RU2312130C1 - Ultrasonic mass-exchange apparatus - Google Patents
Ultrasonic mass-exchange apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312130C1 RU2312130C1 RU2006117276/13A RU2006117276A RU2312130C1 RU 2312130 C1 RU2312130 C1 RU 2312130C1 RU 2006117276/13 A RU2006117276/13 A RU 2006117276/13A RU 2006117276 A RU2006117276 A RU 2006117276A RU 2312130 C1 RU2312130 C1 RU 2312130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter element
- perforated
- cylinder
- solid
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к массообменным аппаратам, используемым в мини-заводах при производстве продуктов брожения, растительного масла и др.The invention relates to the field of food industry, in particular to mass transfer devices used in mini-factories in the production of fermentation products, vegetable oil, etc.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является массообменный аппарат (Патент 2211858 (Российская Федерация), МКИ С12С 13/02. Массообменный аппарат / С.Т.Антипов, В.М.Клепиков, С.В.Шахов, А.Г.Небольсин - Заявл. 10.09.2003, №2002113973/13, опубл. в Б.И., 2003, №25), содержащий цилиндрический сосуд со сферическим днищем, перемешивающее устройство в форме пропеллера, расположенное соосно внутри сплошного неподвижного цилиндра в нижней части аппарата, патрубки для загрузки и технического обслуживания, фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, установленного на штоке с возможностью возвратно-поступательного движения по оси неподвижного цилиндра с перекрытием части последнего в нижнем положении, при этом в верхнем положении коаксиально входящего в сплошной цилиндр, размещенный в верхней части аппарата, причем над нижней торцевой частью фильтрующего элемента, выполненной перфорированной, расположено устройство в виде жалюзи, сплошные лепестки которого установлены с возможностью периодического закрывания и открывания торцевой части перфорированной поверхности фильтрующего элемента.In terms of technical nature, the closest to the proposed one is a mass transfer apparatus (Patent 2211858 (Russian Federation), MKI C12C 13/02. Mass transfer apparatus / S.T. Antipov, V.M. Klepikov, S.V. Shakhov, A.G. Nebolsin - Declaration of September 10, 2003, No. 2002113973/13, published in B.I., 2003, No. 25) containing a cylindrical vessel with a spherical bottom, a mixing device in the form of a propeller, located coaxially inside a solid stationary cylinder in the lower part of the apparatus, nozzles for loading and maintenance, a filter element in the form of perforated cili NDR mounted on the rod with the possibility of reciprocating motion along the axis of the fixed cylinder with overlapping part of the latter in the lower position, while in the upper position coaxially entering the solid cylinder located in the upper part of the apparatus, and above the lower end part of the filter element made perforated , a device in the form of blinds is located, the solid petals of which are installed with the possibility of periodically closing and opening the end part of the perforated surface of the filter element.
Однако недостатками известного массообменного аппарата являются низкая интенсивность процессов экстракции и фильтрования, которые связаны с тем, что при их проведении происходит уплотнение продукта на фильтрующих поверхностях, ведущее к резкому увеличению гидравлического сопротивления и не прохождению экстрагирующей жидкости через слой продукта, что вызывает в свою очередь необходимость изменения направления потока для разрушения плотного слоя продукта.However, the disadvantages of the known mass transfer apparatus are the low intensity of the extraction and filtering processes, which are associated with the fact that when they are carried out, the product is densified on the filter surfaces, leading to a sharp increase in hydraulic resistance and not passage of the extracting liquid through the product layer, which in turn necessitates changes in flow direction to destroy the dense layer of the product.
Технической задачей является повышение степени извлечения целевых компонентов и интенсификация процессов экстракции и фильтрования.The technical task is to increase the degree of extraction of the target components and the intensification of the extraction and filtering processes.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в ультразвуковом массообменном аппарате, содержащем цилиндрический сосуд со сферическим днищем, перемешивающее устройство, расположенное соосно внутри сплошного неподвижного цилиндра в нижней части аппарата, патрубки для загрузки и технического обслуживания, фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, установленного на штоке с возможностью возвратно-поступательного движения по оси неподвижного цилиндра с перекрытием части последнего в нижнем положении и коаксиально входящего в сплошной цилиндр в верхнем положении, размещенный в верхней части аппарата, причем нижняя торцевая часть фильтрующего элемента состоит из чередующихся перфорированных и сплошных участков в виде жалюзи, верхние сплошные лепестки которого выполнены подвижными и установлены с возможностью периодического закрывания и открывания торцевой поверхности перфорированного участка фильтрующего элемента, новым является то, что в нем дополнительно установлены гидродинамические ультразвуковые излучатели, расположенные соосно в верхней части фильтрующего элемента с возможностью перемещения с ним, а также с его внешней перфорированной стороны, при этом в качестве перемешивающего устройства применяется осевой насос.The technical problem of the invention is achieved in that in an ultrasonic mass transfer apparatus containing a cylindrical vessel with a spherical bottom, a mixing device located coaxially inside a continuous stationary cylinder in the lower part of the apparatus, nozzles for loading and maintenance, a filter element in the form of a perforated cylinder mounted on a rod with the possibility of reciprocating motion along the axis of the fixed cylinder with overlapping part of the latter in the lower position and coaxially in one in a continuous cylinder in the upper position, located in the upper part of the apparatus, the lower end part of the filter element consisting of alternating perforated and continuous sections in the form of blinds, the upper continuous petals of which are movable and installed with the possibility of periodically closing and opening the end surface of the perforated section of the filter element, new is that in it additionally installed hydrodynamic ultrasonic emitters located coaxially in the upper th part of the filter element with the ability to move with it, as well as from its external perforated side, while an axial pump is used as a mixing device.
Технический результат заключается в повышении степени извлечения целевых компонентов и интенсификации процессов экстракции и фильтрования.The technical result consists in increasing the degree of extraction of the target components and the intensification of the extraction and filtering processes.
На фиг.1 представлена трехмерная модель ультразвукового массообменного аппарата, на фиг.2 - общий вид ультразвукового массообменного аппарата, на фиг.3-4 - увеличенные фрагменты конструкции ультразвукового массообменного аппарата, на фиг.5 - вид торцевой поверхности фильтрующего элемента при различном положении лепестков жалюзи, на фиг 6 - общий вид осевого насоса, а на фиг.7 - общий вид гидродинамического ультразвукового излучателя.Figure 1 presents a three-dimensional model of an ultrasonic mass transfer apparatus, figure 2 is a General view of an ultrasonic mass transfer apparatus, Figures 3-4 are enlarged fragments of the structure of an ultrasonic mass transfer apparatus, Figure 5 is a view of the end surface of the filter element at different positions of the petals blinds, in Fig. 6 is a general view of an axial pump, and in Fig. 7 is a general view of a hydrodynamic ultrasonic emitter.
Ультразвуковой массообменный аппарат (фиг.1, 2), содержащий цилиндрический сосуд 1 со сферическим днищем 2 и рубашкой 3, снабжен перемешивающим устройством 4, в качестве которого применяется осевой насос (фиг.6), присоединенный к нижней части сплошного неподвижного цилиндра 5. Аппарат имеет фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра 6, установленный на штоке 7 с возможностью возвратно-поступательного движения по оси аппарата с перекрытием части неподвижного цилиндра 5 в нижнем положении, при этом в верхнем положении коаксиально входящий в сплошной цилиндр 8, размещенный в верхней части аппарата на штоке 7. Причем торцы фильтрующего элемента выполнены в виде жалюзи 9, соединенного со штоком 7, имеющим возможность поворота вокруг своей оси. Аппарат снабжен патрубками для подвода теплоносителя 10 в рубашку 3, технологической жидкости 11 внутрь сосуда 1, промывной жидкости 12 и исходного сырья 13 в перфорированный цилиндр 6, а также патрубками для удаления отработанного сырья 14 из перфорированного цилиндра 6, готового продукта 15 и промывной воды 16 из цилиндрического сосуда 1, отработавшего теплоносителя 17 из рубашки 3.An ultrasonic mass transfer apparatus (Figs. 1, 2), containing a
Для интенсификации процессов экстрагирования в верхней части фильтрующего элемента установлены с возможностью перемещения с ним гидродинамические ультразвуковые излучатели 18 (фиг.7).To intensify the extraction processes in the upper part of the filter element are installed with the ability to move with it hydrodynamic ultrasonic emitters 18 (Fig.7).
Гидродинамические ультразвуковые излучатели 18 также установлены с внешней перфорированной стороны фильтрующего элемента для улучшения процесса фильтрации.Hydrodynamic
Применение в данной конструкции массообменного аппарата осевого насоса в сочетании с гидродинамическими ультразвуковыми излучателями, установленными с внешней стороны фильтрующего элемента, связано с тем, что благодаря воздействию ультразвуковых колебаний не образуется плотный слой продукта, поэтому процесс фильтрации не снижается при обеспечении высокого расхода жидкости насосом, что позволяет не менять направления движения технологической жидкости в обратную сторону.The use of an axial pump in this design of a mass transfer apparatus in combination with hydrodynamic ultrasonic emitters installed on the outside of the filter element is due to the fact that due to the action of ultrasonic vibrations a dense product layer is not formed, therefore, the filtration process is not reduced while ensuring a high flow rate of the pump, allows you to not change the direction of movement of the process fluid in the opposite direction.
При этом конструкция осевого насоса (фиг.6) состоит из следующих основных элементов: всасывающего патрубка 19, осевого направляющего 20, корпуса 21, подшипника скольжения 22, напорного патрубка 23, вала 24, втулки 26, лопастей 27, прокладки 28, кольца 29, втулки 30, обтекателя 32, крышки крепления обтекателя 33, опоры 37 и элементов крепления 34, 35, 36.The design of the axial pump (Fig. 6) consists of the following main elements: a
Использование ультразвуковых излучателей гидродинамического действия (фиг.7) вызвано тем, что в них механическая энергия непосредственно превращается в энергию упругих механических колебаний, и поэтому отпадает необходимость применения радиотехнических генераторов. Кроме того, гидродинамические ультразвуковые излучатели обеспечивают хорошее перемешивание облучаемого вещества, и при их работе все частицы жидкости проходят зону максимального воздействия ультразвука.The use of ultrasonic emitters of hydrodynamic action (Fig.7) is caused by the fact that in them the mechanical energy is directly converted into the energy of elastic mechanical vibrations, and therefore there is no need to use radio engineering generators. In addition, hydrodynamic ultrasonic emitters provide good mixing of the irradiated substance, and during their operation all particles of the liquid pass the zone of maximum exposure to ultrasound.
Гидродинамические ультразвуковые излучатели (фиг.7) состоят из следующих основных узлов: резонансного колебательного устройства 38, уплотнения 40, соединительной муфты 41, стягивающей гайки 42, направляющей втулки 43, сопла 44, направляющих планок 45 и устройства (не показано), обеспечивающего подачу жидкости в сопло под давлением. При этом излучатель заключен во вторичный резонатор 39 в виде акустического стакана.Hydrodynamic ultrasonic emitters (Fig. 7) consist of the following main units: a resonant oscillating
В качестве устройства (не показано), обеспечивающего подачу жидкости в сопло ультразвукового излучателя под давлением, можно использовать или жидкостные насосы, или спаренные наполненные жидкостью резервуары с последовательным опорожнением их за счет давления воздуха (или инертного газа). Наиболее часто применяются жидкостные насосы. Хорошие результаты получаются при использовании, например, центробежно-вихревых насосов 2,5-ЦВ-0,8; шестеренчатых ШДМ-100, насоса ЭКН-10. Возможно применение и других видов насосов, дающих ровную непульсирующую струю или имеющих устройство для сглаживания пульсаций. Для получения низких частот (1-6 кГц) используют насосы, обеспечивающие давление жидкости 5-10 атм.As a device (not shown) for supplying liquid to a nozzle of an ultrasonic emitter under pressure, one can use either liquid pumps or paired tanks filled with liquid with their subsequent emptying due to air pressure (or inert gas). The most commonly used liquid pumps. Good results are obtained when using, for example, centrifugal-vortex pumps 2.5-CV-0.8; gear ШДМ-100, pump EKN-10. It is possible to use other types of pumps that give a smooth, non-pulsating jet or have a device for smoothing pulsations. To obtain low frequencies (1-6 kHz), pumps are used that provide a fluid pressure of 5-10 atm.
Предложенный аппарат работает следующим образом.The proposed apparatus works as follows.
В перфорированный цилиндр 6 (фиг.1, 2) через патрубок 13 загружаются исходные продукты (например, для получения сусла - измельченное зерно или солод, а для получения растительного масла - мятка масличных семян) и подается посредством патрубка 11 подогретая до требуемой температуры технологическая жидкость, служащая экстрагентом (например, для получения сусла - вода, а для получения растительного масла - гексан, бензин и т.п.). Одновременно включается электропривод осевого насоса 4, который обеспечивает подачу технологической жидкости в перфорированный цилиндр 6, в котором находится исходный продукт. Под действием потока исходный продукт распределяется слоем на внутренней поверхности перфорированного цилиндра 6. Благодаря фильтрации технологической жидкости через слой продукта осуществляется процесс извлечения целевых компонентов экстракцией совместно с выщелачиванием из исходного продукта в технологическую жидкость с одновременной ее фильтрацией через перфорированные отверстия цилиндра 6. Температура технологической жидкости при этом поддерживается на уровне допустимой термолабильности продукта или технологического регламента путем подачи теплоносителя через патрубок 10 в рубашку 3. Для поддержания высокой интенсивности процесса экстракции исходный продукт, находящийся в перфорированном цилиндре 6, подвергается адресной ультразвуковой обработке гидродинамическими излучателями 18, установленными соосно в верхней части перфорированного цилиндра 6.Initial products are loaded into the perforated cylinder 6 (Figs. 1, 2) through the nozzle 13 (for example, crushed grain or malt to obtain wort, and oilseed peel to obtain vegetable oil) and the process fluid heated to the required temperature is supplied through the
Гидродинамические ультразвуковые излучатели 18 (фиг.7) работают благодаря тому, что шестеренчатый насос (не показан) откачивает жидкость из верхней части аппарата и подает ее под давлением 10-15 атм в сопло излучателя 18.Hydrodynamic ultrasonic emitters 18 (Fig.7) work due to the fact that a gear pump (not shown) pumps out liquid from the upper part of the device and delivers it under a pressure of 10-15 atm to the nozzle of the
С целью обеспечения постоянной скорости фильтрации внешняя боковая поверхность перфорированного цилиндра 6 также подвергается воздействию ультразвуковых колебаний, создаваемых излучателями 18, расположенными с его внешней стороны, что позволяет постоянно разрыхлять слой продукта при прохождении через него технологической жидкости с высоким напором, создаваемым осевым насосом 4.In order to ensure a constant filtration rate, the outer side surface of the perforated
По окончании процесса экстракции обогащенная целевым компонентом технологическая жидкость остается в цилиндрическом сосуде 1, а при помощи штока 7 перфорированный цилиндр 6 поднимается в крайнее верхнее положение коаксиально во внутрь сплошного цилиндра 8, где в результате поворота штока 7 вокруг своей оси происходит закрытие жалюзи 9 и открытие выпускного отверстия (не показано) в перфорированном цилиндре 6. Затем через патрубок 12 подается в перфорированный цилиндр 6 промывочная жидкость для удаления из него отработанного продукта через патрубок 14 за пределы аппарата.At the end of the extraction process, the process fluid enriched with the target component remains in the
По завершении цикла получения готового продукта (технологической жидкости обогащенной целевым компонентом) через патрубок 12 подаются дезинфицирующий раствор и промывочная жидкость, удаляемые затем через патрубок 16.At the end of the cycle of obtaining the finished product (technological fluid enriched with the target component) through the
Предлагаемый ультразвуковой массообменный аппарат имеет следующие преимущества:The proposed ultrasonic mass transfer apparatus has the following advantages:
- дополнительно расположенные гидродинамические ультразвуковые излучатели соосно в верхней части фильтрующего элемента позволяют адресно в локальном объеме перфорированного цилиндра осуществлять ультразвуковую обработку исходного продукта, что с одной стороны способствует интенсификации процесса экстракции целевых компонентов из исходного продукта, а с другой стороны обеспечивает рациональное использование энергии гидродинамических излучателей только на обработку исходного продукта, а не всей массы, находящейся в массообменном аппарате;- additionally located hydrodynamic ultrasonic emitters coaxially in the upper part of the filter element allow targeted ultrasonic processing of the initial product in the local volume of the perforated cylinder, which on the one hand contributes to the intensification of the process of extraction of target components from the initial product, and on the other hand provides rational use of the energy of hydrodynamic emitters only on the processing of the original product, and not the entire mass in mass transfer Machinery;
- дополнительное расположение гидродинамических ультразвуковых излучателей с внешней перфорированной стороны фильтрующего элемента позволяет постоянно разрыхлять слой продукта при прохождении через него технологической жидкости с высоким напором, создаваемым осевым насосом;- the additional location of the hydrodynamic ultrasonic emitters from the outer perforated side of the filter element allows you to constantly loosen the product layer when passing through it a process fluid with high pressure created by an axial pump;
- применение ультразвуковых излучателей гидродинамического действия создает хорошие условия для перемешивания, и при их работе все частицы жидкости проходят зону максимального воздействия ультразвука;- the use of ultrasonic emitters of hydrodynamic action creates good conditions for mixing, and during their operation all particles of the liquid pass the zone of maximum exposure to ultrasound;
- применение в качестве перемешивающего устройства осевого насоса, присоединенного к нижней части сплошного неподвижного цилиндра, обеспечивает хорошие гидродинамические условия для выщелачивания экстрагируемых из исходного продукта целевых компонентов, а также высокую надежность работы ультразвукового массообменного аппарата за счет обеспечения необходимого уровня скорости фильтрации технологической жидкости через слой продукта, расположенного на внутренней перфорированной поверхности фильтрующего элемента.- the use of an axial pump as a mixing device attached to the bottom of a continuous stationary cylinder provides good hydrodynamic conditions for leaching the target components extracted from the initial product, as well as high reliability of the ultrasonic mass transfer apparatus by providing the necessary level of process fluid filtration through the product layer located on the inner perforated surface of the filter element.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117276/13A RU2312130C1 (en) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Ultrasonic mass-exchange apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117276/13A RU2312130C1 (en) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Ultrasonic mass-exchange apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312130C1 true RU2312130C1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38903846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006117276/13A RU2312130C1 (en) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Ultrasonic mass-exchange apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312130C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568999C1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-11-20 | Виктор Геннадьевич Дунаев | Method for production of vegetable oil of oil-containing seeds |
CN109999536A (en) * | 2019-05-28 | 2019-07-12 | 青海民族大学 | A kind of middle Tibetan medicine pharmaceutical products ingredient ultrasound high-efficiency device for extracting |
-
2006
- 2006-05-19 RU RU2006117276/13A patent/RU2312130C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568999C1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-11-20 | Виктор Геннадьевич Дунаев | Method for production of vegetable oil of oil-containing seeds |
CN109999536A (en) * | 2019-05-28 | 2019-07-12 | 青海民族大学 | A kind of middle Tibetan medicine pharmaceutical products ingredient ultrasound high-efficiency device for extracting |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107755087A (en) | Full-automatic magnetic filter | |
CN108393057A (en) | A kind of petrochemical industry intermediate product production technology | |
RU2312130C1 (en) | Ultrasonic mass-exchange apparatus | |
CN108525630A (en) | A kind of petrochemical industry retort | |
CN206415096U (en) | A kind of use for laboratory has the reactor of self-cleaning function | |
CN204138477U (en) | A kind of waste disposal plant | |
CN204671929U (en) | A kind of integrated continuous microjet low temperature extracts and clarification production system | |
CN109573998A (en) | A kind of ultrasonic wave removing graphite oxide device | |
US3902858A (en) | Chemical production processing unit | |
RU2277115C1 (en) | Reactor for the liquid-phase thermal cracking | |
RU57152U1 (en) | EXTRACTION PLANT | |
US731092A (en) | Machine for cleaning and scalding vegetables, &c. | |
CN207987112U (en) | A kind of solid waste rubbish oil refining apparatus | |
RU2370521C1 (en) | Reactor for liquid phase thermal decomposition | |
CN219441401U (en) | Cold and hot cylinder | |
CN220870903U (en) | Cooler applied to continuous treatment process of thermal cracking of medical waste | |
RU2322483C2 (en) | Mode of extraction of essential oils from seeds, fruits and roots | |
CN104771929A (en) | Integrated and continuous microjet low-temperature extraction and clarification production system | |
RU2746866C1 (en) | Automated acid extractor centrifuge for production of cellulose nitrates | |
CN209155316U (en) | A kind of containing hydrogen silicone oil crude product filter device that filter efficiency is high | |
CN219324541U (en) | Blood purification resin washs cauldron | |
RU225428U1 (en) | ULTRASONIC EXTRACTOR | |
RU2218204C2 (en) | Extraction plant | |
US2243366A (en) | Centrifugal machine | |
CN220194706U (en) | Lubricating oil stirrer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080520 |