL extractors. Their specific power is acceptable, but the theoretical number of stages is low, and due to the high cost of costs and work, they are used less and less.

Согласно другому известному способу (Вестфалиа) большую часть из плотных частиц отфильтровывают из ферментных жидкостей с помощью вакуумного решетчатого барабана, а ферментную жидкость, содержащую малое количество плотных частиц (1-3% ) экстрагируют в два этапа в противоточном саморазгружающемся сепараторе. Стоимость операций (управление, поддержание, использование энергии, запасные части) этого высокостандартного аппарата является высокой. According to another known method (Westfalia), most of the dense particles are filtered out of enzyme liquids using a vacuum grating drum, and an enzyme liquid containing a small amount of dense particles (1-3%) is extracted in two stages in a countercurrent self-discharging separator. The cost of operations (management, maintenance, energy use, spare parts) of this highly standard apparatus is high.

Недавно использовались противоточные экстракционные декантеры для полной экстракции природных ферментных жидкостей, в которых может быть экстрагирована даже жидкость с высоким (60%) содержанием сухого вещества без предварительного фильтрования. Обращение с этим аппаратом достаточно просто, экстракция эффективна, но стоимость работ очень высока. Recently, countercurrent extraction decanters have been used to completely extract natural enzyme liquids, in which even a liquid with a high (60%) dry matter content can be extracted without prior filtration. The handling of this apparatus is quite simple, the extraction is effective, but the cost of the work is very high.

Целью изобретения является создание колонного аппарата, пульсирующего взаимодействующие жидкости, главным образом, аппарата, пригодного для экстракции, конструкция которого является простой, стоимость низкой, удельная нагрузка высокой (м³/м²ч) и, кроме того, теоретическое число ступеней на метр и эффективность высоким. Помимо этого, аппарат должен быть пригоден для экономичной и эффективной экстракции ферментных жидкостей, содержащих плотные частицы, без образования эмульсии при эффективном диспергировании и радиальном смешивании в ходе экстракции.The aim of the invention is the creation of a column apparatus, pulsating interacting liquids, mainly apparatus suitable for extraction, the design of which is simple, low cost, high specific load (m ³ / m ² h) and, in addition, the theoretical number of steps per meter and efficiency is high. In addition, the apparatus should be suitable for economical and efficient extraction of enzymatic liquids containing dense particles, without emulsion formation with effective dispersion and radial mixing during extraction.

Изобретение основано на том, что, если пульсируемая жидкость подвержена диспергирующему эффекту, вызывающему сдвиг с помощью встроенных элементов, разделяющих колонну на отсеки, а жидкость интенсивно смешана, тогда взаимодействие происходит с благоприятной удельной мощностью подачи, риск засорения и образования эмульсии устранен и жидкость, содержащая плотные частицы, может быть экстрагирована в аппарате. Согласно другому утверждению, срезающедиспергирующий и смешивающий эффект может быть достигнут с помощью дисков, содержащих эластичные язычки, встроенные в колонне, поскольку эти пульсирующие эластичные язычки, размещенные в плоскости дисков, вибрирующих и функционирующих как вибрационный клапан, диспергируют путем срезания и интенсивного радиального смешения жидких фаз в отсеках, однако недостаток образования капель при срезающем эффекте имеет место. The invention is based on the fact that if the pulsating liquid is subject to a dispersing effect that causes a shift using the built-in elements separating the column into compartments, and the liquid is intensively mixed, then the interaction occurs with a favorable specific feed rate, the risk of clogging and emulsion formation is eliminated and the liquid containing Dense particles can be extracted in the apparatus. According to another statement, the cutting-dispersing and mixing effect can be achieved using disks containing elastic tabs embedded in the column, since these pulsating elastic tabs located in the plane of the disks, vibrating and functioning as a vibration valve, are dispersed by shearing and intensive radial mixing of the liquid phases in the compartments, however, a lack of droplet formation with a shearing effect occurs.

На основе описанных выше утверждений цель изобретения была достигнута на аппарате, имеющем закрытую колонну, выполненную с трубой, подводящей к верхней части, для подачи жидкости с большей плотностью, и трубой, подводящей к нижней части, для подачи жидкости с меньшей плотностью, а также трубой, выступающей в нижней части колонны для слива жидкости большей плотности, и трубой, выступающей из верхней части для слива жидкости меньшей плотности, уровень контроля и приводящий в движение силовой регулирующий механизм соединен с трубопроводом, выводящим жидкость большей плотности, диспергирующие и смешивающие элементы, окружающие отсек снизу и один над другим, расположены в колонне, а пульсатор соединен с нижней частью колонны и характеризуется наличием дисков, образующих диспергирующесмешивающие элементы, указанные диски снабжены эластичными язычками, которые могут вибрировать в плоскости дисков и выходить из плоскости дисков в ходе вибрации, по их периферии находится зазор. Аппарат выполнен из антикоррозионных материалов. Колонна обычно имеет цилиндрическую форму. Based on the above statements, the purpose of the invention was achieved on an apparatus having a closed column made with a pipe leading to the upper part for supplying a liquid with a higher density, and a pipe leading to the lower part for supplying a liquid with a lower density, as well as a pipe protruding in the lower part of the column for draining a liquid of a higher density, and a pipe protruding from the upper part for draining a liquid of a lower density, the control level and the driving power regulating mechanism is connected to the pipeline, of higher density liquid, dispersing and mixing elements surrounding the compartment below and one above the other are located in the column, and the pulsator is connected to the bottom of the column and is characterized by the presence of disks forming dispersing mixing elements, these disks are equipped with elastic tongues that can vibrate in the plane of the disks and leave the plane of the discs during vibration, there is a gap at their periphery. The device is made of anti-corrosion materials. The column usually has a cylindrical shape.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, данному в качестве примера, зазор, имеющийся вдоль периферии язычков, составляет 0,05-1,0 мм ширины. Разумеется, что зазора нет, когда язычки встают на место. According to a preferred embodiment, given as an example, the gap existing along the periphery of the reeds is 0.05-1.0 mm wide. Of course, there is no gap when the tongues fall into place.

Согласно другому признаку изобретения язычки расположены в диске в виде зубьев пилы в одну или несколько линий. According to another feature of the invention, the tongues are located in the disk in the form of saw teeth in one or more lines.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, приведенному в качестве примера, диск выполнен с жесткими пластинами и эластичными пластинами, содержащими эластичные язычки. According to another preferred embodiment, given as an example, the disk is made with rigid plates and elastic plates containing elastic tabs.

Следующий вариант выполнения аппарата отличается наличием упоров под и над эластичными язычками крест-накрест по отношению к их продольному направлению, упоры обычно имеют стержень для изменения расстояния от язычков. The next embodiment of the apparatus is characterized by the presence of stops under and above the elastic tongues crosswise with respect to their longitudinal direction, the stops usually have a rod for changing the distance from the tongues.

На фиг. 1 показано схематичное вертикальное сечение предпочтительного варианта выполнения аппарата, приведенного в качестве примера; на фиг.2 схематичное вертикальное сечение двух дисков аппарата и отсека, окруженного ими, в увеличенном масштабе; на фиг.3 вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 выполнение язычков, размещенных в плоскости дисков; на фиг.5 выполнение диска с отверстиями; на фиг.6 вариант выполнения аппарата, представленный в увеличенном масштабе, в котором диски содержат эластичные язычки; на фиг.7 схематичное вертикальное сечение аппарата, пригодного для экстракции ферментной жидкости. In FIG. 1 shows a schematic vertical section of a preferred embodiment of an apparatus shown as an example; figure 2 is a schematic vertical section of two disks of the apparatus and the compartment surrounded by them, on an enlarged scale; figure 3 is a view along arrow A in figure 2; figure 4 the implementation of the reeds placed in the plane of the disks; figure 5 the implementation of the disk with holes; Fig.6 embodiment of the apparatus, presented on an enlarged scale, in which the disks contain elastic tabs; 7 is a schematic vertical section of an apparatus suitable for extraction of enzyme fluid.

Аппарат имеет колонну 1 с нижней 2 и верхней 3 отстойными камерами. Диаметр средней части цилиндрической колонны 1 меньше, чем диаметр подобных цилиндрических нижней 2 и верхней 3 отстойных камер соответственно, средняя часть колонны в несколько раз выше, чем камеры. The apparatus has a column 1 with bottom 2 and top 3 slop chambers. The diameter of the middle part of the cylindrical column 1 is less than the diameter of such cylindrical lower 2 and upper 3 settling chambers, respectively, the middle part of the column is several times higher than the chamber.

Поршневой пульсатор 4 соединен с нижней отстойной камерой 2, кожух поршня 5 входит в часть трубы 6, закрытой на уровне дна, выступающего из нижней отстойной камеры 2. The piston pulsator 4 is connected to the lower settling chamber 2, the casing of the piston 5 is included in the part of the pipe 6, closed at the bottom level protruding from the lower settling chamber 2.

Вертикально размещенные диски 7 выполнены в средней части колонны 1, разделяя среднюю часть на отсеки 8. Структурная форма дисков 7 будет описана далее. Vertically placed discs 7 are made in the middle part of the column 1, dividing the middle part into compartments 8. The structural shape of the discs 7 will be described later.

Поблизости от точки соединения средней части колонны и нижней отстойной камеры 2 трубопровод 9 подводится под нижний диск 7 в колонну 1 для ввода жидкости меньшей плотности. Над самым верхним диском 7, но ниже отстойной камеры 3 трубопровод 10 входит в колонну 1 для ввода жидкости большей плотности. Трубопровод 11 выходит из нижней отстойной камеры 2 и расположен параллельно вертикальной геометрической оси колонны, а его верхняя часть соединена с соответствующим уровневым контролем и приводящим в движение силовым регулирующим механизмом 12, резервуар 13 которого взаимосвязан с негибким трубопроводом 11 посредством гибкой секции трубопровода 14. Трубопровод 15, используемый для отвода экстракта из аппарата, соединен с резервуаром 13 с помощью подобной гибкой секции 16 трубопровода. Положение днища резервуара по отношению к входному отверстию трубопровода 10 и в связи с этим уровневый контроль и приводящий в движение силовой регулирующий механизм выполнены путем подъема и опускания резервуара. Это возможно благодаря гибким секциям трубопроводов 14 и 16. Трубопровод 17 для отвода раффината выходит из верхней части верхней отстойной камеры 3. Near the connection point of the middle part of the column and the lower settling chamber 2, the pipeline 9 is supplied under the lower disk 7 to the column 1 for introducing a liquid of lower density. Above the uppermost disk 7, but below the settling chamber 3, the pipeline 10 enters the column 1 for introducing a higher density liquid. The pipe 11 exits the lower settling chamber 2 and is parallel to the vertical geometric axis of the column, and its upper part is connected with the corresponding level control and driving the power regulating mechanism 12, the tank 13 of which is interconnected with the rigid pipe 11 by means of a flexible section of the pipe 14. The pipe 15 used to drain the extract from the apparatus is connected to the reservoir 13 using a similar flexible section 16 of the pipeline. The position of the bottom of the tank with respect to the inlet of the pipeline 10 and, therefore, the level control and the driving power regulating mechanism are made by raising and lowering the tank. This is possible thanks to the flexible sections of the piping 14 and 16. The pipe 17 for draining the raffinate leaves the upper part of the upper settling chamber 3.

Расположение и способ действия двух дисков 7 в колонне 1, а также структурная форма диска 7 показаны в увеличенном масштабе на фиг.2 и 3. Как ясно показано на фиг.3, диск 7 состоит из двух частей, образованных зазубренными плоскими пластинами и язычками 18 и 19 в виде зубьев пилы, подходящими друг к другу таким образом, что между ними имеется постоянный зигзагообразный зазор 20, ширина которого предпочтительно находится между 0,05 и 1,0 мм. Для ясности, жесткая пластина диска 7, язычки 19 которой не могут эластично смещаться, отмечена штриховкой. С другой стороны, язычки 18 эластичной пластины могут вибрировать под действием внешней силы. Эластичная пластина может быть выполнена из пластмассы, металла, предпочтительно из эластичной кислотоустойчивой стали, пружинной бронзы или подобного гибкого металлического листа. Отмечено, что пары язычков 18 и 19 могут быть установлены в несколько линий в каждом диске 7, главным образом в случае большого диаметра диска. Жесткая пластина может быть выполнена из фарфора. Толщина пластины в основном зависит от типа материала пластины. Во время вибрации язычков 18 свободное поперечное сечение дисков 7 изменяется и их изменчивость была бы желательной даже во время операции. С целью ограничить вибрацию язычков 18 (см. фиг.2) жесткие упоры 21 закреплены поперек продольного направления язычков 18 с обеих сторон дисков 7. Путем изменения их положения может быть изменено свободное поперечное сечение дисков 7. Упоры 21 предпочтительно являются стержнями. The location and mode of operation of the two disks 7 in the column 1, as well as the structural shape of the disk 7 are shown on an enlarged scale in FIGS. 2 and 3. As clearly shown in FIG. 3, the disk 7 consists of two parts formed by serrated flat plates and tongues 18 and 19 in the form of saw teeth, matching each other so that between them there is a constant zigzag gap 20, the width of which is preferably between 0.05 and 1.0 mm. For clarity, the hard plate of the disk 7, the tabs 19 of which cannot elastically move, is marked by hatching. On the other hand, the tongues 18 of the elastic plate may vibrate due to external force. The elastic plate may be made of plastic, metal, preferably elastic acid-resistant steel, spring bronze or the like flexible metal sheet. It is noted that pairs of reeds 18 and 19 can be installed in several lines in each disk 7, mainly in the case of a large diameter of the disk. The rigid plate can be made of porcelain. The thickness of the plate mainly depends on the type of plate material. During the vibration of the reeds 18, the free cross section of the discs 7 changes and their variability would be desirable even during the operation. In order to limit the vibration of the tongues 18 (see FIG. 2), the hard stops 21 are fixed across the longitudinal direction of the tongues 18 on both sides of the disks 7. By changing their position, the free cross section of the disks 7. The stops 21 are preferably rods.

На фиг. 4 сделана попытка показать, что, если обе линии язычков 18 и 19 диска 7 выполнены из эластичного листа, тогда язычки могут быть получены путем механической обработки из единичного листа с помощью очень простой технологии путем разрезания вдоль зигзаговой линии, соответствующей зазору 20. In FIG. 4, an attempt was made to show that if both lines of the reeds 18 and 19 of the disk 7 are made of an elastic sheet, then the reeds can be obtained by machining from a single sheet using a very simple technology by cutting along the zigzag line corresponding to the gap 20.

На фиг. 6 показано, что два упора 21 выполнены под и над диском 7 для диска, содержащего только эластичные язычки 18 по обеим сторонам от вертикальной геометрической оси, поскольку ограничение вибрации колеблющихся эластичных язычков 18 необходимо для обеих линий язычков. In FIG. 6 it is shown that two stops 21 are made under and above the disk 7 for a disk containing only elastic tongues 18 on both sides of the vertical geometric axis, since the vibration limit of the oscillating elastic tongues 18 is necessary for both lines of the tongues.

Если необходимо увеличить удельное свободное поперечное сечение диска 7, конец эластичных язычков 18 может быть обрезан по кривой, т.е. язычки 18 являются короче. Диск может иметь круглые отверстия 22, а полукруглые профили имеются в жесткой пластине на конце язычков 18. Отверстия 22 увеличивают удельное свободное поперечное сечение диска 7. If it is necessary to increase the specific free cross section of the disk 7, the end of the elastic tongues 18 can be cut off along a curve, i.e. reeds 18 are shorter. The disk may have round holes 22, and semicircular profiles are in the rigid plate at the end of the reeds 18. Holes 22 increase the specific free cross section of the disk 7.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Жидкость низкой плотности и жидкость высокой плотности вводят в колонну 1 через трубопровод 9 внизу и трубопровод 10 наверху соответственно. Допускают, что жидкость низкой плотности содержит экстрагируемый активный элемент, а жидкость высокой плотности является одной из экстрагируемых жидкостей. Под влиянием разности плотностей и пульсатора 4 жидкости направляются с помощью механизма контроля уровня и приводящего в движение силового регулирующего механизма в колонну 1 противотоком в направлении гравитации, т.е. жидкость высокой плотности течет вниз, а жидкость низкой плотности поднимается вверх, т. к. последняя, текущая вниз, заставляет первую из вышеназванных подниматься вверх. В ходе противотока эластичные язычки, оставленные в постоянной вибрации за счет пульсирующих жидкостей (т.е. внешней силы), разрывают плотную жидкость на срезающедиспергированные капли, посредством чего фаза диспергирования осуществляется и интенсивное радиальное смешивание имеет место между фазами в отсеках колонны. Образование капель происходит мягко и размер капель становится устойчивым даже визуально. Размер отверстий, образованных в ходе вибрации язычков 18, изменяется автоматически будучи зависимым от скорости пульсации и удельной нагрузки а движение язычков ограничивается упорами 21. Высокие скорости потока в зазорах 20 предупреждают засорение (эта опасность существует в известных экстракторах, когда жидкость содержит твердую фазу). A low density liquid and a high density liquid are introduced into the column 1 through a conduit 9 at the bottom and a conduit 10 at the top, respectively. It is assumed that a low density liquid contains an extractable active element, and a high density liquid is one of the extracted liquids. Under the influence of the difference in densities and pulsator 4, liquids are directed using a level control mechanism and driving a power regulating mechanism into column 1 countercurrently in the direction of gravity, i.e. high-density liquid flows down, and low-density liquid rises, because the last, flowing down, causes the first of the above to rise up. During the counterflow, elastic tabs left in constant vibration due to pulsating liquids (i.e., external force) break the dense liquid into shearing dispersed droplets, whereby a dispersion phase is carried out and intensive radial mixing takes place between the phases in the column compartments. The formation of drops occurs gently and the size of the drops becomes stable even visually. The size of the holes formed during the vibration of the reeds 18 changes automatically depending on the pulsation speed and specific load and the movement of the reeds is limited by stops 21. High flow rates in the gaps 20 prevent clogging (this danger exists in known extractors when the liquid contains a solid phase).

Разделение жидких фаз в нижней 2 и верхней 3 отстойных камерах колонны 1 происходит только под действием силы тяжести. Жидкость низкой плотности (раффинат), освобожденная от активного ингредиента, покидает верхнюю отстойную камеру 3 через трубопровод 17, тогда как жидкость высокой плотности, включая активный ингредиент (экстракт), покидает колонну 1 через трубопровод 11, выходящий из нижней отстойной камеры 2, и проходит через резервуар 13 механизма контроля уровня и приводящего в движение силового регулирующего механизма 12 через трубопровод 15. The separation of the liquid phases in the lower 2 and upper 3 settling chambers of the column 1 occurs only under the influence of gravity. The low density liquid (raffinate) freed from the active ingredient leaves the upper settling chamber 3 through line 17, while the high density liquid, including the active ingredient (extract) leaves the column 1 through line 11 exiting the lower settling chamber 2 and passes through the reservoir 13 of the level control mechanism and driving the power control mechanism 12 through the pipe 15.

В случае работы аппарата для экстракции природных ферментных жидкостей трубопровод 9 выходит из чана 23 ферментера 24, а в чан помещена соответствующая пропеллерная мешалка 25. Трубопровод 10 использован для подачи растворителя, тогда как жидкости, облегчающие экстракцию, подаются в систему через трубопроводы 26 и 27, входящие затем в трубопровод 9, подводящий натуральную ферментную жидкость. In the case of the apparatus for extraction of natural enzyme liquids, the pipeline 9 exits the vat 23 of the fermenter 24, and the corresponding propeller stirrer 25 is placed in the vat. The pipeline 10 is used to supply solvent, while the liquids facilitating the extraction are supplied to the system through pipelines 26 and 27, then entering the pipeline 9, supplying a natural enzyme liquid.

Аппарат (фиг.7) работает следующим образом. The apparatus (Fig.7) works as follows.

Природная ферментная жидкость, содержащая биомассу, является фазой низкой плотности, тогда как хлорид метилена, производящий растворитель, т.е. экстрагирующую жидкость, является фазой высокой плотности, таким образом, последняя вводится в колонну 1 сверху, а первая из вышеназванных со дна через трубопроводы 10 и 9. Нагрузка колонны 1 изменяется между 8 и 17 м³/м²ч, оптимальная скорость пульсации составляет 0,6 см/с, отношение растворителя к ферментной жидкости находится между 1:1 и 1:2. За счет действия пульсатора 4 вибрирующие язычки дисков 7 вызывают срезающедиспергирующий и радиально-смешивающий эффект. Эффективность экстракции составляет выше 95% на предлагаемом аппарате и ферментная жидкость может быть экстрагирована даже при существовании опасности образования эмульсии. Вся биомасса выводится с раффинатом в ходе постоянной экстракции, таким образом, экстракт больше не содержит взвешенных плотных частиц. Прекращение операции по техническим причинам не влияет каким-либо значительным образом на экстракцию.The natural biomass-containing enzyme fluid is a low-density phase, while methylene chloride, a solvent-producing one, i.e. extracting liquid is a high-density phase, so the latter is introduced into column 1 from above, and the first of the above from the bottom through pipelines 10 and 9. The load of column 1 varies between 8 and 17 m ³ / m ² h, the optimal pulsation rate is 0 , 6 cm / s, the ratio of solvent to enzyme liquid is between 1: 1 and 1: 2. Due to the action of the pulsator 4, the vibrating tabs of the discs 7 cause a shearing-dispersing and radial-mixing effect. The extraction efficiency is above 95% on the proposed device and the enzyme liquid can be extracted even if there is a danger of the formation of an emulsion. All biomass is removed with raffinate during continuous extraction, so the extract no longer contains suspended particulate matter. The termination of the operation for technical reasons does not affect the extraction in any significant way.

Предлагаемый аппарат обладает высокой нагрузочной способностью, он не чувствителен к изменению нагрузки и высоко эффективен в широком интервале нагрузок, позволяя получать уменьшенное обратное смешение. Теоретическое число дисков на метр (число ступеней) является благоприятным для уменьшения высоты колонны Таким образом, требуемое пространство является малым, требования по уходу и стоимость сборки значительно ниже, чем у известных аппаратов такой же мощности. Время, необходимое для нахождения двух вводимых фаз в объеме аппарата, соответствующих теоретической ступени, очень мало и благоприятно влияет на эффективность экстракции. Энергия, требуемая для работы аппарата (без ротационной части) мала, но стоимостные индексы, связанные с работой и издержками, также являются благоприятными, благодаря простой конструкции. Главным преимуществом является отсутствие образования эмульсии в аппарате в ходе работы, а также благодаря высоким скоростям протекающих жидкостей через зазоры с изменяющейся шириной, окруженные вибрирующими язычками. Нет опасности засорения и простоя даже, если жидкости, содержащие биомассу, могут быть также экстрагированы с помощью предложенного аппарата. The proposed device has a high load capacity, it is not sensitive to load changes and highly effective in a wide range of loads, allowing to obtain a reduced back mixing. The theoretical number of disks per meter (number of steps) is favorable for reducing the height of the column. Thus, the required space is small, the maintenance requirements and the assembly cost are much lower than with known devices of the same capacity. The time required to find the two input phases in the apparatus volume corresponding to the theoretical stage is very small and favorably affects the extraction efficiency. The energy required for the operation of the apparatus (without the rotary part) is small, but the cost indices associated with work and costs are also favorable, thanks to the simple design. The main advantage is the absence of emulsion formation in the apparatus during operation, and also due to the high speeds of the flowing liquids through gaps with a variable width, surrounded by vibrating tongues. There is no danger of clogging and downtime even if liquids containing biomass can also be extracted using the proposed apparatus.

Claims

1. DEVICE FOR INTERACTION OF LIQUIDS OF DIFFERENT DENSITY, in particular, for the extraction of liquids, containing a column with a closed space, inlet pipelines for supplying high density liquid to the upper part of the column and low liquid supply to the lower part of the column, exhaust pipelines for draining high density liquid from the bottom of the column and the discharge of low-density liquid from the top of the column, a mechanism for controlling the level of the liquid connected to the exhaust pipe to drain high-liquid dispersion-mixing disks located in the column below and above each other and dividing the column into compartments, and a pulsator connected to the bottom of the column, characterized in that the dispersing-mixing disks consist of at least two parts separated from one another along a sawtooth line with the formation of a gap, while one part of the disks is rigid and the other elastic and has tongues located between the protrusions of the hard part and installed with the possibility of vibration relative to the plane of the disks.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the thickness of the gap is 0.05
1.00 mm.