RU2166533C2

RU2166533C2 - Method and apparatus for extracting plant oils

Info

Publication number: RU2166533C2
Application number: RU99114067A
Authority: RU
Inventors: Э.И. Иванова; А.Н. Лисицын; В.Н. Марков
Original assignee: Иванова Эльвина Ивановна; Лисицын Александр Николаевич; Марков Владимир Николаевич
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: plant oil production. SUBSTANCE: method involves combining repeated staged spraying of material to be extracted with mycelium in handling device and single one-stage spraying of oil cake with overheated solvent vapor condensate; supplying solvent vapor to upper part of column; increasing temperature of oil cake in upper part of column in the direction of column exit end and forming gas seal of oil cake. Charging column of apparatus is made in the form of hopper and shaft with widened lower part and distributing chamber for supplying air-gas mixture. Handling device is made in the form of endless filtering belt with mycelium collector. Feather-like auger for forming gas seal is positioned in upper part of extraction column and conical mixer is mounted in lower part of it. EFFECT: increased efficiency by reduced content of residual solvent in oil cake, reduced power consumption and improved ecology control. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к производству растительных масел методами экстракции органическими растворителями. The invention relates to the oil industry, in particular to the production of vegetable oils by extraction methods with organic solvents.

Наиболее близким аналогом является способ экстракции, осуществляемый в модернизированном экстракторе НД-1250, в котором экстракцию ведут противоточным способом. The closest analogue is the extraction method, carried out in a modernized extractor ND-1250, in which the extraction is countercurrent.

Экстрактор состоит из загрузочной колонны, перегрузочного устройства и вертикальной шнековой экстракционной колонны с узлом разгрузки шрота и патрубками для подвода жидкого растворителя и отвода мисцеллы. /1/. The extractor consists of a loading column, a reloading device, and a vertical screw extraction column with a meal unloading unit and nozzles for supplying a liquid solvent and discharging miscella. /1/.

К недостаткам данного аналога следует отнести получение шрота с высоким содержанием растворителя, что требует затрат теплоэнергии на его удаление и связано с образованием загрязненных сточных вод. The disadvantages of this analogue include obtaining meal with a high solvent content, which requires heat energy to remove it and is associated with the formation of contaminated wastewater.

Задачей данного изобретения является создание универсального способа и устройства для экстракции растительных масел, что позволяет получать высококачественный, практически без содержания растворителя шрот, а также снизить затраты тепловой энергии при одновременном повышении экологичности процесса. The objective of the invention is to provide a universal method and device for the extraction of vegetable oils, which allows to obtain high-quality, practically solvent-free meal, as well as reduce the cost of thermal energy while improving the environmental friendliness of the process.

Эта задача решается тем, что в способе экстракции растительных масел, включающем экстракцию маслосодержащего материала в противоточном экстракторе, экстракцию ведут многократным ступенчатым орошением сырья мисцеллой в перегрузочном устройстве экстрактора, затем однократным орошением его конденсатом перегретых паров растворителя, подаваемых в верхнюю часть экстракционной колонны, а в верхней части колонны поднимают температуру шрота по направлению к его выходу и создают газовый затвор шротом, а устройство для экстракции растительных масел, включающее загрузочную колонну, перегрузочное устройство и вертикальную шнековую экстракционную колонну с узлом разгрузки шрота и патрубками для подвода жидкого растворителя и отвода мисцеллы, загрузочная колонна образована соединенными между собой бункером с датчиками верхнего и нижнего уровня экстрагируемого материала и расширяющейся книзу шахтой с размещенной в ней течкой с нижним раструбом, причем нижняя часть шахты оснащена распределительной камерой с патрубками для подвода очищаемой газовоздушной смеси, а верхняя часть шахты снабжена патрубком для отвода очищенного воздуха; перегрузочное устройство выполнено в виде бесконечной фильтрующей ленты в герметичном корпусе с мисцеллосборниками и снабжено по меньшей мере одним насосом для рециркуляции мисцеллы и сборным шнеком, концевой уголок которого размещен в экстракционной колонне, патрубок выхода мисцеллы установлен на коническом днище экстракционной колонны, верхний конец последней имеет обогревательную камеру с патрубками для подвода и отвода теплоносителя, под обогревательной камерой расположен патрубок для ввода перегретых паров растворителя, вал экстракционной колонны имеет в верхней части перистый шнек для создания перемешиваемого газового затвора, а в нижней части колонны коническую мешалку для предотвращения засорения конического днища колонны. This problem is solved in that in the method for extracting vegetable oils, including the extraction of oil-containing material in a countercurrent extractor, the extraction is carried out by multiple stepwise irrigation of miscella raw materials in the reloading device of the extractor, then by single irrigation with condensate of the overheated solvent vapor supplied to the upper part of the extraction column, and to the top of the column increases the temperature of the meal in the direction of its exit and creates a gas shutter with meal, and a device for extracting vegetable x oils, including a loading column, a reloading device and a vertical screw extraction column with a meal unloading unit and nozzles for supplying liquid solvent and miscella removal, the loading column is formed by a hopper connected to each other with sensors of the upper and lower levels of the extracted material and a shaft expanding downward with in estrus with a lower bell, the lower part of the shaft equipped with a distribution chamber with nozzles for supplying a cleaned gas-air mixture, and the upper part the shaft is equipped with a nozzle for the removal of purified air; the reloading device is made in the form of an endless filter tape in a sealed housing with miscelline collectors and is equipped with at least one miscella recirculation pump and a collection screw, the end corner of which is located in the extraction column, the miscella outlet pipe is installed on the conical bottom of the extraction column, the upper end of the latter has a heating element a chamber with nozzles for supplying and discharging the coolant; a nozzle for introducing superheated solvent vapor is located under the heating chamber, a shaft kstraktsionnoy column is at the top of the auger pinnate stirred for creating a gas seal, and the bottom conical part of the column to prevent clogging of the mixer the conical bottom of the column.

Предлагаемый способ экстракции осуществляют следующим образом. Экстрагируемый материал, находящийся в загрузочном устройстве аппарата в виде неперемешиваемого слоя определенной постоянной высоты, продувают газовоздушной смесью, отходящей от оборудования технологической экстракционной линии при непрерывном движении экстрагируемого материала вниз. Благодаря высокоразвитой поверхности экстрагируемого материала, содержащего масло, проходит поглощение им паров растворителя, пропитка растворителем, благоприятная для последующей экстракции, и очистка газовоздушной смеси. The proposed extraction method is as follows. The material to be extracted, which is in the device’s loading device in the form of an immiscible layer of a certain constant height, is purged with a gas-air mixture leaving the equipment of the technological extraction line with continuous movement of the extracted material down. Due to the highly developed surface of the extracted material containing oil, it absorbs solvent vapor, impregnation with a solvent favorable for subsequent extraction, and purification of the gas-air mixture.

В перегрузочном устройстве экстрагируемый материала подвергается многократному одно- или более ступенчатому орошению рециркулирующей мисцеллой, выходящей из экстракционной колонны. Происходит частичное обезжиривание экстрагируемого материала в противотоке и фильтрация мисцеллы на неподвижном его слое. Полученная мисцелла собирается в мисцеллосборнике перегрузочного устройства и выводится на дистилляцию. In the reloading device, the extracted material is subjected to multiple one- or more-stage irrigation with a recycle miscella emerging from the extraction column. Partial degreasing of the extracted material in countercurrent and filtration of miscella on its fixed layer occurs. The resulting miscella is collected in the miscelline collector of the reloading device and output to distillation.

Частично обезжиренный материал (далее - шрот) передают с помощью шнека, находящегося в перегрузочном устройстве, в нижнюю часть экстракционной колонны. При движении вверх шрот однократно орошается в противотоке последовательно мисцеллой убывающей концентрации и чистым конденсатом растворителя. Затем шрот вступает в контакт с перегретыми парами растворителя. Partially defatted material (hereinafter referred to as meal) is transferred by means of a screw located in the transfer device to the lower part of the extraction column. When moving up, the meal is irrigated once in countercurrent successively by a miscella of decreasing concentration and pure condensate of the solvent. Then the meal comes in contact with superheated solvent vapors.

Подсушенный шрот образует в верхней части аппарата подвижный газовый затвор, перемешиваемый с помощью перистого шнека, находящегося на верхнем конце вала колонны. При движении шрота вверх создают такие условия его нагрева, чтобы температура шрота в месте выхода была выше, чем в любой другой точке аппарата, чего достигают с помощью одно- или двухкамерной обогревательной рубашки. Выполнение этих условий обеспечивает выработку шрота с содержанием остаточного растворителя не более 0,3% при полном отсутствии прогазовки в месте выхода шрота. The dried meal forms a movable gas shutter in the upper part of the apparatus, mixed with the help of a cirrus screw located at the upper end of the column shaft. When the meal moves upward, such conditions are created for its heating that the temperature of the meal at the outlet is higher than at any other point in the apparatus, which is achieved using a single or double chamber heating jacket. Fulfillment of these conditions ensures the production of meal with a residual solvent content of not more than 0.3% with the complete absence of gas leakage at the place of meal exit.

Пример 1. Подготовленный к экстракции подсолнечный жмых с масличностью 18,6% вводят в нижнюю часть экстракционной колонны и перемещают вверх перфорированным шнеком. Перегретые до температуры 115^oC пары экстракционного бензина (нефраса) поступают через патрубок в верхнюю часть колонны. Над местом ввода перегретых паров растворителя шрот нагревают с помощью обогревательной рубашки. Орошение растворителем и мисцеллой в колонне однократное одноступенчатое. Температура шрота в месте выхода - 63-65^oC. Масличность готового шрота 2,7%, содержание бензина в шроте - 1,2%. Периодически наблюдались отдельные прогазовки в месте выхода шрота.Example 1. Prepared for extraction, sunflower meal with an oil content of 18.6% is introduced into the lower part of the extraction column and moved upward with a perforated screw. Superheated to a temperature of 115 ^o C pairs of extraction gasoline (nefras) enter through the pipe into the upper part of the column. The meal is heated above the injection site of the superheated solvent vapor using a heating jacket. Solvent and miscella irrigation in the column is single, single-stage. The temperature of the meal at the exit point is 63-65 ^o C. The oil content of the finished meal is 2.7%, the gasoline content in the meal is 1.2%. From time to time, individual degassing was observed at the exit of the meal.

Пример 2. Подсолнечный жмых с масличностью 18,6% многократно орошают в перегрузочном устройстве мисцеллой с концентрацией масла 15,6%, выходящей из экстракционной колонны. Экстракция и отгонка растворителя из шрота аналогичны примеру 1. Выше места ввода перегретых паров растворителя производят нагрев шрота с помощью двухкамерной обогревающей рубашки, при этом температура шрота повышается до 73^oC. Масличность готового шрота 1,39%. Содержание остаточного растворителя в нем 0,22%. Прогазовки отсутствуют.Example 2. Sunflower meal with an oil content of 18.6% is repeatedly irrigated in a miscella loading device with an oil concentration of 15.6% leaving the extraction column. The extraction and distillation of the solvent from the meal is similar to Example 1. Above the injection point of the superheated solvent vapor, the meal is heated using a two-chamber heating jacket, while the meal temperature rises to 73 ^o C. Oil content of the finished meal is 1.39%. The residual solvent content in it is 0.22%. No predictions.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа экстракции, заявляемого данным изобретением. Оно состоит из загрузочного устройства, перегрузочного устройства и экстракционной колонны. The drawing shows a device for implementing the extraction method claimed by this invention. It consists of a loading device, a reloading device and an extraction column.

Загрузочное устройство состоит из шлюзового затвора 1, бункера 2 с датчиком уровня 3, расширяющейся книзу шахты 4, соединяющей бункер и шахту, течки 5 в виде раструба, опущенного в шахту, патрубка 6 для выхода очищенного воздуха из верхней части шахты, распределительной камеры 7 с патрубками 8, расположенной в нижней части шахты. The loading device consists of a lock gate 1, a hopper 2 with a level 3 sensor, expanding down the shaft 4, connecting the hopper and the shaft, estrus 5 in the form of a socket lowered into the shaft, a pipe 6 for the outlet of purified air from the upper part of the shaft, a distribution chamber 7 s nozzles 8 located in the lower part of the shaft.

Перегрузочное устройство состоит из герметичного корпуса 9, бесконечной фильтрующей ленты 10 с мисцеллосборниками 11, насосом 12 для рециркуляции мисцеллы и сборного шнека 13, размещенного внутри корпуса 9. The reloading device consists of a sealed housing 9, an endless filter tape 10 with miscellaneous collectors 11, a pump 12 for recycling miscella and a collection screw 13 located inside the housing 9.

Экстракционная колонна состоит из корпуса 14, в верхней части которого выполнена паровая рубашка 15, состоящая из одной или двух камер с патрубком 16 для ввода и патрубком 17 для вывода отработанного теплоносителя, и разгрузочная течка для шрота 18, а в нижней части устроено коническое днище 19 с патрубком 20 для выхода мисцеллы. Внутри корпуса помещен вал 21 со сплошным перфорированным шнеком 22, перистым шнеком 23, сбрасывателем 24 и конической мешалкой 25. На корпусе устроены патрубки 26 для ввода перегретых паров растворителя и 27 - жидкого растворителя. Насос 28 предназначен для подачи мисцеллы из экстракционной колонны в перегрузочное устройство. The extraction column consists of a housing 14, in the upper part of which a steam jacket 15 is made, consisting of one or two chambers with a nozzle 16 for input and a nozzle 17 for outputting the spent coolant, and a discharge chute for the meal 18, and a conical bottom 19 is arranged in the lower part with pipe 20 for the exit of miscella. Inside the housing there is a shaft 21 with a continuous perforated screw 22, a feathery screw 23, a ejector 24 and a conical mixer 25. On the housing there are nozzles 26 for introducing superheated solvent vapors and 27 - liquid solvent. The pump 28 is designed to supply miscella from the extraction column to the reloading device.

Устройство работает следующим образом. Подготовленный к экстракции материал поступает в промежуточный бункер 2 через шлюзовый затвор 1. Датчики верхнего и нижнего уровня 3, соединенные с исполнительными механизмами транспортера, экстрагируемого материала и перегрузочного устройства экстрактора обеспечивают стабильную работу устройства и постоянную высоту слоя между нижней кромкой течки 5 и нижним датчиком 3. Из бункера 2 экстрагируемый материал проходит в шахту 4 через течку с нижним раструбом 5, опущенным в шахту. Вследствие некоторого расширения течки и шахты книзу экстрагируемый материал свободно проходит через них и опускается на непрерывную фильтрующую ленту 10 в корпусе перегрузочного устройства 9, благодаря чему достигается гарантированное постоянное заполнение шахты с неизменным уровнем слоя экстрагируемого материала в шахте и наличие свободного воздушного пространства над его слоем в верхней части шахты. The device operates as follows. Prepared for extraction, the material enters the intermediate hopper 2 through the lock gate 1. Sensors of the upper and lower levels 3 connected to the actuators of the conveyor, the extracted material and the transfer device of the extractor ensure stable operation of the device and a constant layer height between the lower edge of the estrus 5 and the lower sensor 3 . From the hopper 2, the extracted material passes into the shaft 4 through the estrus with a lower bell 5 lowered into the shaft. Due to some expansion of the estrus and shaft downward, the extracted material freely passes through them and is lowered onto a continuous filtering belt 10 in the body of the reloading device 9, which ensures guaranteed constant filling of the shaft with a constant level of the layer of extracted material in the shaft and the presence of free air space above its layer in top of the shaft.

Газовоздушная смесь, выходящая из технологического оборудования с парами растворителя, поступает в шахту 4 через патрубки 8, устроенные на распределительной камере 7. Пары растворителя поглощаются экстрагируемым материалом, а очищенный воздух выходит через патрубок 6, расположенный в верхней части шахты в зоне свободного пространства над экстрагируемым материалом. The gas-air mixture leaving the technological equipment with solvent vapors enters the mine 4 through nozzles 8 arranged on the distribution chamber 7. Solvent vapors are absorbed by the extracted material, and the cleaned air exits through the nozzle 6 located in the upper part of the mine in the free space above the extracted material.

Экстрагируемый материал, лежащий на фильтрующей ленте 10 и перемещаемый ею в виде неподвижного слоя, подвергают сначала многократному орошению рециркулирующей мисцеллой на одной или нескольких ступенях через внутренние мисцеллосборники 11 с помощью насоса 12, затем однократному орошению мисцеллой, выходящей из экстракционной колонны 14 через патрубок 20 на коническом днище 19. Во избежание засорения конуса частицами шрота производят непрерывную очистку внутренней поверхности днища конической мешалкой 25, закрепленной на нижнем конце вала. The extractable material lying on the filter belt 10 and moved by it in the form of a fixed layer is first subjected to repeated irrigation with a recycle miscella at one or several steps through internal miscellular collectors 11 using a pump 12, and then to a single irrigation of miscella leaving the extraction column 14 through the nozzle 20 onto conical bottom 19. In order to avoid clogging of the cone with meal particles, the internal surface of the bottom is continuously cleaned with a conical mixer 25 mounted on the lower end of the shaft.

Сходя с ленты 10, шрот с мисцеллой падает в сборный шнек 13, находящийся в корпусе перегрузочного устройства 9 и герметически соединенный с экстракционной колонной 14, затем поступает на перья сплошного перфорированного шнека 22, поднимается вверх и однократно орошается в противотоке последовательно стекающей сверху мисцеллой убывающей концентрации и конденсатом паров растворителя, вводимых через патрубок 26 в перегретом состоянии. Descending from the tape 10, the meal with miscella falls into the collection screw 13 located in the case of the reloading device 9 and hermetically connected to the extraction column 14, then it enters the feathers of the continuous perforated screw 22, rises up and is irrigated once in countercurrent flowing from above the decreasing concentration of the micelle and condensate solvent vapor introduced through the pipe 26 in an overheated state.

В зоне ввода перегретых паров растворителя происходит отгонка растворителя из шрота. Далее шрот перемещают в верхнюю часть экстракционной колонны, оснащенную обогревательной рубашкой 15 с патрубками 16 и 17. Через патрубок 16 вводят теплоноситель и выводят его в отработанном виде через патрубок 17. С помощью перистого шнека 23 в верхней части экстракционной колонны создают перемешиваемый шротовый газовый затвор, препятствующий выходу паров растворителя. Выгрузку шрота осуществляют с помощью сбрасывателя 24 через течку 18. Предусмотрен ввод жидкого растворителя в нижнюю часть экстракционной колонны через патрубок 27. In the input zone of the superheated solvent vapor, the solvent is distilled off from the meal. Next, the meal is transferred to the upper part of the extraction column, equipped with a heating jacket 15 with nozzles 16 and 17. Through the nozzle 16, the coolant is introduced and it is exhausted through the nozzle 17. Using a cirrus screw 23, a stirred gas shutter is created in the upper part of the extraction column, preventing the escape of solvent vapor. The meal is discharged using the ejector 24 through the estrus 18. A liquid solvent is introduced into the lower part of the extraction column through the nozzle 27.

Это изобретение позволяет получать высококачественный практически без содержания бензина шрот, а также снизить затраты тепловой энергии при одновременном повышении экологичности процесса. This invention allows to obtain high-quality meal without practically gasoline content, as well as reduce the cost of thermal energy while increasing the environmental friendliness of the process.

Источники информации
1. Чубинидзе Б.Н., Паронян В.Х. и др. Оборудование предприятий масложировой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1985, с. 127-130.Sources of information
1. Chubinidze B.N., Paronyan V.Kh. and other equipment of enterprises of the oil and fat industry. - M .: Agropromizdat, 1985, p. 127-130.

Claims

1. The method of extraction of vegetable oils, including the extraction of oil-containing material in a countercurrent extractor, characterized in that the extraction is carried out by multiple stepwise irrigation of the miscella raw material in the reloading device of the extractor, then by its single condensate irrigation with superheated solvent vapor supplied to the upper part of the extraction column and to the upper part parts of the column raise the temperature of the meal toward its outlet and create a gas shutter with meal.

2. A device for extracting vegetable oils, including a loading column, a reloading device, and a vertical screw extraction column with a meal unloading unit and nozzles for supplying liquid solvent and miscellane discharge, characterized in that the loading column is formed by a hopper connected to each other with sensors of upper and lower levels extracted material and expanding to the bottom of the shaft with the estrus placed in it with a lower bell, and the lower part of the shaft is equipped with a distribution chamber with a pat tubes for supplying a cleaned gas-air mixture, and the upper part of the shaft is equipped with a pipe for removing purified air, the reloading device is made in the form of an endless filter tape in an airtight housing with miscellaneous containers and is equipped with at least one miscella recirculation pump and a collection screw, the end corner of which placed in the extraction column, the miscella outlet pipe is installed on the conical bottom of the extraction column, the upper end of the last has a heating chamber with pipes for water and removal of the coolant, is located beneath the heating chamber inlet for entry of superheated vapor of the solvent, the extraction column has a shaft at the top of the auger pinnate stirred for creating a gas seal, and the bottom conical part of the column to prevent clogging of the mixer the conical bottom of the column.