RU2060777C1

RU2060777C1 - Aggregate for biological raw material extraction

Info

Publication number: RU2060777C1
Application number: RU94022986A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-05-27
Also published as: RU94022986A

Abstract

FIELD: food processing industry, medicine and perfume production, extraction of biological raw material by liquid extracting agents. SUBSTANCE: aggregate has following components in series connected by main pipelines with shutting means making closed contour: condenser, at least one extractor with mounted in its lower part bubbler, evaporator and separator, means for extracting agent addition, extract collector, additional main pipelines with shutting means, that connect condenser-extractor pipeline with evaporator and extractor-evaporator pipeline with condenser; additional pipeline with adjustable shutting means and reverse valve, that connects evaporator-separator pipeline with bubbler. EFFECT: increased productivity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к экстракционному оборудованию для обработки биологического сырья жидкими экстрагентами и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине и парфюмерии. The invention relates to extraction equipment for processing biological raw materials with liquid extractants and can be used in the food industry, medicine and perfumery.

Известна установка для экстракции биологического сырья, содержащая последовательно соединенные в замкнутый контур магистралями с запорной арматурой конденсатор, по меньшей мере один экстрактор, испаритель и сепаратор, а также средства подпитки экстрагента, сборник экстракта, дополнительные магистрали с запорной арматурой, соединяющие магистраль конденсатор-экстрактор с испарителем и магистраль экстрактор-испаритель с конденсатором, и дополнительный испаритель, соединенный с обеими дополнительными магистралями и через предохранительный клапан с магистралью экстрактор-испаритель [1]
Недостатками этой установки являются невозможность барботирования газовой фазы через экстрактор при верхней подаче экстрагента и низкая надежность при его нижней подаче из-за возникающих в магистрали экстрактор-испаритель гидравлических ударов.A known installation for the extraction of biological raw materials, containing in series connected to the closed circuit lines with shut-off valves, a condenser, at least one extractor, evaporator and separator, as well as means for feeding the extractant, an extract collector, additional lines with shut-off valves connecting the condenser-extractor line with the evaporator and the extractor-evaporator line with a condenser, and an additional evaporator connected to both additional lines and through Extractor valve with extractor-evaporator line [1]
The disadvantages of this installation are the impossibility of bubbling the gas phase through the extractor at the upper supply of extractant and low reliability at its lower supply due to hydraulic shocks arising in the extractor-evaporator line.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности установки за счет обеспечения барботирования газовой фазы в экстрактор с генерированием в нем акустических колебаний при любом пути подачи жидкой фазы экстрагента и исключения возможности образования гидравлических ударов в магистралях. The objective of the invention is to expand technological capabilities and increase the reliability of the installation by providing bubbling of the gas phase into the extractor with the generation of acoustic vibrations in it for any route of supplying the liquid phase of the extractant and eliminating the possibility of formation of hydraulic shocks in the pipelines.

Поставленная задача решается тем, что установка для экстракции биологического сырья, содержащая последовательно соединенные в замкнутый контур магистралями с запорной арматурой конденсатор, по меньшей мере один экстрактор, испаритель и сепаратор, а также средства подпитки экстрагента и дополнительные магистрали с запорной арматурой, соединяющие магистраль конденсатор-экстрактор с испарителем и магистраль экстрактор-испаритель с конденсатором, и сборник экстракта, согласно изобретению снабжена размещенным в нижней части экстрактора барботером и дополнительной магистралью с обратным клапаном и регулируемой запорной арматурой, соединяющей магистраль испаритель-сепаратор с барботером. The problem is solved in that the installation for the extraction of biological raw materials, containing in series connected to the closed circuit lines with shutoff valves, a condenser, at least one extractor, evaporator and separator, as well as makeup extractant and additional lines with shutoff valves connecting the condenser line an extractor with an evaporator and an extractor-evaporator main with a condenser, and an extract collector according to the invention is equipped with an extractor located at the bottom and a bubbler and an additional line with a non-return valve and adjustable shut-off valves connecting the evaporator-separator line with the bubbler.

Это позволяет барботировать газовую фазу экстрагента в экстрактор при любом пути подачи его жидкой фазы с генерированием акустических колебаний и исключить образование гидравлических ударов в магистралях. This allows you to sparge the gas phase of the extractant into the extractor for any way of supplying its liquid phase with the generation of acoustic vibrations and to eliminate the formation of hydraulic shocks in the mains.

На чертеже показана схема предлагаемой установки. The drawing shows a diagram of the proposed installation.

Установка для экстракции биологического сырья содержит конденсатор 1, три экстрактора 2, испаритель 3 и сепаратор 4, соединенные последовательно в замкнутый контур магистралями 5-8 с запорными вентилями 9-12. На магистрали 5 установлены буферные емкости 13 с установленными под ними запорными вентилями 14. К магистрали 8 подсоединен через запорный вентиль 15 источник (емкость) 16 экстрагента. К испарителю 3 подсоединен через вентиль 17 сборник 18 экстракта. На входе в магистраль 5 из каждого экстрактора 2 установлен вентиль 20. В нижней части каждого экстрактора 2 смонтирован барботер 21. Магистраль 5 соединена с испарителем 3 дополнительной магистралью 22 с вентилем 23, а магистраль 6 с конденсатором 1 магистралью 24 с вентилем 25. Испаритель 3 соединен с барботером 21 в каждом экстракторе 2 дополнительной магистралью 26 с регулируемым дроссельным вентилем 27 и обратным клапаном 28. Сепаратор 4 снабжен шунтирующей магистралью 29 с вентилем 30. Installation for the extraction of biological raw materials contains a condenser 1, three extractors 2, an evaporator 3 and a separator 4 connected in series in a closed circuit by lines 5-8 with shut-off valves 9-12. Buffer tanks 13 are installed on highway 5 with shut-off valves 14 installed beneath them. The extractant source (capacity) 16 is connected to highway 8 through a shut-off valve 15. To the evaporator 3 is connected through the valve 17 to the collector 18 of the extract. At the entrance to the highway 5, a valve 20 is installed from each extractor 2. A bubbler 21 is mounted at the bottom of each extractor 2. The highway 5 is connected to the evaporator 3 by an additional highway 22 with a valve 23, and the highway 6 with a condenser 1 by a highway 24 with a valve 25. The evaporator 3 connected to a bubbler 21 in each extractor 2 with an additional line 26 with an adjustable throttle valve 27 and a check valve 28. The separator 4 is equipped with a shunt line 29 with a valve 30.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

После загрузки сырья в один или несколько экстракторов 2 открытием вентиля 15 при открытых вентилях 9 и 14 и открытой по выбору загруженных экстракторов 2 комбинацией вентилей 19 из емкости 16 систему заполняют жидким экстрагентом. В первый момент работы установки возможна только верхняя подача экстрагента в экстракторы 2, поскольку это исключает всплытие непропитанного экстрагентом сырья. Далее при закрытии вентиля 15 открывают вентили 10, 11, 12 и 20 и при закрытых вентилях 17, 23, 25 и 30 осуществляют экстракцию сырья в непрерывном потоке экстрагента. В этом случае экстрагент совместно с экстрактивными веществами из экстракторов 2 по магистрали 6 поступает в испаритель 3, в котором при повышении температуры экстрагент переводят в газовую фазу и отводят, отделяя от экстрактивных веществ. Для ускорения процесса экстракции регулируемыми вентилями 27 создают гидравлическое сопротивление магистрали 26, достаточное для разделения газовой фазы экстрагента на два потока. Один из потоков газовой фазы экстрагента направляют по магистрали 7 в сепаратор 4, в котором осаждают легколетучие экстрактивные вещества, и далее по магистрали 8 в конденсатор 1, где его переводят в жидкую фазу и возвращают в цикл при подаче в магистраль 5. Второй поток газовой фазы экстрагента по магистрали 26 через дроссельный вентиль 27 и обратный клапан 28 поступает в барботер 21 и диспергируется в реакционную смесь в экстракторе 2 при условиях, обеспечивающих его конденсацию в экстракционной смеси. Всплытие пузырьков газовой фазы экстрагента в экстракционной смеси приводит к разрыхлению обрабатываемого сырья и перемешиванию смеси, что ускоряет процесс обновления поверхности контакта фаз и интенсифицирует процесс экстракции. При конденсации пузырьков экстрагента происходит схлопывание кавитационных полостей с образованием в каждом случае ударной волны высокой удельной мощности. Это приводит к разрыву клеточных оболочек и межклеточных связей обрабатываемого сырья. Такой процесс приводит к резкому падению диффузионного сопротивления сырья и развитию поверхности контакта фаз, что интенсифицирует экстракцию. Для исключения слеживания сырья и образования путей преимущественного прохода экстрагента в экстракционном объеме перекрывают вентили 9 и 10 и открывают вентили 23 и 25, организуя подачу экстрагента в экстракторы 2 по магистрали 24 и отвод в испаритель 3 по магистрали 22. При этом экстрагент поступает в экстракторы 2 снизу, исключая слеживание сырья, а в остальном работа установки осуществляется аналогично. After loading the raw materials into one or more extractors 2 by opening the valve 15 with open valves 9 and 14 and open by optionally loaded extractors 2 by a combination of valves 19 from the tank 16, the system is filled with liquid extractant. At the first moment of the installation operation, only the upper supply of extractant to the extractors 2 is possible, since this excludes the emergence of raw materials impregnated with the extractant. Then, when closing valve 15, valves 10, 11, 12, and 20 are opened, and with closed valves 17, 23, 25, and 30, raw materials are extracted in a continuous flow of extractant. In this case, the extractant together with the extractive substances from the extractors 2 along the line 6 enters the evaporator 3, in which, when the temperature rises, the extractant is transferred to the gas phase and removed, separating from the extractive substances. To accelerate the extraction process by adjustable valves 27 create a hydraulic resistance of the line 26, sufficient to separate the gas phase of the extractant into two streams. One of the gas phase flows of the extractant is directed along line 7 to a separator 4, in which volatile extractive substances are deposited, and then along line 8 to a condenser 1, where it is transferred to the liquid phase and returned to the cycle when fed to line 5. The second gas phase stream extractant through line 26 through the throttle valve 27 and the check valve 28 enters the bubbler 21 and is dispersed into the reaction mixture in the extractor 2 under conditions that ensure its condensation in the extraction mixture. Surfacing of the bubbles of the gas phase of the extractant in the extraction mixture leads to loosening of the processed raw materials and mixing of the mixture, which accelerates the process of updating the contact surface of the phases and intensifies the extraction process. During condensation of the extractant bubbles, the cavitation cavities collapse with the formation in each case of a shock wave of high specific power. This leads to rupture of the cell membranes and intercellular bonds of the processed raw materials. Such a process leads to a sharp drop in the diffusion resistance of the raw material and the development of a phase contact surface, which intensifies the extraction. To prevent caking of raw materials and the formation of paths of preferential passage of the extractant in the extraction volume, valves 9 and 10 are closed and valves 23 and 25 are opened, arranging the supply of extractant to extractors 2 along line 24 and discharge to the evaporator 3 along line 22. In this case, the extractant enters extractors 2 below, excluding caking of raw materials, and the rest of the installation is carried out similarly.

После завершения экстракции перекрытием вентилей 14 прерывают подачу экстрагента в экстракторы 2, осуществляя его полный слив из последних в испаритель 3. Перекрывают вентили 19, 20 и 27, разгерметизируют экстракторы 2 и выгружают из них шрот. После полного удаления экстрагента в газовой фазе из испарителя 3 перекрывают вентили 11 и 12, открывают вентиль 17, осуществляя слив экстракта в емкость 18, и закрывают вентиль 17. При экстракции того же сырья его загружают в экстракторы 2, после чего цикл работы установки полностью повторяется. При замене сырья при закрытых вентилях 11 и 12 удаляют для регенерации сепаратор 4 и при закрытых вентилях 11, 12 и 17 и всех остальных открытых вентилях промывают систему чистым экстрагентом для удаления остатков вкусоароматических веществ предыдущего сырья. Экстрагент после промывки сбрасывают в атмосферу, монтируют сепаратор 4 на прежнем месте, после чего загружают экстракторы 2 и цикл работы установки полностью повторяется. After extraction is complete, by shutting off the valves 14, the supply of extractant to the extractors 2 is interrupted, completely draining from the latter to the evaporator 3. The valves 19, 20 and 27 are closed, the extractors 2 are depressurized and the meal is unloaded from them. After the extractant is completely removed in the gas phase from the evaporator 3, the valves 11 and 12 are closed, the valve 17 is opened, the extract is drained into the container 18, and the valve 17 is closed. When extracting the same raw material, it is loaded into the extractors 2, after which the operation cycle of the installation is completely repeated . When replacing raw materials with closed valves 11 and 12, separator 4 is removed for regeneration, and with closed valves 11, 12 and 17 and all other open valves, the system is washed with a clean extractant to remove residues of flavoring substances from the previous raw materials. After washing, the extractant is discharged into the atmosphere, the separator 4 is mounted in the same place, after which the extractors 2 are loaded and the installation operation cycle is completely repeated.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет расширить технологические возможности за счет обеспечения возможности барботирования газовой фазы экстрагента в экстракторы как при нижней, так и при верхней подаче в них жидкой фазы экстрагента, и обладает повышенной надежностью за счет исключения возможности возникновения гидравлических ударов в соединительных магистралях. Thus, the proposed installation allows you to expand technological capabilities by providing the possibility of sparging the gas phase of the extractant in the extractors at both the lower and upper supply of the liquid phase of the extractant in them, and has increased reliability by eliminating the possibility of hydraulic shock in the connecting lines.

Claims

A plant for the extraction of biological raw materials, comprising in series with a condenser, at least one extractor, evaporator and separator, as well as extractant replenishment means, an extract collector and additional lines with shutoff valves connecting the extractor condenser line to the evaporator and line extractor evaporator with condenser, characterized in that it is equipped with a bubbler located at the bottom of the extractor and additional mag trawl with a non-return valve and adjustable shutoff valves connecting the evaporator separator line with the bubbler.