RU2048776C1

RU2048776C1 - Device for extraction of abietic mass

Info

Publication number: RU2048776C1
Application number: RU9393031980A
Authority: RU
Inventors: Виктор Георгиевич Харченко; Александр Тимофеевич Диордийчук
Original assignee: Виктор Георгиевич Харченко; Александр Тимофеевич Диордийчук
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: device comprises a casing with two sealed sections of cylindrical or conical shape installed on each other and connected by at least one pair of pipes for the passage of extract, extractant and vapors. One of said pipes interconnects the upper parts of sections while the other one, their lower parts. The device is provided with a mass agitator in the form of a vibration source (vibrator or pulsating pump) connected to the upper section, and at least three heat exchangers disposed in the upper, middle and lower parts of the device. Each section has the form of a space with external shell having external and common intermediate end covers. Installed inside said shell with a clearance is a partly perforated removable cup for loading the mass. The heat exchangers provide for controllable delivery of heat carrier from external sources. There also are other pipes, branch pipes and adjusting systems. The basic extractant is gasoline. EFFECT: higher yield of product and reduced time of treatment. 11 cl, 3 dwg

Description

Устройство относится к сельскому хозяйству, а точнее, к получению витаминосодержащих кормопродуктов из зелени и древесины хвойных пород, в основном получаемых из отходов при валке леса. Получаемые продукты обладают ценными питательными и лечебными свойствами, имеют высокое содержание витаминов, что позволяет использовать их не только для производства кормов, но и ряда лекарственных препаратов. Одновременно устройство позволяет выделять смолы, жирные кислоты и эфирные масла, применяемые в народном хозяйстве. The device relates to agriculture, and more specifically, to obtain vitamin-containing feed products from greens and coniferous wood, mainly obtained from waste from felling. The resulting products have valuable nutritional and medicinal properties, have a high content of vitamins, which allows you to use them not only for the production of feed, but also a number of drugs. At the same time, the device allows the release of resins, fatty acids and essential oils used in the national economy.

Известны методы и средства для обработки и экстракции хвойной и древесной зелени с выделением жиросодержащих веществ и получения кормопродуктов с применением в качестве экстрагента изопропилового спирта, трихлорэтилена или бензина. Применяемые устройства содержат емкости для загрузки сырья и экстракции, отстойники, нагреватели и оборудование для управлением процессом [1]
Применяемые устройства позволяют дефлегмационно-оросительным методом, например, при использовании бензина в достаточно небольших количествах, получать растворы высокой концентрации. Однако применение бензина делает процесс пожароопасным и весьма длительным. Исходное сырье, которое можно использовать для приготовления корма, при пассивной экстракции сохраняет вредные жирорастворимые вещества или требует увеличения времени обработки.Known methods and means for processing and extracting coniferous and woody greens with the release of fat-containing substances and obtaining feed products using isopropyl alcohol, trichlorethylene or gasoline as an extractant. Applied devices contain containers for loading raw materials and extraction, sedimentation tanks, heaters and equipment for process control [1]
The devices used allow the reflux-irrigation method, for example, when using gasoline in fairly small quantities, to obtain high concentration solutions. However, the use of gasoline makes the process fire hazardous and very lengthy. The feedstock, which can be used to prepare feed, during passive extraction preserves harmful fat-soluble substances or requires an increase in processing time.

Одним из направлений повышения эффективности экстракции является применение возбудителей, например, механического типа, а также многоцикличность процесса. One of the ways to increase the extraction efficiency is the use of pathogens, for example, of a mechanical type, as well as the multiplicity of the process.

Исходя из решаемой задачи и известной совокупности существенных признаков, в качестве прототипа может быть рассмотрено устройство для экстракции, содержащее корпус с соосными секциями цилиндрической или конической формы для размещения растительной массы и жидкого экстракта, перфорированные оболочки для фильтрации, соединительные трубопроводы и патрубки, регулировочные элементы и возбудитель массы [2]
В известном устройстве возбудитель массы выполнен в виде мешалок-рыхлителей и конусообразного шнека, которые активно воздействуют на обрабатываемое сырье, что значительно повышает эффективность экстракции и равномерность обработки. Наличие нескольких секций позволяет осуществлять многостадийный циклический процесс, чему способствует специальная система подключения трубопроводов для подачи экстрагента и экстракта в процессе циклической обработки растительного сырья.Based on the problem being solved and the known set of essential features, an extraction device may be considered as a prototype, comprising a housing with coaxial sections of a cylindrical or conical shape for accommodating the plant mass and liquid extract, perforated shells for filtration, connecting pipelines and nozzles, adjusting elements and mass pathogen [2]
In the known device, the mass causative agent is made in the form of agitators-rippers and a cone-shaped screw, which actively affect the processed raw materials, which significantly increases the extraction efficiency and uniformity of processing. The presence of several sections allows for a multi-stage cyclic process, which is facilitated by a special system for connecting pipelines to supply extractant and extract during the cyclic processing of plant materials.

Однако известное устройство не позволяет проводить экстракцию хвойной растительной массы с извлечением смол и жирорастворимых продуктов при высокой температуре. Также невозможно и опасно применение на устройствах такого типа огнеопасных экстрагентов типа бензина из-за опасности искрения в движущихся механических частях механизма. However, the known device does not allow the extraction of coniferous plant mass with the extraction of resins and fat-soluble products at high temperature. It is also impossible and dangerous to use flammable extractants such as gasoline on devices of this type because of the danger of sparking in moving mechanical parts of the mechanism.

Данное изобретение направлено на создание высокоэффективного унифицированного мобильного экстрактора активного типа и повышение пожаробезопасности при работе с экстрагентами типа бензина, а также на обеспечение возможностей осуществления циклической обработки хвойной растительной массы в различных режимах. This invention is aimed at creating a highly efficient unified mobile extractor of the active type and increasing fire safety when working with extractants such as gasoline, as well as providing opportunities for cyclic processing of coniferous plant mass in various modes.

Предложенное устройство для экстракции хвойной массы содержит корпус с соосными секциями цилиндрической или конической формы для размещения растительной массы, жидкого экстрагента и экстракта, перфорированные оболочки для фильтрации, соединительные трубопроводы и патрубки, регулировочные элементы и возбудитель массы, что известно из прототипа. Кроме этого, оно снабжено не менее чем тремя теплообменниками, расположенными в верхней, средней и нижней его частях, и содержит две герметизированные секции, установленные вертикально друг на друге, каждая из которых выполнена в виде полости с внешней обечайкой и с общей внешней и промежуточной торцевыми крышками, внутри которой с зазором установлен частично перфорированный съемный стакан, причем секции соединены не менее чем парой трубопроводов для пропуска экстракта, экстрагента и паров, один из которых связывает верхние части секций, а другой нижние, возбудитель массы выполнен в виде источника колебаний и подключен к стакану верхней из секций, а теплообменники выполнены с возможностью их подключения и регулировки подачи теплоносителя от внешних источников. Указанные общие существенные признаки являются необходимыми и достаточными в общем случае для достижения технического результата. The proposed device for the extraction of coniferous mass contains a housing with coaxial sections of a cylindrical or conical shape to accommodate the plant mass, liquid extractant and extract, perforated shells for filtration, connecting pipelines and nozzles, control elements and the pathogen of mass, which is known from the prototype. In addition, it is equipped with at least three heat exchangers located in its upper, middle and lower parts, and contains two sealed sections mounted vertically on top of each other, each of which is made in the form of a cavity with an external shell and with a common external and intermediate end lids, inside of which a partially perforated removable cup is installed with a gap, and the sections are connected by at least a pair of pipelines for passing the extract, extractant and vapors, one of which connects the upper parts of the sections and the other lower, the mass exciter is made in the form of an oscillation source and is connected to the glass of the upper section, and the heat exchangers are made with the possibility of their connection and adjustment of the coolant supply from external sources. These common essential features are necessary and sufficient in the General case to achieve a technical result.

В частных случаях предполагается, что в устройстве обечайка и стакан верхней из секций выполнены цилиндрической формы, а обечайка и стакан нижней секции выполнены конической формы и обращены раструбом вверх; одна из обечаек и крышек, например верхние, выполнены в виде теплообменников с полостями, подключенными к внешним источникам подачи теплоносителя; перфорированные оболочки могут быть выполнены в виде металлических сеток. Устройство может быть снабжено оросительным кольцом с выходными отверстиями, которое установлено под верхней крышкой над стаканом верхней секции и через соединительный трубопровод подключено к верхней части нижней секции, верхняя крышка выполнена полой в виде теплообменника-конденсатора и подключена к источнику охлаждающей среды, а средний и нижний теплообменники выполнены в виде нагревателей. Возбудитель массы выполнен, в частном случае, в виде воздушного поршневого насоса, выход которого подключен к полости верхней секции, а внутри нее размещена камера переменного объема, например, в виде сильфона, заполненная паровоздушной средой. Возможно выполнение в центре верхней секции по оси съемного цилиндрического стакана трубчатой полости в виде герметичной камеры с открытым нижним торцом, обращенным к промежуточной крышке, внутри которой установлен возбудитель массы. Стакан верхней секции может быть прикреплен к обечайке на регулируемой упругой опоре с возможностью его колебаний, а возбудитель массы установлен с возможностью достижения резонанса системы. При этом промежуточная крышка может быть выполнена съемной в виде мембраны из упругого материала и жестко закреплена по контуру между торцами обечаек. При экстракции верхняя и нижняя секции могут быть частично заполнены бензином в качестве экстрагента, а полости теплообменников подключены к источнику воды или нагретого водяного пара. In special cases, it is assumed that in the device the shell and the glass of the upper section are made of cylindrical shape, and the shell and the glass of the lower section are made of conical shape and are turned upside down; one of the shells and covers, for example, the upper ones, are made in the form of heat exchangers with cavities connected to external heat supply sources; perforated shells can be made in the form of metal grids. The device can be equipped with an irrigation ring with outlet openings, which is installed under the upper cover over the glass of the upper section and is connected through the connecting pipe to the upper part of the lower section, the upper cover is hollow in the form of a heat exchanger-condenser and connected to a source of cooling medium, and the middle and lower heat exchangers are made in the form of heaters. The mass causative agent is made, in a particular case, in the form of an air piston pump, the outlet of which is connected to the cavity of the upper section, and inside it there is a chamber of variable volume, for example, in the form of a bellows filled with a vapor-air medium. It is possible to perform in the center of the upper section along the axis of the removable cylindrical glass of the tubular cavity in the form of a sealed chamber with an open lower end facing the intermediate cover, inside which the mass exciter is installed. The glass of the upper section can be attached to the shell on an adjustable elastic support with the possibility of its oscillations, and the mass pathogen is installed with the possibility of achieving resonance of the system. In this case, the intermediate cover can be made removable in the form of a membrane of elastic material and rigidly fixed along the contour between the ends of the shells. During extraction, the upper and lower sections can be partially filled with gasoline as an extractant, and the cavities of the heat exchangers are connected to a source of water or heated water vapor.

Задачей данного устройства является высокоэффективная экстракция, преимущественно, хвойной массы с применением ее возбудителя в условиях повышенной пожароопасности, связанной с использованием огнеопасных экстрагентов типа бензина. Также необходимо обеспечить мобильность и унификацию элементов устройства, возможность быстрой загрузки, разборки, а также перехода от одного режима или цикла к другому. The objective of this device is a highly efficient extraction of mainly coniferous mass with the use of its pathogen in conditions of increased fire hazard associated with the use of flammable extractants such as gasoline. It is also necessary to ensure mobility and unification of the elements of the device, the ability to quickly load, disassemble, and also switch from one mode or cycle to another.

В общем случае задача решается путем применения двух достаточно унифицированных секций, установленных друг на друга и соединенных не менее чем двумя трубопроводами, обеспечивающими режим свободной циркуляции экстракта и экстрагента по заданной схеме в зависимости от условий нагрева и охлаждения. При этом предлагается наличие возбудителя массы, выполненного в виде источника колебаний и подключенного к загрузочному стакану верхней секции. При этом расположение загрузочного стакана в верхней секции по ее центру над промежуточной крышкой при частичном заполнении экстрагентом способствует развитию динамического активного процесса экстракции, например, в условиях местного резонанса системы и свободной циркуляции экстрагента. Отсутствие в системе открытых движущихся частей решает вопрос пожаробезопасности. Даже при расположении возбудителя массы, например вибратора, внутри секции, частично заполненной бензином, имеется возможность его изоляции дополнительной герметичной оболочкой и газовой полостью из пароводяной среды, которая одновременно может выполнять функцию резонатора за счет изменения давления среды при работе источника колебаний (вибратора). В частных случаях реализации промежуточное днище может быть выполнено в виде упругой мембраны, расположенной, например, непосредственно под возбудителем колебаний или под камерой переменного объема, что наряду с возможностью регулирования упругих опор загрузочного стакана позволяет повышать эффективность динамической экстракции и достигать режимов местного резонанса. В то же время, выполнение нижней секции в виде конической оболочки с отличными от верхней жесткостными характеристиками, в силу изменения линейных размеров и параметров, позволяет, даже в условиях создания резонансных частот возбудителя массы, исключать значительные колебания внешнего корпуса устройства и трубопроводных систем. Таким образом, также повышается безопасность и эффективность работы данного устройства. In the general case, the problem is solved by applying two fairly uniform sections mounted on top of each other and connected by at least two pipelines, providing free circulation of the extract and extractant according to a given scheme depending on the heating and cooling conditions. At the same time, the presence of a mass causative agent, made in the form of a vibration source and connected to the loading cup of the upper section, is proposed. In this case, the location of the loading cup in the upper section in its center above the intermediate cover with partial filling with extractant promotes the development of a dynamic active extraction process, for example, under conditions of local resonance of the system and free circulation of the extractant. The absence of open moving parts in the system solves the fire safety issue. Even when the mass pathogen, for example a vibrator, is located inside a section partially filled with gasoline, it is possible to isolate it with an additional sealed shell and a gas cavity from a steam-water medium, which at the same time can serve as a resonator due to a change in the pressure of the medium during operation of the oscillation source (vibrator). In special cases of implementation, the intermediate bottom can be made in the form of an elastic membrane located, for example, directly under the exciter or under a variable volume chamber, which, along with the possibility of adjusting the elastic supports of the loading cup, can increase the efficiency of dynamic extraction and achieve local resonance modes. At the same time, the implementation of the lower section in the form of a conical shell with stiffness characteristics different from the upper one, due to changes in linear dimensions and parameters, allows, even under conditions of creating resonant frequencies of the mass pathogen, to exclude significant fluctuations in the external case of the device and pipeline systems. Thus, the safety and efficiency of this device are also improved.

Указанная совокупность основных существенных признаков является необходимой и достаточной для его реализации и достижения технического результата. При этом она не следует из известного уровня техники, а лишь соответствует его основным принципам и имеет выраженные отличительные особенности. Частные существенные признаки направлены на оптимизацию предлагаемого устройства с учетом различных особенностей и различий применения в конкретных случаях. Исходя из указанного, можно сделать вывод о соответствии критериям "новизна", "изобретательский уровень" и "промышленная применимость", а также о целесообразности патентования данного изобретения. The specified set of basic essential features is necessary and sufficient for its implementation and achievement of a technical result. However, it does not follow from the prior art, but only corresponds to its basic principles and has pronounced distinctive features. Private essential features are aimed at optimizing the proposed device, taking into account various features and differences in application in specific cases. Based on the above, we can conclude that the criteria of "novelty", "inventive step" and "industrial applicability", as well as the advisability of patenting this invention.

На фиг. 1 схематично показан вариант выполнения устройства для экстракции хвойной массы в общем виде, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows an embodiment of a device for extracting coniferous mass in a general view, a side view in section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1.

Устройство для экстракции хвойной массы в представленном варианте содержит разборный герметичный корпус, образованный двумя герметизированными секциями, установленными вертикально друг на друга. Верхняя секция включает внешнюю цилиндрическую обечайку 1, верхнюю съемную торцовую крышку 2 и нижнюю общую промежуточную крышку 3, например, выполненную в виде съемной мембраны из упругого материала (металла). Внутри верхней секции с зазором на упругих регулируемых опорах 4 типа консоли установлен частично перфорированный съемный стакан 5 для размещения (загрузки) обрабатываемой растительной (хвойной) массы, например, в виде измельченных хвойных веток (не показаны). Нижняя секция включает внешнюю коническую обечайку 6, верхнюю промежуточную крышку 3 и внешнюю нижнюю откидную крышку 7. Внутри нижней секции с зазором установлен частично перфорированный съемный стакан 8 для вторичной фильтрации и экстракции, торцовой фланец которого закреплен между торцами верхней и нижней секций. Обе секции соединены между собой не менее чем парой трубопроводов для пропуска экстракта, экстрагента и их паров, причем первый трубопровод 9 связывает верхние части секций, что обеспечивает подачу пара, а другой трубопровод 10 связывает нижние участки секций, например, с пропуском трубопровода по контуру обечаек 1 и 6 для достижения донной поверхности нижних крышек 3 и 7, соответственно. При этом внутренние участки трубопровода 10 целесообразно выполнять гибкими, что позволяет вводить его в донную часть стакана 8, а установку корпуса производить на поверхности с небольшим отклонением оси 11 от вертикали, для обеспечения нижнего положения и возможности стока экстракта и экстрагента в трубопровод 10. В трубопроводах 9 и 10 также предусмотрены отводные патрубки 12 и 13 для подачи или отсоса экстракта, экстрагента и паров при подключении внешних источников, а также регулировочные вентили 14, 15, 16, 17, 18, 19 для регулирования подачи и перекрытия трубопроводов, например, дистанционного типа. Устройство снабжено не менее чем тремя теплообменниками 20, 21, 22, которые расположены в верхней, средней и нижней частях соответственно и выполнены с возможностью их подключения и регулировки подачи теплоносителя от внешних источников. В данном примере теплообменник 20 размещен в полости верхней торцовой крышки 2 и подключен к источнику охлаждающей среды, например, холодной воды, через соединительные патрубки 23, образуя охлаждающую поверхность теплообменника-конденсатора на внутренней поверхности крышки 2, обращенной к стакану 5. Аналогичный теплообменник 21 может быть размещен в средней части установки, а именно, в обечайке 1, выполненной с полостью, которая подключена к внешнему источнику нагретого водяного пара (не показан) с возможностью регулирования подачи и температуры. В этом случае обечайка 1 может содержать теплоизолирующий кожух 24 для уменьшения теплопотерь. В нижней секции располагают теплообменник 22, например, выполненный в виде спирального конического трубопровода, размещенного между обечайкой 6 и стаканом 8, и через вентили 25 связанного с внешним источником нагретого водяного пара (не показан). The device for the extraction of coniferous mass in the presented embodiment contains a collapsible sealed housing formed by two sealed sections mounted vertically on top of each other. The upper section includes an outer cylindrical shell 1, an upper removable end cover 2 and a lower common intermediate cover 3, for example, made in the form of a removable membrane of elastic material (metal). Inside the upper section with a clearance on the elastic adjustable supports 4 of the console type, a partially perforated removable cup 5 is installed to accommodate (load) the treated plant (coniferous) mass, for example, in the form of crushed coniferous branches (not shown). The lower section includes an external conical shell 6, an upper intermediate cover 3 and an external lower hinged cover 7. A partially perforated removable cup 8 for secondary filtration and extraction is installed with a gap inside the lower section, the end flange of which is fixed between the ends of the upper and lower sections. Both sections are interconnected by no less than a pair of pipelines for passing the extract, extractant and their vapors, the first pipe 9 connecting the upper parts of the sections, which provides steam, and the other pipe 10 connecting the lower sections of the sections, for example, with the passage of the pipeline along the contour of the shells 1 and 6 to reach the bottom surface of the lower covers 3 and 7, respectively. At the same time, it is advisable to make the internal sections of the pipeline 10 flexible, which allows it to be inserted into the bottom of the glass 8, and the body can be installed on the surface with a slight deviation of the axis 11 from the vertical to ensure the lower position and the possibility of the extract and extractant flowing into the pipeline 10. In the pipelines 9 and 10 also provide branch pipes 12 and 13 for supplying or extracting extract, extractant and vapors when external sources are connected, as well as control valves 14, 15, 16, 17, 18, 19 for regulating the flow and covering of piping, for example, remote type. The device is equipped with at least three heat exchangers 20, 21, 22, which are located in the upper, middle and lower parts, respectively, and are configured to connect and adjust the flow of coolant from external sources. In this example, the heat exchanger 20 is placed in the cavity of the upper end cap 2 and is connected to a source of cooling medium, for example, cold water, through the connecting pipes 23, forming the cooling surface of the heat exchanger-condenser on the inner surface of the cover 2, facing the glass 5. A similar heat exchanger 21 can be placed in the middle part of the installation, namely, in the shell 1, made with a cavity that is connected to an external source of heated water vapor (not shown) with the ability to control the flow and temperature tours. In this case, the shell 1 may include a heat insulating casing 24 to reduce heat loss. In the lower section there is a heat exchanger 22, for example, made in the form of a spiral conical pipe placed between the shell 6 and the glass 8, and through valves 25 connected to an external source of heated water vapor (not shown).

Съемные стаканы 5 и 8 имеют перфорацию, например, в виде металлической сетки, которая может охватывать нижние и средние участки их поверхности по типу сита, причем размер ячеек в нижней секции, как правило, меньше, чем в верхней. Дополнительная конусообразная фильтрующая сетка 26 может быть установлена на нижней крышке 7 над сливным патрубком 27 с вентилем 28 при необходимости слива экстракта без осадка. The removable cups 5 and 8 have perforations, for example, in the form of a metal mesh, which can cover the lower and middle sections of their surface by the type of sieve, and the mesh size in the lower section is usually smaller than in the upper one. An additional cone-shaped filter mesh 26 can be installed on the bottom cover 7 above the drain pipe 27 with valve 28, if necessary, to drain the extract without sediment.

Другой особенностью данного устройства является наличие возбудителя колебаний массы, который может быть выполнен в виде пульсирующего воздушного или жидкостного насоса 29 и расположен вне корпуса или в виде вибратора 30, например, центробежного типа, установленного непосредственно на стакане 5 в специальной трубчатой герметичной камере 31 с открытым нижним торцом, обращенным к упругой крышке 3, выполненной в виде мембраны. Приводом насоса 29 или вибратора 30 могут быть асинхронные электродвигатели с регулируемой частотой вращения, выполненные в специальном безопасном исполнении с герметизацией корпуса. Если предварительно заполнить полость стакана 5, например, инертным газом в процессе продувки, то будет иметь место образование газового мешка и в камере 31, которая при этом образует камеру переменного объема. Насос 29 может быть соединен с верхней секцией посредством трубопровода 32 и вентиля 33. Возможно выполнение камеры переменного объема и в виде сильфона 34, связанного с вибратором 30. Для фиксации стакана 5 в условиях колебательного процесса могут быть предусмотрены фиксаторы 35, закрепленные на опорах 4, и ограничители наклона 36, установленные на обечайке 1. Общая масса стакана 5 должна не допускать его отрыва от опор 4 в процессе возбуждения колебаний системы. Изменение жесткости опор 4 может быть произведено введением дополнительных прокладок (не показаны). Хвойная масса, предназначенная для экстракции и размещенная в стакане 5 (не показана), может быть закреплена специальной сеткой 37, установленной по верхнему торцу стакана, что исключает ее выпадение при тряске. Между сеткой 37 (над ней) и верхней крышкой 2 установлено оросительное устройство, например, в виде трубчатого кольца 38 с выходными отверстиями, равномерно распределенными по его поверхности, которое через трубопровод 9 подсоединено к внешним источникам экстрагента и к нижней секции. В устройстве предусмотрен дополнительный трубопровод 39 с вентилем 40, например, для отвода и разделения бензина и воды во флорентине (не показана). Следует отметить, что применение бензина 41 в качестве экстрагента, который может быть залит как в нижнюю, так и верхнюю секции, например, через патрубки 12 и 13, требует повышенной осторожности обращения с устройством, надежности соединения и герметизации, что особо важно в условиях задания вибрационных колебаний. Another feature of this device is the presence of a mass vibration pathogen, which can be made in the form of a pulsating air or liquid pump 29 and is located outside the housing or in the form of a vibrator 30, for example, a centrifugal type, mounted directly on the glass 5 in a special tubular sealed chamber 31 with an open the lower end facing the elastic cover 3, made in the form of a membrane. The drive of the pump 29 or vibrator 30 can be an asynchronous electric motor with an adjustable speed, made in a special safe design with a sealed enclosure. If you pre-fill the cavity of the glass 5, for example, with inert gas during the purging process, then there will be a formation of a gas bag in the chamber 31, which at the same time forms a chamber of variable volume. The pump 29 can be connected to the upper section through a pipe 32 and a valve 33. It is possible to make a chamber of variable volume and in the form of a bellows 34 connected to a vibrator 30. To fix the glass 5 in the conditions of the oscillatory process, clamps 35 fixed to the supports 4 can be provided and tilt limiters 36 mounted on the shell 1. The total mass of the glass 5 should prevent it from breaking off from the supports 4 in the process of exciting the system. The change in the rigidity of the supports 4 can be made by the introduction of additional gaskets (not shown). The coniferous mass intended for extraction and placed in the glass 5 (not shown) can be fixed with a special mesh 37 installed on the upper end of the glass, which eliminates its loss during shaking. Between the grid 37 (above it) and the upper cover 2, an irrigation device is installed, for example, in the form of a tubular ring 38 with outlet openings evenly distributed over its surface, which is connected through pipe 9 to external sources of extractant and to the lower section. The device has an additional pipeline 39 with a valve 40, for example, for the removal and separation of gasoline and water in Florentine (not shown). It should be noted that the use of gasoline 41 as an extractant, which can be poured into both the lower and upper sections, for example, through nozzles 12 and 13, requires increased caution in handling the device, reliability of connection and sealing, which is especially important in the setting conditions vibrational vibrations.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Предварительно производят сборку, крепление и проверку устройства, исходя из условий технологии и вида применяемого экстрагента, например бензина, как наиболее пожароопасного продукта. Крепление устройства на фундаменте (не показан) производят с небольшим отклонением от вертикали в сторону сливных отверстий трубопровода 10. Измельченные и отсортированные хвойные ветки загружают в предварительно снятый краном съемный стакан 5, по возможности уплотняя массу. Затем закрепляют сверху сетку 37 и устанавливают стакан 5 внутрь обечайки 1 с креплением в пазах регулируемых опор 4 и дополнительным креплением в ограничителях 36 наклона. Далее проверяют крепление вибратора 30 и герметичность торцовой крышки камеры 31 переменного объема. Если технологией предусмотрено заполнение камеры 31, что обеспечивают разгерметизацией ее верхней крышки, то внутрь камеры вводят, например, герметичный сильфон 34. Одновременно проверяют надежность гибкого токоподвода энергии к вибратору 30. Затем герметично устанавливают крышку 2, подключая ее через патрубки 23 к источнику с холодной водой, и проверяют герметичность всего устройства путем подачи воздуха или иного газа под избыточным давлением. В качестве инертного газа можно использовать азот. Утечку газа можно контролировать по уменьшению избыточного давления в системе. The device is pre-assembled, secured and checked based on the technology conditions and the type of extractant used, for example gasoline, as the most fire hazardous product. The device is mounted on a foundation (not shown) with a slight deviation from the vertical towards the drain holes of the pipeline 10. Shredded and sorted coniferous branches are loaded into a removable cup 5 previously removed by a crane, possibly compacting the mass. Then fix the grid 37 on top and install the glass 5 inside the shell 1 with fastening in the grooves of the adjustable supports 4 and additional fastening in the limiters 36 of the tilt. Next, the fastening of the vibrator 30 and the tightness of the end cover of the chamber 31 of variable volume are checked. If the technology provides for the filling of the chamber 31, which ensures the depressurization of its upper cover, then, for example, a sealed bellows 34 is introduced inside the chamber. At the same time, the reliability of the flexible current supply of energy to the vibrator 30 is checked. Then, the cover 2 is hermetically sealed, connecting it through the nozzles 23 to a cold source water, and check the tightness of the entire device by supplying air or other gas under excess pressure. Nitrogen can be used as an inert gas. Gas leakage can be controlled by reducing the overpressure in the system.

Экстракцию проводят в несколько стадий. Extraction is carried out in several stages.

Первичную низкотемпературную экстракцию проводят при температуре 65-75^оС. Для этого через патрубки 12 или 13 при открытых вентилях 14 или 17 и закрытых вентилях 15 или 18 подают бензин БР-1 от внешних источников до достижения верхнего торца стакана 5, после чего вентили 14 и 17 перекрывают, а слив избытка бензина может быть произведен через вентили 15 или 18 и нижний патрубок 27. Нагрев бензина производят за счет теплообменника 21 при подключении его к источнику с горячей водой или паром. Активизацию процесса экстракции проводят или путем включения пульсирующего насоса 29 при его работе в замкнутой системе с периодическим повышением давления в пределах от 1,0 дол 1,5 атмосферной величины (атм.), или путем включения вибратора 30. Частота колебаний насоса составляет от 0,1 до 5 Гц, а вибратора от 1 до 50 Гц и может регулироваться, вплоть до достижения резонанса стакана 5 с хвойной массой, закрепленного на упругих опорах 4 и 36. Характер жидкостных колебаний определяется упругостью камер 31 и 34, уменьшение объема которых под действием избыточного давления насоса 29 приводит к изменению уровня бензина и его циркуляции в объеме хвойной массы. Работа упругой мембранной крышки 3 усиливает колебания жидкости в системе. В целом динамические колебания стакана 5 и жидкости значительно усиливают и ускоряют процесс экстракции. После завершения данного этапа полученный бензиновый экстракт сливают, например, через трубопровод 10 при открытом вентиле 17 и, например, через нижнюю секцию и сливной патрубок 27, для последующей обработки.A primary low-temperature extraction is carried out at a temperature of 65-75 ° ^C. For this via nozzles 12 or 13 at open valves 14 or 17 closed and valves 15 or 18 is fed gasoline BR-1 from an external source until the upper end of the nozzle 5, after which the valves 14 and 17 are closed, and excess gasoline can be drained through valves 15 or 18 and the lower pipe 27. Gasoline is heated by means of a heat exchanger 21 when it is connected to a source with hot water or steam. The activation of the extraction process is carried out either by turning on the pulsating pump 29 during its operation in a closed system with a periodic increase in pressure in the range from 1.0 dol 1.5 atmospheric values (atm.), Or by turning on the vibrator 30. The pump oscillation frequency is from 0, 1 to 5 Hz, and the vibrator from 1 to 50 Hz and can be adjusted, until the resonance of the glass 5 with coniferous mass, mounted on elastic supports 4 and 36. The nature of the liquid vibrations is determined by the elasticity of the chambers 31 and 34, the decrease in volume under the influence of excess the exact pressure of the pump 29 leads to a change in the level of gasoline and its circulation in the volume of coniferous mass. The work of the elastic membrane cover 3 enhances the oscillations of the fluid in the system. In general, the dynamic vibrations of the beaker 5 and the liquid significantly enhance and accelerate the extraction process. After this step is completed, the resulting gasoline extract is discharged, for example, through line 10 with valve 17 open and, for example, through the lower section and drain pipe 27, for subsequent processing.

Вторичную высокотемпературную экстракцию проводят после заполнения бензином нижней секции до уровня не выше входного патрубка трубопровода 9, через который может быть выполнена заправка. Далее включают паровой нагреватель-теплообменник 22 при открытых вентилях 25 и за счет циркуляции в нем перегретого пара (или воды) доводят температуру бензина до температуры его кипения (около 80^оС), после чего его пары через трубопровод 9 при закрытом вентиле 16 и открытых вентилях 14 и 15 поступают в оросительное кольцо 38, конденсируются на холодной поверхности теплообменника 20, в котором циркулирует холодная вода, орошают слой хвойной массы и, также, конденсируются на нем. Проточное движение паров бензина способствует распространению жидкой фазы по сечению экстрактора и турбулизации потоков на границе раздела фаз, что повышает эффективность системы по сравнению с режимом чистого орошения. По мере увеличения продолжительности процесса повышается концентрация экстракта и уменьшается концентрация жирорастворимых веществ в хвойной массе. Процессу экстракции может способствовать активный динамический процесс, который обеспечивают пульсирующий насос 29 и вибратор 30, рассмотренный выше. Получаемый экстракт через трубопровод 10 при открытых вентилях 17 и 18 самотеком поступает в нижнюю секцию ( в донную ее часть), то есть за счет нагрева и охлаждения теплообменников 22 и 20, соответственно, обеспечивают замкнутый циркуляционный процесс экстракции. Причем трубопровод 10 может быть введен как в промежуток между обечайкой 6 и стаканом 8, так и непосредственно в донную часть стакана 8. С учетом последнего донный осадок может фильтроваться в стакане 8 или на поверхности крышки 7. После завершения процесса или в ходе его может осуществляться разделение бензина и присутствующей в нем воды во флорентине (не показана), которая подключена к верхней секции через трубопровод 39 или 9.Secondary high-temperature extraction is carried out after filling the lower section with gasoline to a level not higher than the inlet pipe 9, through which filling can be performed. Further include a steam heater, a heat exchanger 22 at open valves 25 and by the circulation therein of superheated steam (or water) was adjusted gasoline temperature to its reflux temperature (about 80 ^C) after which it couples through conduit 9 at the closed valve 16 and open valves 14 and 15 enter the irrigation ring 38, condense on the cold surface of the heat exchanger 20, in which cold water circulates, irrigate the coniferous mass layer and also condense on it. The flowing motion of gasoline vapors promotes the spread of the liquid phase along the extractor cross section and turbulence of flows at the phase boundary, which increases the efficiency of the system compared to the regime of clean irrigation. As the duration of the process increases, the concentration of the extract increases and the concentration of fat-soluble substances in the coniferous mass decreases. An active dynamic process, which is provided by a pulsating pump 29 and a vibrator 30, discussed above, can contribute to the extraction process. The resulting extract through the pipeline 10 with open valves 17 and 18 by gravity enters the lower section (in the bottom part), that is, by heating and cooling the heat exchangers 22 and 20, respectively, provide a closed circulation extraction process. Moreover, the pipeline 10 can be introduced both in the gap between the shell 6 and the glass 8, and directly in the bottom of the glass 8. In view of the latter, the bottom sediment can be filtered in the glass 8 or on the surface of the cover 7. After the process is completed or during it can be carried out separation of gasoline and the water present in it in Florentine (not shown), which is connected to the upper section through a pipe 39 or 9.

Бензиновый экстракт, собранный в нижней секции или в специальных внешних отстойниках (не показаны), затем охлаждается, например, при подаче в теплообменник 22 холодной воды. При этом имеет место осаждение воскообразных продуктов. Осадок взвешенных частиц оседает, например, на крышке 7 и может быть удален после слива экстракта через патрубок 27 и вентиль 28. Очистка устройства от осадка может быть произведена повторным введением бензина и его нагревом. Очистка устройства и хвойной массы от бензина и его паров может быть произведена острым водяным паром, поданным через трубопроводы 9 или 10 и вентили 12 и 13. Удаление конденсата и остатков воды может быть произведено через сливной патрубок 27 или трубопровод 10. Острый водяной пар подают при температуре до 110-130^оС. Экстракция может продолжаться несколько часов. Устройство допускает применение различных режимов экстракции и технологий, что и определяет в общем случае порядок включения и регулировки элементов.The gasoline extract collected in the lower section or in special external sumps (not shown) is then cooled, for example, by supplying cold water to the heat exchanger 22. In this case, deposition of waxy products takes place. The sediment of suspended particles settles, for example, on the lid 7 and can be removed after draining the extract through the pipe 27 and valve 28. Cleaning the device from the sediment can be done by re-introducing gasoline and heating it. Cleaning the device and coniferous mass from gasoline and its vapors can be done with sharp water vapor supplied through pipelines 9 or 10 and valves 12 and 13. Removal of condensate and residual water can be done through drain pipe 27 or pipeline 10. Acute water vapor is supplied at temperature up to 110-130 ^о С. Extraction can last several hours. The device allows the use of various extraction modes and technologies, which determines in the general case the order of inclusion and adjustment of elements.

После завершения экстракции и удаления паров и остатков бензина с помощью острого водяного пара открывают крышку 2 и извлекают стакан 5 с обработанной хвойной массой, которая уже не содержит смол и вредных жирорастворимых веществ и после дальнейшей обработки может быть использована в виде кормовой добавки. Твердые хвойные остатки и продукты экстракции на дне нижней секции удаляют путем снятия крышки 7 и дна стакана 8. Периодически секции разъединяют и снимают промежуточную крышку 3 и стакан 8, производя полную очистку фильтрующих перфорированных поверхностей. Эффективно подвергать обработанную хвойную массу при получении корма дрожжеванию и ферментации с добавлением полученных витаминосодержащих продуктов (см. например, заявку N 9211739/15 тех же авторов, где подробно описан способ производства). After extraction and removal of gasoline vapors and residues with the help of hot water vapor is completed, the lid 2 is opened and a glass 5 is removed with treated coniferous mass, which no longer contains resins and harmful fat-soluble substances and can be used as a feed additive after further processing. Solid coniferous residues and extraction products at the bottom of the lower section are removed by removing the cover 7 and the bottom of the glass 8. Periodically, the sections are disconnected and the intermediate cover 3 and the glass 8 are removed, completely filtering the perforated surfaces. Effectively expose the processed coniferous mass upon receipt of the feed to yeast and fermentation with the addition of the obtained vitamin-containing products (see, for example, application N 9211739/15 of the same authors, where the production method is described in detail).

Данное устройство позволяет также использовать другие виды экстрагента, например изопропиловый спирт, другие виды растительной массы, например солому, применять различные режимы обработки, изменять порядок работы в конкретных случаях. Применение возбудителя массы повышает скорость и эффективность процесса, повышает качество корма. This device also allows the use of other types of extractant, for example isopropyl alcohol, other types of plant matter, such as straw, to apply various processing modes, to change the order of work in specific cases. The use of the mass pathogen increases the speed and efficiency of the process, improves the quality of the feed.

Предложенное устройство прошло опытную экспериментальную апробацию в лабораторных условиях (модельный вариант). Подтверждена высокая эффективность и экономичность, обеспечен достаточно высокий выход продукта, подтверждена возможность безопасного проведения работ. В настоящее время ведутся работы по созданию промышленной установки для экстракции хвойной массы. The proposed device has undergone experimental experimental testing in laboratory conditions (model version). High efficiency and profitability were confirmed, a sufficiently high yield of the product was ensured, and the possibility of safe work was confirmed. Currently, work is underway to create an industrial installation for the extraction of coniferous mass.

Claims

1. DEVICE FOR EXTRACTION OF CONIFEROUS WEIGHT, containing a housing with coaxial sections of a cylindrical or conical shape for accommodating plant matter, liquid extractant and extract, perforated membranes for filtering, connecting pipelines and nozzles, control elements and a pathogen of mass, characterized in that it is not provided less than three heat exchangers located in the upper, middle and lower parts, and contains two sealed sections mounted vertically on top of each other, each of which It is made in the form of a cavity with an external shell, an external and a common intermediate end caps, inside which a partially perforated removable cup is installed with a gap, and the sections are connected by at least a pair of pipelines for passing the extract, extractant and vapors, one of which connects the upper parts of the sections, and the other lower one, the mass exciter is made in the form of a vibration source and is connected to the upper of the sections, and the heat exchangers are made with the possibility of their connection and adjustment of the heat carrier or energy supply from external sources.

2. The device according to p. 1, characterized in that the shell and the glass of the upper of the sections are made of cylindrical shape, and the lower conical shape and face up to the bell.

3. The device according to claim 1, characterized in that at least one of the shells and covers is made in the form of heat exchangers with cavities connected to external heat supply sources.

4. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an irrigation ring with outlet openings, which is installed under the top cover over the glass in the upper section and is connected through the connecting pipe to the upper part of the lower section, the upper cover is hollow in the form of a heat exchanger-condenser and connected to a source of cooling medium, and the middle and lower heat exchangers are made in the form of heaters.

5. The device according to claim 1, characterized in that the mass exciter is made in the form of an air piston pump, the outlet of which is connected to the cavity of the upper section, and inside it there is a variable volume chamber filled with steam or a gas medium.

6. The device according to claim 1, characterized in that in it in the center of the upper section along the axis of the removable cylindrical cup, a tubular cavity is made in the form of a sealed chamber with an open lower end facing the intermediate cover, inside of which there is a mass exciter.

7. The device according to claim 1, characterized in that the glass of the upper section is attached to the shell on an adjustable elastic support, and the mass pathogen is installed in it with the possibility of achieving resonance.

8. The device according to claim 1, characterized in that the intermediate cover is removable in the form of a membrane of elastic material and is rigidly fixed along the contour between the ends of the shells.

9. The device according to claim 1, characterized in that the perforated shell is made in the form of metal grids.

10. The device according to claim 1, characterized in that in it the sections are partially filled with gasoline as an extractant.

11. The device according to claim 1, characterized in that in it the cavity of the heat exchangers are connected to a source of water or heated water vapor.