Изобретение относится к оборудованию для получения диффузионного виноградного сока из отходов виноделия в виде виноградной выжимки. The invention relates to equipment for producing diffusion grape juice from winemaking waste in the form of squeeze grapes.
Известен противоточный экстрактор для виноградных выжимок, содержащий поярусно расположенные и последовательно соединенные цилиндрические экстракционные секции и вертикальную разгрузочную секцию корпуса, размещенные в секциях производные шнеки, загрузочный бункер, установленный на входе в верхнюю экстракционную секцию корпуса, патрубок отвода шрота, размещенный в верхней разгрузочной секции корпуса, патрубок подачи экстрагента, сообщенный с разгрузочной секцией корпуса ниже патрубка отвода шрота, патрубок отвода мисцеллы, сообщенный с нижней частью бункера, и патрубки подачи пара в каждую экстракционную секцию корпуса. A countercurrent extractor for grape marc extracts is known, comprising tiered and sequentially connected cylindrical extraction sections and a vertical discharge section of the housing, derivative augers located in the sections, a loading hopper installed at the entrance to the upper extraction section of the housing, a discharge pipe for the meal located in the upper discharge section of the housing , extractant supply pipe in communication with the unloading section of the housing below the meal outlet pipe, miscella discharge pipe, comm ny to the lower part of the hopper, and the steam supply pipes to each section of casing extraction.
Недостатком этого экстракта является экстенсивность экстракции. The disadvantage of this extract is the extent of extraction.
Задачей изобретения является интенсификация процесса экстракции. The objective of the invention is to intensify the extraction process.
Поставленная задача решается тем, что с противоточном экстракте для виноградных выжимок, содержащем пояруснорасположенные и последовательно соединенные цилиндрические экстракционные секции и вертикальную разгрузочную секцию корпуса, размещенные с секциях приводные шнеки, загрузочный бункер, установленный на входе в верхнюю экстракционную секцию корпуса, патрубок отвода шрота, размещенный в верхней части разгрузочный секции корпуса, патрубок подачи экстрагента, сообщенный с разгрузочный секцией корпуса ниже патрубка отвода шрота, патрубок отвода мисцеллы, сообщенный с нижней частью бункера, и патрубки подачи пара в каждую экстракционную секцию, согласно изобретению по меньшей мере одна экстракционная секция корпуса снабжена барабаном с перфорацией в виде сверхзвуковых сопел, установленным в секции с образованием кольцевой камеры, сообщенной с патрубком подачи пара, и с возможностью вращения от привода в противоположную сторону по отношению к шнеку, и охватывающим барабан перфорированным статором, отверстия которого снабжены завихрителями и размещены с соплами ротора в одинаковых плоскостях по соосным окружным с неравным и некратным окружным шагом. Это позволяет интенсифицировать экстракцию за счет улучшения условий контакта фаз. The problem is solved in that with a countercurrent extract for grape marc extracts containing half-spaced and sequentially connected cylindrical extraction sections and a vertical unloading section of the casing, drive augers placed from the sections, a loading hopper installed at the entrance to the upper extraction section of the casing, a discharge pipe for the meal, placed in the upper part of the discharge section of the housing, the extractant supply pipe in communication with the discharge section of the housing below the discharge pipe a miscella outlet pipe connected to the lower part of the hopper and steam supply pipes to each extraction section according to the invention, at least one housing extraction section is equipped with a supersonic nozzle perforated drum mounted in the section to form an annular chamber in communication with the steam supply pipe , and with the possibility of rotation from the drive in the opposite direction with respect to the screw, and a perforated stator covering the drum, the openings of which are equipped with swirls and placed with nozzles rotors in equal planes along coaxial circumferential with unequal and non-multiple circumferential pitch. This allows you to intensify the extraction by improving the phase contact conditions.
На фиг. 1 изображен предлагаемый экстрактор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 3 узел 1 на фиг. 1, увеличено. In FIG. 1 shows the proposed extractor, General view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3, the assembly 1 in FIG. 1, increased.
Противоточный экстрактор для виноградных выжимок содержит пояруснорасположенные и последовательно соединенные цилиндрические экстракционные секции 1 и вертикальную разгрузочную секцию 2 корпуса, размещенные в секциях 1 и 2 приводные шнеки 3, загрузочный бункер 4, установленный на входе в верхнюю экстракционную секцию 1, патрубок 5 отвода шрота, размещенный в верхней части разгрузочный секции 2, патрубок 6 подачи экстрагента, сообщенный с разгрузочный секцией 2 ниже патрубка 5 отвода шрота, патрубок 7 отвода мисцеллы, сообщенный с нижней частью загрузочного бункера 4, патрубки 8 подачи пара в каждую экстракционную секцию 1. По меньшей мере одна экстракционная секция 1 снабжена барабаном 9 с перфорацией в виде сверхзвуковых сопел 10, установленным в ней с образованием кольцевой камеры 11, сообщенной с патрубком 8, и с возможностью вращения от привода 12 в противоположную сторону по отношению к шнеку 3, и охватывающим барабан 9 перфорированным статором 13, отверстия 14 которого снабжены завихрителями 15 и размещены с соплами 10 в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом. The countercurrent extractor for grape marc extracts contains half-cylinder and sequentially connected cylindrical extraction sections 1 and a vertical unloading section 2 of the casing located in sections 1 and 2 of the drive augers 3, a loading hopper 4 installed at the entrance to the upper extraction section 1, a pipe discharge 5 for the meal, placed in the upper part of the discharge section 2, the extractant supply pipe 6, in communication with the discharge section 2 below the meal discharge pipe 5, the miscella discharge pipe 7, communicated from the lower part ü loading hopper 4, nozzles 8 for supplying steam to each extraction section 1. At least one extraction section 1 is provided with a drum 9 with perforation in the form of supersonic nozzles 10 installed in it with the formation of an annular chamber 11 in communication with the nozzle 8, and with the possibility rotation from the drive 12 in the opposite direction with respect to the screw 3, and the perforated stator 13 covering the drum 9, the openings 14 of which are provided with swirlers 15 and placed with nozzles 10 in the same planes along coaxial circles with uneven and not Ratna circumferential step.
При работе экстрактора виноградную выжимку подают из бункера 4 в верхнюю экстракционную секцию 1, в которой она захватывается размещенным в ней и вращаемым от привода 12 шнеком 3 и транспортируется, последовательно перемещаясь по секциям 1 и 2 корпуса в сторону патрубка 5. Одновременно противотоком от патрубка 6 к патрубку 7 подают экстрагент, например воду. Также одновременно по патрубкам 8 в секции 1 подают пар. При наличии в секции 1 барабана 9 пар из кольцевой камеры 11 поступают в секцию при периодическом совпадении сопел 10 барабана 9 с отверстиями 14 статора 13. При этом пар закручивается завихрителями 1 и ускоряется в соплах 10 до сверхзвуковой скорости. На выходе из сопел происходит турбулентный срыв пара с образованием и схлопыванием кавитационных лопастей с ультразвуковой частотой. Закрученный сверхзвуковой поток пара имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения до дробления на отдельные пузырьки, всплывающие в экстракционной смеси под действием сил инерции и при противодействии сил трения и после центробежных сил. В таких условиях происходит турбулизация экстракционной смеси паром, а в пузырьках пара возникают тороидальные потоки и пульсации объема, что ускоряет процесс обновления поверхностей контакта фаз и уменьшает толщину пограничных ламинарных слоев на границах раздела фаз. В результате при характерных для данного устройства числах Рейнольдса, равных 100 1000, определенные по времени числа Нуссельта достигают значений 50 80. При теплообмене такой интенсивности происходит охлаждение пузырьков и их конденсация со схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Под действием ультразвуковых колебаний происходит разрушение потерявших эластичность под действием тепла клеточных мембран виноградных выжимок, сопровождающееся резким падением диффузионного сопротивления сырья и многократным увеличением поверхности контакта фаз в экстракционной смеси. Таким образом, при полном перемешивании экстракционной смеси потоками и пузырьками пара происходит выравнивание в объеме экстрагента концентрации экстрактных веществ и критерий Био можно принять стремящимся к бесконечности, а при граничных условиях первого ряда определенные по времени числа Шервуда составляют 70 90, что подтверждает интенсификацию массообмена в экстракторе предлагаемой конструкции. Отработанные в условиях интенсивного массообмена до истощения сырье в виде шрота выводится из верхней части разгрузочной секции 2 корпуса по патрубку 5, а обогащенный экстрактивными веществами экстрагент в виде мисцеллы удаляется из нижней части бункера 4 по патрубку 7. When the extractor is working, the grape squeeze is fed from the hopper 4 to the upper extraction section 1, in which it is captured by the screw 3 placed in it and rotated from the drive 12 and transported, sequentially moving through the sections 1 and 2 of the casing towards the nozzle 5. At the same time, countercurrent from the nozzle 6 an extractant, for example water, is supplied to the pipe 7. Also at the same time through the nozzles 8 in section 1 serves steam. If there is a drum 9 in section 1, pairs from the annular chamber 11 enter the section with periodic coincidence of the nozzles 10 of the drum 9 with the holes 14 of the stator 13. In this case, the steam is twisted by swirlers 1 and accelerated in the nozzles 10 to a supersonic speed. At the exit of the nozzles, turbulent vapor breakdown occurs with the formation and collapse of cavitation blades with ultrasonic frequency. The swirling supersonic steam flow has a barrel-shaped shape and creates regular shock waves before crushing into individual bubbles that pop up in the extraction mixture under the action of inertia forces and when counteracting friction forces and after centrifugal forces. Under such conditions, the extraction mixture is turbulized with steam, and toroidal flows and volume pulsations appear in the vapor bubbles, which accelerates the process of updating the contact surfaces of the phases and reduces the thickness of the boundary laminar layers at the phase boundaries. As a result, at Reynolds numbers characteristic of this device equal to 100 1000, the time-determined Nusselt numbers reach 50 80. During heat transfer of this intensity, the bubbles cool and condense with the collapse of cavitation cavities with ultrasonic frequency. Under the influence of ultrasonic vibrations, the cell membranes of grape marc squeezed, which have lost their elasticity, are destroyed, accompanied by a sharp drop in the diffusion resistance of the raw materials and a multiple increase in the contact surface of the phases in the extraction mixture. Thus, when the extraction mixture is fully mixed with steam flows and bubbles, the concentration of the extracting substances is equalized in the volume of the extractant and the Biot criterion can be taken tending to infinity, and under the boundary conditions of the first row, the time-determined Sherwood numbers are 70 90, which confirms the intensification of mass transfer in the extractor proposed design. The raw materials processed in the conditions of intensive mass transfer to exhaustion, in the form of a meal, are discharged from the upper part of the discharge section 2 of the body through the nozzle 5, and the extractant enriched with extractive substances in the form of a miscella is removed from the lower part of the hopper 4 through the nozzle 7.
Таким образом, предлагаемый экстрактор позволяет интенсифицировать массообмен. Thus, the proposed extractor allows you to intensify mass transfer.
