RU2479619C2 - Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof - Google Patents
Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479619C2 RU2479619C2 RU2009142373/05A RU2009142373A RU2479619C2 RU 2479619 C2 RU2479619 C2 RU 2479619C2 RU 2009142373/05 A RU2009142373/05 A RU 2009142373/05A RU 2009142373 A RU2009142373 A RU 2009142373A RU 2479619 C2 RU2479619 C2 RU 2479619C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- raw materials
- screw
- cooking
- pulse generator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Заявленное техническое решение относится к пульсационным устройствам и технологиям непрерывного действия для делигнификации целлюлозосодержащего растительного сырья. Наиболее эффективно может быть использовано для переработки преимущественно однолетнего растительного сырья с получением целлюлозной массы, предназначенной для изготовления преимущественно пищевых волокон и других целлюлозосодержащих материалов, позволяет значительно упростить конструкцию реактора и технологию делигнификации, снизить удельные энергетические затраты при одновременном повышении качества целлюлозной массы. Технические результаты обеспечиваются за счет изменения в конструкции реактора, применения нового пульсационного устройства, обеспечивающего высокоэнергетическое акустическое воздействие на реакционную среду гидравлическим ударом.The claimed technical solution relates to pulsating devices and continuous technologies for the delignification of cellulose-containing plant materials. It can be most effectively used for processing predominantly one-year plant materials with the production of pulp intended for the manufacture of predominantly dietary fiber and other cellulose-containing materials, which can significantly simplify the design of the reactor and the technology of delignification, reduce unit energy costs while improving the quality of the pulp. Technical results are provided due to changes in the design of the reactor, the use of a new pulsating device that provides high-energy acoustic impact on the reaction medium by water hammer.
Из исследованного уровня техники широко известны установки для делигнификации растительного сырья периодического и непрерывного действия. В частности, для делигнификацации древесного сырья используются котлы периодического действия, работающие под избыточным давлением (Оборудование целлюлозно-бумажного производства. М.: Издательство «Лесная промышленность», 1981 г. под. Ред. В.А.Чичаева с.58-65, аналог 1).From the studied prior art, plants for the delignification of plant materials of periodic and continuous action are widely known. In particular, for delignification of wood raw materials, periodic pressure boilers are used that operate under excessive pressure (Pulp and paper production equipment. M: Publishing House "Lesnaya Industriya", 1981, under the editorship of V.A.Chichaev p.58-65, analogue 1).
Известные варочные устройства (котлы) в связи с конструктивными особенностями имеют следующие недостатки:Known cooking devices (boilers) in connection with the design features have the following disadvantages:
- работают при избыточном давлении (8-12 атм);- work at excess pressure (8-12 atm);
- имеют низкие показатели по технике безопасности и экологичности в силу работы устройств (котлов) под избыточным давлением.- have low safety and environmental performance due to the operation of devices (boilers) under excessive pressure.
- имеют низкую производительность;- have low productivity;
- имеют низкую ремонтопригодность.- have low maintainability.
- имеют также высокую металлоемкость.- also have high metal consumption.
Известные устройства, описанные в аналоге 1 (варочные котлы), являются аппаратами периодического действия, и в силу своих конструктивных особенностей имеют характерные для данных аппаратов недостатки в способе реализации проведения процесса варки, т.е имеют низкую удельную производительностью на 1 м3 полезного объема устройства и, как следствие этого, характеризуется перечисленными выше недостатками.The known devices described in analogue 1 (digesters) are batch apparatuses and, due to their design features, have drawbacks characteristic of these apparatuses in the method for implementing the cooking process, i.e., have a low specific productivity per 1 m 3 of useful volume of the device and, as a consequence of this, is characterized by the above disadvantages.
Широко известны многотрубные варочные установки горизонтального типа непрерывного действия. Например, установка, приведенная в аналоге 2, состоит из варочных труб, оборудованных винтовыми транспортерами. Трубы расположены горизонтально одна над другой в вертикальной плоскости. Число варочных труб зависит от вида вырабатываемого полуфабриката и производительности установки и составляет 2-8 шт. Диаметр труб 0,6-1,2 м, длина 6-12 м. Данные установки предназначены для переработки щепы в бумагу и картон в целлюлозно-бумажном производстве. В этих установках щепа из бункера, пройдя дозатор, питателем высокого давления винтового типа подается в пропиточную трубу. Винтовой питатель по направлению к загрузочному патрубку пропиточной трубы сужается, за счет чего щепа уплотняется и исключает прорыв пара из трубы в питатель. Спрессованная щепа (пробка) попадает в пропиточную трубу, где, перемещаясь к противоположному концу трубы, под действием винта, пара давления, температуры и щелока щепа хорошо смешивается со щелоком, пропитывается и превращается в целевой продукт-целлюлозу. Проходя затем последовательно варочные трубы, щепа проваривается и через разгрузочное устройство передувается в выдувной резервуар. Температура варки во всех варочных трубах поддерживается 160-180°С, продолжительность варки 15-60 мин (Оборудование целлюлозно-бумажного производства. М.: Издательство «Лесная промышленность», 1981 г. под. Ред. В.А.Чичаева с.71-76) (аналог 2).Widely known multitube cooking installations of horizontal type continuous operation. For example, the installation shown in
К недостаткам данных установок можно отнести:The disadvantages of these settings include:
- высокий удельный расход тепловой энергии;- high specific heat consumption;
- избыточное давление внутри аппарата;- excessive pressure inside the apparatus;
- аппарат работает при высоких температурах.- the device operates at high temperatures.
Известные многотрубные, варочные установки горизонтального типа непрерывного действия, описанные в аналоге 2, в силу своих конструктивных особенностей имеют характерные для данных аппаратов недостатки в способе реализации проведения процесса варки, т.е имеют более низкую производительность на единицу полезного объема устройства 1 м3, по сравнению с заявленным техническим решением, вследствие этого известный способ, реализуемый на известном устройстве, характеризуется перечисленными выше недостатками при получении целлюлозы для производства бумаги и картона для нужд целлюлозно-бумажного производств.Known multi-tube, horizontal horizontal cooking plants described in
Широко известны устройства вертикального типа для двухступенчатой непрерывной варки целлюлозы. Оборудование для варки состоит из двух вертикальных котлов, верхние части которых соединены между собой перепускной трубой. Из питателя высокого давления щепа со щелоком подается в нижнюю горловину варочного котла, в котором она движется снизу вверх. Второй котел также снабжен циркуляционной системой для непрямого обогрева, причем щелок забирается из нижней части котла и после подогрева поступает в верхнюю его часть. Из нижней горловины второго котла масса через концентратор выдувается в выдувной резервуар. Варка целлюлозы в непрерывно действующих котлах осуществляется при полностью заполненном щелоком варочном котле и избыточном гидравлическом давлении (на 0,1-0,2 МПа больше чем давление, соответствующее температуре кипения варочного раствора)Vertical type devices for two-stage continuous pulping are widely known. Cooking equipment consists of two vertical boilers, the upper parts of which are connected by a bypass pipe. From the high-pressure feeder, wood chips and liquor are fed into the lower neck of the digester, in which it moves from bottom to top. The second boiler is also equipped with a circulation system for indirect heating, and the liquor is taken from the lower part of the boiler and, after heating, enters its upper part. From the lower neck of the second boiler, the mass is blown through a concentrator into a blow tank. Cellulose cooking in continuously operating boilers is carried out with a full boiling pot filled with liquor and excessive hydraulic pressure (0.1-0.2 MPa more than the pressure corresponding to the boiling point of the cooking solution)
Рабочее давление в котле, таким образом, оказывается равным 1-1,2 МПа. Применяемый прием позволяет предотвращать кипение щелока и тем самым создавать различные температурные зоны по высоте котла (Оборудование целлюлозно-бумажного производства. М.: Издательство «Лесная промышленность», 1981 г. под. Ред. В.А.Чичаева с.76-77) (аналог 3).The working pressure in the boiler, therefore, is equal to 1-1.2 MPa. The applied technique allows to prevent boiling of liquor and thereby create different temperature zones along the height of the boiler (Pulp and paper production equipment. M .: Publishing house "Lesnaya industry", 1981, under the editorship of V.A. Chichaev p.76-77) (analogue 3).
Недостатком известных устройств является то, что требуется высокий расход тепловой энергии, избыточное давление внутри аппарата, аппарат работает при высоких температурах, данное оборудование предназначено для получения целлюлозы технического назначения для производства бумаги и картона.A disadvantage of the known devices is that a high consumption of thermal energy is required, an overpressure inside the apparatus, the apparatus operates at high temperatures, this equipment is intended for the production of industrial pulp for the production of paper and cardboard.
Известные устройства вертикального типа для двухступенчатой непрерывной варки целлюлозы, описанные в аналоге 3, в силу своих конструктивных особенностей имеют характерные для данных аппаратов недостатки в способе реализации проведения процесса варки, т.е имеют более низкую производительность на 1 м3 полезного объема устройства по сравнению с заявленным техническим решением, вследствие этого известный способ, реализуемый на известном устройстве (аналоге 3), характеризуется перечисленными выше недостатками при получении целлюлозы технического назначения для производства бумаги и картона.Known vertical-type devices for two-stage continuous pulping, described in
Известна конструкция пульсационного аппарата для кислородно-щелочной делигнификации растительного сырья (см. аналог 4, стр. 61-64 соответственно), являющаяся наиболее близкой к заявляемому техническому решению по количеству совпадающих признаков как конструктивных, так и признаков способа, и достигаемому техническому результату, кроме этого, известное техническое решение предназначено для реализации сходных задач (целей), а именно для делигнификации растительного сырья.The known design of the pulsation apparatus for oxygen-alkaline delignification of plant materials (see analogue 4, p. 61-64, respectively), which is closest to the claimed technical solution in terms of the number of matching features of both structural and process features, and the achieved technical result, except this, the well-known technical solution is intended to implement similar tasks (goals), namely, for the delignification of plant materials.
Устройство (пульсационный аппарат) представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с неподвижной насадкой (насадка типа" КРИМЗ см. стр.55, рис.2 и 3), имеющей прямоугольные отверстия с направляющими лопатками (лопастям) с периодической загрузкой сырья.The device (pulsation apparatus) is a vertical cylindrical vessel with a fixed nozzle (nozzle type "KRIMZ see page 55, Fig. 2 and 3), which has rectangular holes with guide vanes (blades) with periodic loading of raw materials.
Пульсационный аппарат для делигнификации растительного сырья оснащен пульсатором (см. стр.55 рис.2), находящимся вне варочного аппарата, представляющий собой собственно пульсационный аппарат, пульсатор и поршень пульсатора, который создает колебания жидкости в вертикальном направлении. Проходя отверстия насадки, жидкость приобретает вращательное движение, обусловленное направлением лопаток (лопастей). Аппарат работает под давлением 1,9-2,1 МПа, при температуре 150°С (Делигнификация растительного сырья в пульсационной аппаратуре. Л.О.Иоффе [и др.] / Химия древесины. - 1984. - №6. - С.54-57; и также Иванов Ю.С., Иоффе Л.О., Воробьев Ю.П., Двоскин Ш.Ф. Получение целлюлозы с непрерывным отделением волокна в пульсационном аппарате // Экспресс-информ. отеч. произв. опыт. Целлюлоза, бумага, картон; вып.5. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987. - с.5-9, аналог 4).The pulsation apparatus for delignification of plant materials is equipped with a pulsator (see page 55 Fig. 2) located outside the cooking apparatus, which is actually a pulsation apparatus, a pulsator and a pulsator piston, which creates fluid oscillations in the vertical direction. Passing the nozzle openings, the fluid acquires a rotational movement due to the direction of the blades (blades). The apparatus operates at a pressure of 1.9-2.1 MPa, at a temperature of 150 ° C (Delignification of plant materials in pulsating apparatus. L.O. Ioffe [et al.] / Chemistry of wood. - 1984. - No. 6. - C. 54-57; and also Ivanov Yu.S., Ioffe L.O., Vorobyov Yu.P., Dvoskin Sh.F. Cellulose production with continuous fiber separation in a pulsation apparatus // Express-Inform. Cellulose, paper, cardboard;
Способ работы пульсационного аппарата для кислородно-щелочной делигнификации растительного сырья с периодической загрузкой сырья заключается в непрерывной подаче варочной жидкости в реактор посредством разбрызгивания и рециркуляции варочного раствора через отверстия кольцевой трубки. Процесс ведется при высоком(их) избыточном давлении и температуре, в реакторе периодического действия при подаче кислорода (см. аналог 4, стр.55 абзацы 2-5 соответственно) при многократной (35 кратной) рециркуляции варочного раствора и газовой фазы (20-кратная рециркуляция кислорода), при этом указано, что: «делигнификация в этих условиях протекала крайне неравномерно. Жидкость и газ находили пути с минимальным гидравлическим сопротивлением. В этих местах стружка оказывалась светлой и переваренной, в то время как в других зонах было много непровара, а целлюлоза имела низкую среднюю степень полимеризации и темный цвет. Эти опыты показали, насколько сложной задачей является равномерное распределение жидкости и газа по всему объему варочного аппарата даже при малых его размерах. Кроме того, при любой системе смешения с варочным раствором одноступенчатая варка щепы будет давать неудовлетворительные результаты, поскольку процесс делигнификации происходит только на поверхности древесного материала. Естественно, что в этих условиях волокна поверхностных слоев щепы проварятся значительно раньше, чем волокна средних слоев, что приводит к получению неоднородной по качеству целлюлозы» (см. стр.55, 56, абзац 3,4). К конструктивным и технологическим недостаткам данной установки можно отнести:The method of operation of the pulsating apparatus for oxygen-alkaline delignification of plant materials with periodic loading of raw materials consists in the continuous supply of cooking liquid to the reactor by spraying and recycling the cooking solution through the holes of the annular tube. The process is carried out at high (their) overpressure and temperature in a batch reactor with oxygen supply (see analogue 4, p. 55, paragraphs 2-5, respectively) with repeated (35 times) recirculation of the cooking solution and the gas phase (20 times oxygen recirculation), while it is indicated that: “delignification under these conditions proceeded extremely unevenly. Liquid and gas found paths with minimal hydraulic resistance. In these places, the chips turned out to be light and overcooked, while in other areas there was a lot of lack of penetration, and cellulose had a low average degree of polymerization and a dark color. These experiments showed how difficult it is to evenly distribute the liquid and gas throughout the entire volume of the cooking apparatus, even with its small size. In addition, with any mixing system with a cooking solution, single-stage cooking of wood chips will give unsatisfactory results, since the delignification process occurs only on the surface of the wood material. Naturally, under these conditions, the fibers of the surface layers of wood chips will boil much earlier than the fibers of the middle layers, which leads to cellulose of a heterogeneous quality ”(see pages 55, 56, paragraph 3.4). Design and technological disadvantages of this installation include:
- высокий гидромодуль (1:40);- high hydraulic module (1:40);
- периодичность загрузки устройства;- the frequency of loading the device;
- низкую удельную производительность на 1 м3 аппарата;- low specific productivity per 1 m 3 apparatus;
- малый рабочий объем;- small working volume;
- высокие энергозатраты на создание пульсационного процесса;- high energy consumption to create a pulsation process;
- избыточное давление;- overpressure;
- высокие температуры;- high temperatures;
- данный аппарат предназначен исключительно для кислородно-щелочного способа делигнификации;- this unit is intended solely for the oxygen-alkaline method of delignification;
- применение пульсационного аппарата предназначено для отщепления фрагментов целлюлозы с поверхности щепы и тем самым обеспечения доступа кислорода к поверхности щепы для окисления лигнина, реализация этого процесса возможна при высоком гидромодуле (до 1:40), для этого требуются более высокие удельные энергозатраты на создание пульсационного процесса, что приводит к усложнению как конструкции устройства, так и технологии делигнификации.- the use of a pulsation apparatus is designed to cleave cellulose fragments from the surface of the chip and thereby provide oxygen access to the surface of the chip to oxidize lignin, this process can be implemented with a high hydraulic module (up to 1:40), this requires higher specific energy consumption for creating a pulsation process , which leads to a complication of both the design of the device and the technology of delignification.
Недостатком данного пульсационного устройства является его низкая эффективность применения по назначению, т.к. пульсации представляют собой низкочастотный (не более 5-6 герц) возвратно-поступательный импульс, который подается в жидкую фазу от генератора (пульсатора). Пульсация характеризуется интенсивностью I, равной произведению частоты колебаний на их размах 2А (двойная амплитуда в мм). I обычно составляет 1000-4000 мм/мин. Пульсационное перемешивание более эффективно, чем барботажное и механическое, т.к. в движении находится все содержимое автоклава, а «мертвые» зоны в реакторе отсутствуют (см. описание пульсационного аппарата и принцип его работы на стр.56. Рис.2 аналога 4).The disadvantage of this pulsating device is its low efficiency for intended use, because pulsations are a low-frequency (not more than 5-6 hertz) reciprocating pulse, which is supplied to the liquid phase from the generator (pulsator). The ripple is characterized by an intensity I equal to the product of the oscillation frequency and their amplitude 2A (double amplitude in mm). I is usually 1000-4000 mm / min. Pulsation mixing is more effective than bubble and mechanical mixing, as the entire contents of the autoclave is in motion, and there are no “dead” zones in the reactor (see the description of the pulsation apparatus and the principle of its operation on page 56. Fig. 2 of analogue 4).
Известный пульсационный варочный аппарат для делигнификации растительного сырья, описанный в аналоге 4, в силу своих конструктивных особенностей характеризуется следующими недостатками способа (технологического процесса):Known pulsating cooking apparatus for the delignification of plant materials, described in analogue 4, due to its design features is characterized by the following disadvantages of the method (process):
- аппарат работает при избыточном давлении (1,9-2,1 МПа или давлении в 19-21 атмосфер соответственно),что обеспечивает большую металлоемкость;- the device operates at an overpressure (1.9-2.1 MPa or a pressure of 19-21 atmospheres, respectively), which provides greater metal consumption;
- аппарат работает под воздействием высокой температуры (150°С);- the device operates under the influence of high temperature (150 ° C);
- в аппарате используется периодический способ загрузки;- the device uses a periodic method of loading;
- аппарат требует высоких энергетических затрат для создания пульсационного процесса в реакторе;- the apparatus requires high energy costs to create a pulsating process in the reactor;
- аппарат имеет высокую взрыво- и пожароопасность, обусловленную применением как высоких температур, давления, так и применением кислорода в процессе делигнификации.- the apparatus has a high explosion and fire hazard due to the use of both high temperatures, pressure, and the use of oxygen in the delignification process.
Заявленное техническое решение предназначено для переработки преимущественно однолетнего растительного сырья с получением целлюлозной массы, предназначенной для изготовления преимущественно пищевых волокон и других целлюлозосодержащих материалов.The claimed technical solution is intended for the processing of predominantly annual plant materials with the production of pulp intended for the manufacture of mainly dietary fiber and other cellulose-containing materials.
Сущность заявленного технического решения заключается в следующем. Пульсационное устройство для делигнификации целлюлозосодержащего растительного сырья, выполненное в виде вертикального цилиндрического сосуда реактора, оснащенное средством для загрузки-выгрузки сырья, выполненного средствами для интенсификации перемешивания реакционной массы, выполненными в виде кольцевой трубки, размещенной в верхней части реактора, оснащенное распылителем для. подачи варочного раствора и пульсационного устройства, отличающееся тем, что средство для загрузки сырья выполнено в виде смесительного устройства, состоящего из корпуса, ротора, представляющего собой горизонтальный трубчатый вал с расположенными на нем смесительными винтообразными витками и билами, привода ротора, соединенного с винтовым питателем, выполненного в виде цилиндрического корпуса, оснащенного в конце патрубком цилиндрической или конической формы с фланцами для крепления к реактору, винта, размещенного соосно корпусу, и запорного устройства, выполненного в виде шиберного устройства, средство для отжима и выгрузки целевого продукта, выполненного в виде лопастного или скребкового устройства, соединенного с винтовым устройством, а средство для интенсификации и перемешивания реакционной массы содержит пульсационную камеру и пульсатор-генератор импульсов, обеспечивающие возможность генерации в пульсационной камере энергетических акустических импульсов с частотой в диапазоне 5-70 пульсаций в минуту с плотностью энергетического воздействия на сырье, находящейся в диапазоне от 3 до 100 МДж/моль.The essence of the claimed technical solution is as follows. A pulsation device for the delignification of cellulose-containing vegetable raw materials, made in the form of a vertical cylindrical vessel of the reactor, equipped with means for loading and unloading of raw materials made by means for intensifying mixing of the reaction mass, made in the form of an annular tube placed in the upper part of the reactor, equipped with a spray gun for. the filing of the cooking solution and pulsation device, characterized in that the means for loading the raw material is made in the form of a mixing device consisting of a housing, a rotor, which is a horizontal tubular shaft with mixing spiral turns and bills located on it, a rotor drive connected to a screw feeder, made in the form of a cylindrical body, equipped at the end with a pipe of cylindrical or conical shape with flanges for fastening to the reactor, a screw placed coaxially with the body, and an aporno device, made in the form of a sliding device, means for squeezing and unloading the target product, made in the form of a blade or scraper device connected to a screw device, and the means for intensifying and mixing the reaction mass contains a pulsation chamber and a pulsator-pulse generator, providing the possibility of generation in a pulsating chamber of energy acoustic pulses with a frequency in the range of 5-70 pulsations per minute with a density of energy impact on raw materials, varying from 3 to 100 MJ / mol.
Пульсатор-генератор импульсов по п.1 отличающийся тем, что выполнен в виде компрессора, ресивера, и генератора импульсов, содержащего золотниково-распределительный механизм, или системы впускного и выпускного клапанов. Способ работы пульсационного устройства для делигнификации целлюлозосодержащего растительного сырья, заключающийся в предварительном измельчении сырья, подаче сырья в реактор через загрузочное устройство, герметизации реактора, непрерывной подаче варочной жидкости в реактор посредством разбрызгивания циркуляционной жидкости через отверстия кольцевой трубки, обработки сырья в реакторе, отборе целлюлозы из варочного раствора с подачей целлюлозы на промывку с последующим извлечением целлюлозы, отличающийся тем, что сырье подают непрерывно в смеситель, в котором проводят первое - предварительное сжатие и разрыхление сырья посредством ротора, представляющего собой вал с расположенными на нем витками билами с витком обратного направления в конце ротора у выходного патрубка, при параллельной или последовательной подаче в зону разрыхления в смесителе варочного раствора и пара, далее сырье разрыхляют посредством воздействия витка шнека обратного направления и подают в винтовой питатель, в котором производят второе сжатие сырья посредством винта винтового питателя, далее сырье подают в патрубок винтового питателя-пробкообразователя, в котором производят дополнительное третье сжатие сырья, доведя плотность сырья до состояния, препятствующего вытеканию варочного раствора из реактора, с возможностью параллельной подачи в патрубок винтового питателя варочного раствора, далее производят очередное разрыхление сырья при вводе в реактор за счет единовременного воздействия эффекта флотации и пульсационного воздействия и делигнификацию во всем объеме реактора за счет пульсационного устройства, обеспечивающего создание (генерирование) энергетических (акустических) импульсов на перерабатываемое сырье, находящееся в реакторе с частотой в диапазоне 5-70 пульсаций в минуту и плотностью воздействия (энергетическим импульсом), находящимися в диапазоне от 3 до 100 МДж/моль, при параллельном воздействии паром на сырье, затем производят разрыхление (перемешивание) сырья лопастным или скребковым устройством для обеспечения перемещения сырья в винтовое устройство, далее производят сжатие сырья с целью освобождения его отжатия от варочного раствора на винтовом устройстве, потом производят дополнительное сжатие сырья на выходе из винтового устройства в его конической части с возможностью более эффективного отжима целлюлозы от варочного раствора и создания пробки из целлюлозы на выходе из устройства для обеспечения возможного выброса пара и или варочного раствора из реактора с последующей выгрузкой продукта из пульсационного устройства, с получением целевого продукта пищевой целлюлозы.The pulsator-pulse generator according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a compressor, receiver, and a pulse generator containing a spool-distributing mechanism, or an intake and exhaust valve system. The method of operation of the pulsating device for the delignification of cellulose-containing vegetable raw materials, which consists in pre-grinding the raw materials, feeding the raw materials to the reactor through the loading device, sealing the reactor, continuously feeding the cooking liquid into the reactor by spraying the circulation liquid through the openings of the annular tube, processing the raw materials in the reactor, and selecting cellulose from cooking solution with the supply of cellulose for washing with subsequent extraction of cellulose, characterized in that the raw materials are fed continuously into the mixer, in which the first is carried out - preliminary compression and loosening of the raw materials by means of a rotor, which is a shaft with coils located on it, with beats with a reverse coil at the end of the rotor at the outlet pipe, with a parallel or sequential supply of cooking solution to the loosening zone in the mixer and steam, then the raw materials are loosened by means of a turn of the screw of the reverse direction and fed to a screw feeder, in which the second compression of the raw materials is carried out by means of a screw of a screw feeder, d Then the raw material is fed into the nozzle of the screw feeder-cork former, in which an additional third compression of the raw material is performed, bringing the density of the raw material to a state that prevents the cooking liquor from flowing out of the reactor, with the possibility of parallel feeding of the cooking liquor into the nozzle of the screw feeder; the reactor due to the one-time impact of the flotation effect and pulsation effects and delignification in the entire reactor volume due to the pulsation device, ensuring creating (generating) energy (acoustic) pulses to the processed raw materials located in the reactor with a frequency in the range of 5-70 pulsations per minute and exposure density (energy pulse) in the range from 3 to 100 MJ / mol, with parallel exposure to steam on raw materials, then loosening (mixing) the raw materials with a blade or scraper device to ensure the movement of raw materials in the screw device, then compressing the raw materials in order to release it from the cooking liquor on a screw device, then additional compression of the raw material is performed at the exit of the screw device in its conical part with the possibility of more efficiently squeezing the pulp from the cooking solution and creating a tube of cellulose at the exit of the device to ensure the possible discharge of steam and or cooking solution from the reactor, followed by unloading product from the pulsating device, with the receipt of the target product of food pulp.
Заявленное техническое решение по сравнению с прототипом лишено перечисленных выше конструктивных и технологических недостатков, поясняется фиг.1-3, на которых приведены соответственно:The claimed technical solution in comparison with the prototype is devoid of the above structural and technological disadvantages, is illustrated in figures 1-3, which show respectively:
На фиг.1 принципиальная схема заявленного устройства;Figure 1 is a schematic diagram of the claimed device;
На фиг.2 приведена схема примера конкретного выполнения устройства;Figure 2 shows a diagram of an example of a specific implementation of the device;
На фиг.3 приведена принципиальная пооперационная блок-схема проведения процесса делигнификации в заявленном устройстве.Figure 3 shows the basic operational block diagram of the delignification process in the claimed device.
Заявленное техническое решение обеспечивает реализацию следующих технических задач (целей), достигнутых благодаря особенностям конструкции заявленного устройства, в сочетании с признаками способа, которые приведены далее по отдельности в отношении устройства и способа (технологического процесса).The claimed technical solution ensures the implementation of the following technical tasks (goals) achieved due to the design features of the claimed device, in combination with the features of the method, which are given separately below in relation to the device and method (technological process).
Заявленное техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает реализацию следующих целей (задач), реализуемых, по мнению заявителя, преимущественно за счет конструктивных особенностей заявленного технического решения;The claimed technical solution in comparison with the prototype ensures the implementation of the following goals (tasks), realized, according to the applicant, mainly due to the design features of the claimed technical solution;
1 - устройство имеет низкий гидромодуль в 4 раза меньший чем у прототипа за счет конструктивных особенностей устройства - вследствие отсутствия движущихся частей и установленных неподвижно элементов в реакционной зоне аппарата, препятствующих перемещению сырья в устройстве;1 - the device has a low hydraulic module 4 times smaller than that of the prototype due to the design features of the device - due to the lack of moving parts and fixed elements in the reaction zone of the apparatus, preventing the movement of raw materials in the device;
2 - устройство имеет высокую удельную производительность на единицу рабочего объема 1 м3 за счет отсутствия движущихся частей в реакционной зоне аппарата;2 - the device has a high specific productivity per unit working volume of 1 m 3 due to the absence of moving parts in the reaction zone of the apparatus;
3 - устройство обеспечивает эффективную работу устройства (реактора) при атмосферном давлении за счет наложения эффекта противотока реагентов (сырья и варочного раствора) и пульсационного воздействия (эффекта) на реакционную массу;3 - the device ensures the effective operation of the device (reactor) at atmospheric pressure due to the superposition of the countercurrent effect of the reagents (raw materials and cooking liquor) and the pulsating effect (effect) on the reaction mass;
4 - устройство обеспечивает работоспособность аппарата при более низких температурах (до 95°С-100°С) за счет наложения эффекта противотока реагентов (сырья и варочного раствора) и пульсационного воздействия (эффекта) на реакционную массу;4 - the device ensures the operability of the apparatus at lower temperatures (up to 95 ° С-100 ° С) due to the superposition of the countercurrent effect of the reagents (raw materials and cooking liquor) and the pulsating effect (effect) on the reaction mass;
5 - устройство обеспечивает более низкий сопоставимый расход реактивов за счет реализации процесса регенерации варочного раствора;5 - the device provides a lower comparable consumption of reagents due to the implementation of the process of regeneration of the cooking solution;
6 - устройство обеспечивает низкий расход энергоресурсов за счет возникновения синергетического эффекта, возникающий за счет конструктивных и технологических особенностей заявленного устройства и способа его работы;6 - the device provides a low energy consumption due to the occurrence of a synergistic effect arising from the structural and technological features of the claimed device and its operation;
7 - устройство обеспечивает высокую надежность работы устройства за счет исключения движущихся частей и элементов в реакционной зоне аппарата (реактора);7 - the device provides high reliability of the device due to the exclusion of moving parts and elements in the reaction zone of the apparatus (reactor);
8 - устройство предоставляет возможность реализации упрощенного дистанционного обслуживания за счет сведения к минимуму применения необходимых для проведения процесса делигнификации контрольно-измерительных приборов и аппаратов;8 - the device provides the ability to implement simplified remote maintenance by minimizing the use of the necessary for the process of delignification of instrumentation and apparatus;
9 - устройство обеспечивает высокую ремонтопригодность вследствие отсутствия движущихся частей и установленных неподвижно элементов в реакционной зоне аппарата (реакторе);9 - the device provides high maintainability due to the absence of moving parts and fixed elements in the reaction zone of the apparatus (reactor);
10 - устройство обеспечивает возможность использования керамики и пластмассы для изготовления конструктивных элементов преимущественно реактора за счет упрощения конструкции реактора и его элементов, контактирующих с варочным раствором).10 - the device provides the possibility of using ceramics and plastics for the manufacture of structural elements of the reactor mainly by simplifying the design of the reactor and its elements in contact with the cooking solution).
Заявленное техническое решение в отношении заявленного способа (технологии) обеспечивает следующие преимущества по сравнению со способом, используемом в прототипе, преимущества создаются за счет взаимодействия и сочетания признаков устройства и способа, реализованным в заявленном техническом решении:The claimed technical solution in relation to the claimed method (technology) provides the following advantages compared to the method used in the prototype, the advantages are created due to the interaction and combination of features of the device and method implemented in the claimed technical solution:
1 - способ обеспечивает эффективную работу устройства (реактора) при атмосферном давлении за счет наложения эффекта противотока реагентов (сырья и варочного раствора) и пульсационного воздействия (эффекта) на реакционную массу;1 - the method ensures the effective operation of the device (reactor) at atmospheric pressure due to the superposition of the countercurrent effect of the reagents (raw materials and cooking liquor) and the pulsating effect (effect) on the reaction mass;
2 - способ обеспечивает работоспособность аппарата при более низких температурах (до 95°С), данный результат достигается за счет наложения эффекта противотока реагентов (сырья и варочного раствора) и пульсационного воздействия (эффекта) на реакционную массу;2 - the method ensures the operability of the apparatus at lower temperatures (up to 95 ° C), this result is achieved by superimposing the countercurrent effect of the reagents (raw materials and cooking liquor) and the pulsating effect (effect) on the reaction mass;
3 - способ обеспечивает низкий расход реактивов за счет реализации процесса регенерации варочного раствора;3 - the method provides a low consumption of reagents due to the implementation of the process of regeneration of the cooking solution;
4 - способ обеспечивает низкий расход энергоресурсов за счет возникновения синергетического эффекта - взаимного влияния конструктивных и технологических особенностей заявленного устройства (способа его работы);4 - the method provides low energy consumption due to the occurrence of a synergistic effect - the mutual influence of the structural and technological features of the claimed device (method of operation);
5 - способ обеспечивает возможность использования керамики и пластмассы для изготовления конструктивных элементов устройства (преимущественно реактора) за счет исключения необходимости установки движущихся частей и установленных неподвижно элементов в реакционной зоне аппарата (реакторе), контактирующих с варочным раствором;5 - the method provides the possibility of using ceramics and plastics for the manufacture of structural elements of the device (mainly the reactor) by eliminating the need to install moving parts and fixed elements in the reaction zone of the apparatus (reactor) in contact with the cooking solution;
6 - способ обеспечивает работоспособность устройства в принципе и осуществление заявленных целей за счет оригинального сочетания элементов конструкции и способа, заключающихся в обеспечении герметичности устройства за счет создания непроницаемой для варочного раствора пробки из сырья в нижней части устройства (на входе сырья в реактор) и такого же рода непроницаемой пробки на выходе целевого продукта из реактора, которая препятствует выбросу как пара, так и варочного раствора из устройства.6 - the method ensures the operability of the device in principle and the implementation of the stated goals due to the original combination of structural elements and the method, which consists in ensuring the tightness of the device by creating an impervious to the cooking solution tube from raw materials in the lower part of the device (at the input of raw materials to the reactor) and the same a kind of impermeable plug at the outlet of the target product from the reactor, which prevents the release of both steam and cooking liquor from the device.
Кроме этого, в дополнение к перечисленным техническим преимуществам заявленного технического решения можно отнести следующее:In addition, in addition to the listed technical advantages of the claimed technical solution, the following can be attributed:
- ведение процесса делигнификации в противотоке (в отличие от прототипа) при наложении пульсационного или энергетического (акустического) воздействия на сырье, что значительно повышает эффективность ведения процесса, благодаря чему становится более эффективной диффузия варочного раствора в сырье в реакторе и последующее извлечение лигнина из сырья в варочный раствор.- conducting the delignification process in countercurrent (as opposed to the prototype) with pulsating or energy (acoustic) effects on the raw materials, which significantly increases the efficiency of the process, which makes diffusion of the cooking solution into raw materials in the reactor and subsequent extraction of lignin from raw materials into cooking solution.
Заявитель обращает внимание на то, что на обеих фигурах общеизвестные устройства, например смесители и т.д., показаны условно (схематично) для исключения излишнего загромождения фигур, а текстовые описания приведены более подробно.The applicant draws attention to the fact that in both figures well-known devices, for example, mixers, etc., are shown conditionally (schematically) to avoid unnecessary clutter of the figures, and text descriptions are given in more detail.
Техническое решение представляет собой колонный массообменный аппарат с противоточным движением реакционных масс и предназначено для делигнификации преимущественно растительного сырья.The technical solution is a column mass transfer apparatus with countercurrent movement of the reaction masses and is intended for delignification of mainly plant materials.
Устройство, изображенное на фиг.1 (общий вид заявленного устройства), состоит из смесителя 1, состоящего из корпуса, ротора и привода ротора (на фиг.1, 2 элементы не детализированы с целью не загромождать чертеж). Ротор смесителя представляет собой горизонтальный трубчатый вал с расположенным на нем смесительными винтообразными витками и билами, на входе смесителя ротор снабжен 1.5-2 витками, далее следует ряд смесительных бил, далее вновь 1.5-2 смесительных витка, на конце ротора у выходного патрубка размещен виток обратного направления для интенсификации процесса выгрузки сырья за счет его разрыхления. Данная конструкция обеспечивает наиболее эффективный процесс предварительной подготовки реакционной массы (предпочтительно не менее чем двукратный) за счет сжатия витками смесителя реакционной массы и последующего его разрыхления билами, затем его разрыхления посредством смесительного витка с обратным направлением спирали, что обеспечивает интенсивное перемешивание реакционной массы с варочным раствором, в смесителе 1 далее размещен винтовой питатель 2, выполненный в виде цилиндрического корпуса, оснащенного в конце патрубком цилиндрической или конической формы с фланцами для крепления к реактору перед входом сырья в реактор 3, винта, размещенного соосно корпусу, запорного устройства, выполненного, например, в виде шиберного устройства (на фиг.1, 2 запорное устройство выполнено в виде шибера, который представлен условно и не обозначен номером позиции для исключения загромождения фиг. 1, 2).The device depicted in figure 1 (General view of the claimed device) consists of a mixer 1, consisting of a housing, a rotor and a rotor drive (in figures 1, 2 the elements are not detailed in order not to clutter the drawing). The mixer rotor is a horizontal tubular shaft with mixing screw-like coils and bills located on it; at the mixer inlet, the rotor is equipped with 1.5–2 turns, then a series of mixing beats follows, then again 1.5–2 mixing coils, a reverse coil is placed at the end of the rotor at the outlet directions for intensification of the process of unloading of raw materials due to its loosening. This design provides the most effective process of preliminary preparation of the reaction mass (preferably at least twice) by compressing the reaction mass with turns of the mixer and then loosening it with bills, then loosening it with a mixing coil with a reverse spiral direction, which ensures intensive mixing of the reaction mass with the cooking solution , in the mixer 1 there is further placed a
При этом следует отметить, что в качестве запорного устройства может быть установлено любое иное устройство (средство), функционально предназначенное для регулирования перекрытия сечения винтового питателя, в начале работы заявленного пульсационного устройства, служащего для создания пробки после винтового питателя, которая обеспечивает работоспособность пульсационного устройства в целом, т.к. при отсутствии данной пробки все сырье с варочным раствором при температуре около 100°С и массой несколько тонн неминуемо выльется из реактора через винтовой питатель 2.It should be noted that as a locking device, any other device (means) can be installed that is functionally designed to control the overlap of the cross section of the screw feeder at the beginning of the declared pulsating device, which serves to create a plug after the screw feeder, which ensures the operability of the pulsating device in whole since in the absence of this plug, all raw materials with a cooking solution at a temperature of about 100 ° C and a mass of several tons will inevitably pour out of the reactor through a
Учитывая вышеизложенное, можно констатировать, что запорное устройство, выполненное в виде шибера, может быть выполнено в любом исполнении, при этом задачей запорного устройства является создание пробки из сырья в конце винтового питателя (патрубка питателя), выполненного в виде цилиндрической или конической трубы с фланцами для крепления к реактору, размещенного перед входом сырья в реактор 3 в виде спрессованного сырья (в виде пробки). Конструкция запорного устройства может быть выполнена, например, в виде пары конус-седло или иного аналогичного устройства с ручным или механизированным (автоматизированным) приводом, предназначенного, во-первых, для создания пробки в момент запуска устройства в работу, ведения собственно процесса делигнификации (варки) целлюлозы, во-вторых, для перекрытия сечения винтового питателя при необходимости прекращения процесса делигнификации или для проведения профилактических (ремонтных) работ на пульсационном устройстве.Given the above, it can be stated that the locking device, made in the form of a gate, can be made in any design, while the purpose of the locking device is to create a plug of raw materials at the end of a screw feeder (feeder pipe), made in the form of a cylindrical or conical pipe with flanges for fastening to the reactor, placed in front of the input of raw materials into the
Далее размещен патрубок винтового питателя (пробкообразователь), выполненный в виде цилиндрической или конической трубы с фланцами для крепления к реактору, представляющий из себя собственно пробкообразователь (на фиг.1, 2 пробкообразователь не показан отдельной позицией для исключения загромождения чертежей), он предназначен для создания пробки из сырья и варочного раствора, обеспечивает дополнительное сжатие реакционной массы, который:Next, there is a screw feeder tube (cork former), made in the form of a cylindrical or conical pipe with flanges for fastening to the reactor, which is a cork former itself (in figure 1, 2 the cork former is not shown as a separate position to prevent clutter of the drawings), it is intended to create corks from raw materials and cooking liquor, provides additional compression of the reaction mass, which:
- препятствует вытеканию варочной жидкости из устройства в смеситель в процессе запуска в работу устройства, обеспечивая тем самым работоспособность устройства как в начальной стадии при запуске установки и в процессе работы устройства при выходе на рабочий режим и завершении работы, так и при остановке заявленного пульсационного устройства;- prevents the leakage of cooking liquid from the device into the mixer during the start-up of the device, thereby ensuring the operability of the device both at the initial stage when the installation starts and during the operation of the device when it enters the operating mode and ends work, and when the declared pulsating device stops;
- обеспечивает дополнительную интенсификацию перемешивания реакционной массы, т.к. после прохождения запорного устройства реакционная масса (сырье) под воздействием пневматического пульсатора (генератора импульсов) и эффекта флотации очередной раз разрыхляется.- provides additional intensification of the mixing of the reaction mass, because after passing the locking device, the reaction mass (raw materials) under the influence of a pneumatic pulsator (pulse generator) and the flotation effect is again loosened.
В патрубке питателя размещен штуцер (на фиг.1, 2 не показан для исключения загромождения чертежей), предназначенный (при наличии необходимости) для обеспечения возможности подачи в него пропиточной жидкости (например, варочного раствора). Реактор 3 выполнен в виде преимущественно полой цилиндрической емкости, коаксиальной пульсационной камеры 4, охватывающей реактор 3, снаружи, трубопровода 5 для подачи варочного раствора в реактор, размещенного в верхней части реактора, трубопровода 6 для отвода из реактора отработанного варочного раствора, размещенного в верхней части пульсационной камеры 4, паропровода 7, установленного в нижней части реактора, преимущественно вдоль или соосно его (реактора) вертикальной оси, представляющего собой трубу, оснащенную паровыми инжекторами, расположенными преимущественно радиально на паропроводе 7 (на фиг.1, 2 не показано для исключения загромождения чертежей), лопастного или скребкового устройства 8, винтового устройства 9, предназначенного для отжима и выгрузки целлюлозной массы, трубопровода 10 для отвода отработанного варочного раствора, устройства 11 для отделения лигнина из отработанного варочного раствора, пульсатора-генератора импульсов 12, предназначенного для передачи гидравлического импульса (гидравлического удара) на сырье, находящееся в реакторе 3 посредством воздействия на поверхность варочного раствора, находящегося в пульсационной камере 4, пневматических импульсов, генерируемых пульсатором-генератором импульсов 12.A nozzle is placed in the nozzle of the feeder (not shown in FIGS. 1, 2 to prevent clutter of the drawings), intended (if necessary) to provide the possibility of supplying an impregnating liquid (for example, cooking solution) to it. The
Устройство, изображенное на фиг.1, состоит и следующих элементов: смесителя 1, винтового питателя 2, реактора 3, пульсационной камеры 4, трубопровода 5 для подачи варочного раствора в реактор, трубопровода 6 для отвода из реактора отработанного варочного раствора, паропровода 7, лопастного или скребкового устройства 8, винтового устройства 9, трубопровода 10 для отвода отработанного варочного раствора, устройства 11 для отделения лигнина из отработанного варочного раствора, пульсатора-генератора импульсов 12, предназначенного для передачи гидравлического или энергетического (акустического) импульса (гидравлического удара) на сырье, находящееся в реакторе 3 посредством воздействия на поверхность варочного раствора, находящегося в пульсационной камере 4, пневматических импульсов, генерируемых пульсатором-генератором импульсов 12.The device shown in Fig. 1 consists of the following elements: a mixer 1, a
Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.
Сырье (измельченная солома) подается в смеситель 1, в котором подвергается обработке паром (на фиг.1, 2 подача пара обозначена условно стрелкой «пар»), при этом в смеситель 1 и в винтовой питатель 2 одновременно подают варочный раствор посредством трубопровода 10 в равных или неравных долях, в зависимости от особенностей состояния исходного сырья. В смесителе 1 и питателе 2 производится предварительная пропитка сырья варочным раствором, поступающим из трубопровода 10, при этом с целью интенсификации процесса делигнификации в смеситель 1 и в центральную часть реактора 3 посредством паропровода 7 дополнительно, через, например, паровые инжекторы, подают теплоноситель (например, пар, острый пар, горячую или перегретую воду).The raw material (crushed straw) is fed into the mixer 1, in which it is subjected to steam treatment (in Figs. 1, 2, the steam supply is indicated arbitrarily by the arrow "steam"), while in the mixer 1 and in the
Далее предварительно подготовленное сырье, пропитанное варочным раствором и обработанное теплоносителем (например, паром) из смесителя 1 поступает в винтовой питатель 2, из которого за счет вращения винта, расположенного в питателе 2, сырье перемещается в реактор 3. При этом для обеспечения температурного режима процесса в центральную часть реактора 3 посредством паропровода 7 дополнительно, через, например, паровые инжекторы, подают теплоноситель (например, пар, горячую или перегретую воду).Next, the pre-prepared raw material impregnated with the cooking solution and processed with a coolant (for example, steam) from the mixer 1 enters the
Далее при единовременном воздействии на реакционную массу (сырье и варочный раствор) гидравлических (акустических) импульсов (направленных вверх), создаваемых пульсатором-генератором импульсов 12, через пульсопровод (на фиг.1 пульсопровод не показан) реакционная масса подвергается воздействию варочного раствора в противотоке и перемещается в верхнюю часть реактора, из которого посредством лопастного или скребкового устройства 8 и винтового устройства 9 для отжима и выгрузки целлюлозная масса подвергается отжиму от варочного раствора и выгрузке для дальнейшего использования.Further, when the reaction mass (raw materials and cooking liquor) is exposed to hydraulic (acoustic) pulses (directed upward) generated by the pulsator-
Таким образом, перерабатываемое сырье (см. фиг.3), начиная с поступления в смеситель подвергается следующим воздействиям, которые характеризуют существенные признаки заявленного способа работы устройства, необходимых и достаточных для реализации заявленного способа в заявленном устройстве. На фиг.3 приведена принципиальная пооперационная блок-схема ведения процесса делигнификации.Thus, the processed raw materials (see figure 3), starting with the receipt of the mixer is subjected to the following influences that characterize the essential features of the claimed method of operation of the device, necessary and sufficient for the implementation of the claimed method in the claimed device. Figure 3 shows the basic operational block diagram of the process of delignification.
Далее представляется подробное пооперационное описание технологии переработки сырья на каждом из составных узлов (элементов) заявленного устройства.The following is a detailed operational description of the processing of raw materials at each of the component nodes (elements) of the claimed device.
Смеситель 1Mixer 1
Операция №1 - первое сжатие при единовременной подаче варочного раствора и пара в смеситель с сырьем при воздействии вращательного движения ротора на сырье, оснащенного смесительными витками и билами, при этом смесительные витки ротора обеспечивают первое сжатие сырья.Operation No. 1 - the first compression with a simultaneous supply of the cooking solution and steam into the mixer with raw materials under the influence of the rotational movement of the rotor on the raw materials, equipped with mixing coils and bills, while the mixing coils of the rotor provide the first compression of the raw material.
Операция №2 - била, размещенные на роторе, обеспечивают разрыхление сырья, при этом в случае необходимости операции №1 и №2 могут повторяться посредством установки на валу ротора дополнительных секций смесительных витков и бил, при этом в смеситель 1 и винтовой питатель 2 обеспечивается параллельная подача варочного раствора и пара.Operation No. 2 - the beater located on the rotor provides loosening of raw materials, and if necessary, operations No. 1 and No. 2 can be repeated by installing additional sections of mixing turns and beats on the rotor shaft, while parallel to mixer 1 and screw
Винтовой питатель 2
Операция №3 - в винтовом питателе, оснащенном винтом и запорным устройством, сырье подвергается повторному сжимающему воздействию посредством винта, которое необходимо для более эффективного смачивания и перемешивания реакционной массы с варочным раствором.Operation No. 3 - in a screw feeder equipped with a screw and a locking device, the raw material is subjected to repeated compressive action by means of a screw, which is necessary for more effective wetting and mixing of the reaction mass with the cooking solution.
Операция №4 - сырье для создания пробки подают в патрубок питателя (пробкообразователь), данная операция является принципиально важной для реализации заявленного процесса, т.к. она позволяет исключить прорыв варочного раствора в питатель и смеситель из реактора, т.к. высота реактора составляет не менее 5 м, а объем реактора составляет не менее 4 м3 раствора при температуре до 100°С (причем следует отметить, что прорыв варочного раствора в винтовой питатель чреват непредсказуемыми последствиями).Operation No. 4 - the raw materials for creating the cork are fed into the feeder pipe (cork former), this operation is fundamentally important for the implementation of the claimed process, because it allows you to eliminate the breakthrough of the cooking solution in the feeder and mixer from the reactor, because the height of the reactor is at least 5 m, and the volume of the reactor is at least 4 m 3 of solution at temperatures up to 100 ° C (it should be noted that a breakthrough of the cooking solution in the screw feeder is fraught with unpredictable consequences).
Реактор 3
Операция №5 - далее в реакторе 3 сырье подвергается очередному перемешиванию (разрыхлению) за счет воздействия эффекта флотации.Operation No. 5 - further in the
Операция №6 - пульсационное (акустическое) воздействие на реакционную массу за счет воздействия на сырье генератором импульсов 12, причем вектор этих сил направляет реакционную массу в верхнюю часть реактора, снижая при этом необходимое усилие на валу у винтового питателя и повышая соответственно общий КПД устройства.Operation No. 6 is a pulsating (acoustic) effect on the reaction mass due to the action of a
Операция №7 - на сырье, параллельно воздействиям операций №5 и 6, воздействуют паром посредством его подачи предпочтительно в центральную часть реактора через паропровод 7. Таким, образом в реакторе на сырье одновременно воздействуют три операции №5, №6, №7.Operation No. 7 - on the raw materials, in parallel with the effects of operations No. 5 and 6, the steam is affected by supplying it preferably to the central part of the reactor through the
Лопастное или скребковое устройство 8Paddle or
Операция №8 - далее сырье из верхней части реактора, посредством лопастного или скребкового устройства 8, очередной раз подвергается разрыхлению.Operation No. 8 - further, the raw materials from the upper part of the reactor, by means of a blade or
Винтовое устройство 9
Операция №9 - в винтовом устройстве 9 сырье подвергается очередному отжатию (сжатию) с целью освобождения от варочного раствора, посредством винта.Operation No. 9 - in a
Операция №10 - сырье при выходе из винтового устройства 9 вытесняется винтом на выгрузку, создавая на выходе из винтового устройства 9 (в его конической части) пробку из готовой целлюлозной массы, которое подается далее на для дальнейшей переработки.Operation No. 10 - the raw material at the exit of the
Следует обратить внимание, что нижняя загрузка реактора сырьем является неочевидным для специалиста в данной области техники как технологическим, так и конструктивным решением и обусловлена необходимостью реализовать поставленные цели. Заявленное решение продиктовано как необходимостью обеспечения предварительной подготовки сырья для подачи в реактор, так и необходимостью повысить производительность устройства при одновременном упрощении конструкции и повышении качества получаемого продукта - пищевой целлюлозы.It should be noted that the lower loading of the reactor with raw materials is not obvious to a person skilled in the art both technological and constructive solution and is due to the need to realize the goals. The claimed solution is dictated both by the need to provide preliminary preparation of raw materials for feeding into the reactor, and by the need to increase the productivity of the device while simplifying the design and improving the quality of the resulting product — food pulp.
Флотационные свойства сырья (в данном случае соломы), обусловленные наличием в нем воздушных пузырьков, использованы заявителем для интенсификации процесса делигнификации с учетом дополнительного воздействия гидравлического (акустического) импульса на сырье.The flotation properties of raw materials (in this case straw), due to the presence of air bubbles in it, were used by the applicant to intensify the delignification process, taking into account the additional effect of the hydraulic (acoustic) impulse on the raw material.
Таким образом, в заявленном устройстве сырье при реализации заявленного способа подвергается не менее чем десятикратному механическому воздействию сжимающих и разрыхляющих усилий посредством воздействия на сырье различных деталей и элементов заявленного устройства, на которые дополнительно накладываются химическое (варочный раствор), тепловое воздействие (температура как раствора, так и пара) на протяжении ведения всего процесса переработки сырья в пищевую целлюлозу. При этом в реакторе 3 сырье подвергается дополнительному пульсационному энергетическому (акустическому) воздействию, что создает наиболее благоприятные условия для извлечения лигнина из сырья и получения целевого продукта - пищевой целлюлозы.Thus, in the inventive device, the raw material during the implementation of the inventive method is subjected to at least ten times the mechanical action of compressive and loosening forces by exposing the raw materials to various parts and elements of the inventive device, which are additionally superimposed with a chemical (cooking solution), thermal effect (temperature as a solution, and steam) throughout the entire process of processing raw materials into edible cellulose. Moreover, in the
Пример предпочтительного выполнения собственно пульсатора-генератора импульсовAn example of a preferred embodiment of the actual pulsator-pulse generator
Собственно пульсатор-генератор импульсов 12, изображенный на фиг.2 и ограниченный штрихпунктирной линией, состоит (выполнен) из:Actually the pulsator-
- источника сжатого газа 13 (компрессора);- a source of compressed gas 13 (compressor);
- ресивера 14;- receiver 14;
- трубопровода 16;- pipeline 16;
- генератора импульсов 15 (выполненного из золотниково-распределительного механизма или из системы клапанов (впускного и выпускного клапанов) производства фирмы АDL (Нидерланды) либо отечественных производителей (например, клапаны быстродействующие фирмы НПП «ИСТА», марок КБ-35Д УХЛ2 или КБ-40 УХЛ2™, время открытия 0,001 сек, время закрытия 0,002 сек, диапазон рабочего давления от 0,1 до 1 МПа).- a pulse generator 15 (made of a spool-distributing mechanism or of a valve system (intake and exhaust valves) manufactured by ADL (Netherlands) or domestic manufacturers (for example, ISTA fast-acting valves, brands KB-35D UHL2 or KB-40 UHL2 ™, opening time 0.001 sec, closing time 0.002 sec, operating pressure range from 0.1 to 1 MPa).
Заявитель обращает внимание на то, что выбор вышеприведенных приборов с указанными параметрами скорости открытия и закрытия наиболее эффективно обеспечивает реализацию поставленных задач (технических результатов).The applicant draws attention to the fact that the selection of the above devices with the specified parameters of the speed of opening and closing most effectively ensures the implementation of the tasks (technical results).
Пример предпочтительного выполнения заявленного устройства и реализации способа на заявленном устройстве приведен на фиг.2.An example of a preferred embodiment of the claimed device and implementation of the method on the claimed device is shown in Fig.2.
Устройство, приведенное на фиг.2, состоит из следующих элементов: смесителя 1, винтового питателя 2, реактора 3, пульсационной камеры 4, трубопровода 5 для подачи варочного раствора в реактор, трубопровода 6 для отвода из реактора отработанного варочного раствора, паропровода 7, лопастного или скребкового устройства 8, винтового устройства 9, трубопровода 10 для отвода отработанного варочного раствора, устройства 11 для отделения лигнина из отработанного варочного раствора, пульсопровода 12, предназначенного для передачи гидравлического импульса (гидравлического удара) на сырье, находящееся в реакторе 3 посредством воздействия на поверхность варочного раствора, находящегося в пульсационной камере 4, пневматических импульсов, генерируемых пневматическим пульсатором-генератором импульсов 12, который состоит из следующих элементов:The device shown in figure 2, consists of the following elements: mixer 1, screw
- источника сжатого газа 13 (компрессора);- a source of compressed gas 13 (compressor);
- ресивера 14;- receiver 14;
- трубопровода 16;- pipeline 16;
- генератора импульсов 15.- pulse generator 15.
Приведенный на фиг.2 вариант пульсационного устройства (пульсатор-генератор импульсов 12) является наиболее предпочтительным частным вариантом выполнения заявленного технического решения (устройства и способа), которое практически изготовлено и апробировано заявителем в виде пилотной установки, на данной установке реализованы и получили подтверждение заявленные в настоящем техническом решении цели(задачи), а именно отработаны режимы ведения процесса и наиболее эффективные значения технологических параметров процесса варки сырья, температура, концентрация варочных растворов, гидромодуль, продолжительность процесса.The embodiment of the pulsating device shown in Fig. 2 (pulsator-pulse generator 12) is the most preferred particular embodiment of the claimed technical solution (device and method), which is practically manufactured and tested by the applicant in the form of a pilot installation; the present technical solution of the goal (task), namely, the modes of conducting the process and the most effective values of the technological parameters of the cooking process of raw materials, those temperature, concentration of cooking liquids, hydromodule, process duration.
Исходное сырье (например, измельченная солома) подается в смеситель 1, после заполнения смесителя, реактора сырьем в пространство, находящееся между витками винта и билами, подают пар, данное место подачи пара и время (после заполнения смесителя) выбраны для того, чтобы исключить возможность прорыва пара из смесителя по обоим направлениям: в сторону загрузки сырья и в сторону подачи в винтовой питатель 2.The feedstock (for example, crushed straw) is fed into the mixer 1, after filling the mixer, the reactor with raw materials into the space between the turns of the screw and the beater, steam is supplied, this place of steam supply and time (after filling the mixer) are selected in order to exclude the possibility steam breakthrough from the mixer in both directions: towards the loading of raw materials and towards feeding into the
При этом в смеситель 1 и в винтовой питатель 2 после заполнения их сырьем подают варочный раствор в равных или неравных долях, в зависимости от особенностей исходного сырья, в которых производится предварительная пропитка сырья варочным раствором, поступающим из трубопровода 5, при этом с целью интенсификации процесса делигнификации в смеситель 1 и в центральную часть реактора 3 посредством паропровода 7 подается теплоноситель (например пар, горячая или перегретая вода).In this case, after filling the raw materials with mixer 1 and the
Далее сырье, пропитанное варочным раствором и обработанное теплоносителем, из смесителя 1 поступает в винтовой питатель 2, из которого за счет вращения винта питателя 2 перемещается в реактор 3, далее при единовременном воздействии на реакционную массу (сырье и варочный раствор) гидравлических импульсов, создаваемых генератором импульсов (пульсатором-генератором импульсов 12), передаваемых через трубопровод (пульсопровод) 16, реакционная масса подвергается интенсивному воздействию варочного раствора в противотоке и перемещается в верхнюю часть реактора, из которого посредством лопастного или скребкового устройства 8, винтового устройства 9 для выгрузки и отжима целлюлозной массы готовый продукт - пищевая целлюлоза поступает на дальнейшую переработку для отбеливания либо подается на дальнейшую переработку при необходимости.Next, the raw material impregnated with the cooking solution and processed with the coolant from the mixer 1 enters the
Пневматическая система пульсации, приведенная на фиг.2, обозначенная общей позицией пульсатор-генератор импульсов 12, ограничен от остальных элементов устройства штрихпунктирной линией, представляет собой золотниково-распределительный механизм и систему клапанов, описанных выше, конструктивно связанных с источником сжатого воздуха - ресивером и компрессором.The pneumatic pulsation system shown in figure 2, indicated by the general position of the pulsator-
Система пульсации работает следующим образом.The pulsation system operates as follows.
Пульсатор-генератор импульсов 12 (ограниченный штрихпунктирной линией), состоящий из золотниково-распределительного механизма или из системы клапанов - впускного и выпускного клапанов, источника сжатого газа, дистанционно через трубопровод (пульсопровод) 16 генерирует в пульсационной камере 4 гидравлические импульсы (энергетическое воздействие определенной мощности) с частотой 5-70 колебаний в минуту (соответствует частоте 0,83-1,1666 Гц) и удельной мощностью от 3 до 100 МДж/моль. В качестве источника энергетического (акустического) воздействия - генератора импульсов может быть использовано любое известное в науке и технике устройство (средство), обеспечивающее создание энергетического (акустического) воздействия (генерацию импульсов) на перерабатываемое сырье в реакторе, в диапазоне частоты воздействия 5-70 колебаний в минуту и удельной мощностью от 3 до 100 МДж/моль, например механический генератор-вибратор, выполненный в виде эксцентрикового механизма, например, как у электрического перфоратора, электромагнитный генератор, выполненный в виде вибрационного устройства, применяемого в электрических краскопультах, гидравлический вибрационный аппарат, рабочим элементом которого является мембрана, при разрыве струи жидкости или газа вибрация передается на мембрану, а от нее на перерабатываемую среду пьезоэлектрического вибрационного элемента, рабочим элементом которого является пьезокристалл и т.д., так как техническим результатом этого воздействия на сырье является создание кавитационного эффекта в реакционной массе сырья, приводящего к интенсификации процесса делигнификации за счет того, что воздействие оказывается как на макро-, так и на микропузырьки воздуха, пара, варочного раствора находящейся в реакторе реакционной массы. По аналогии с заявленным устройством для делигнификации, в котором применен пневматический генератор импульсов, можно привести классический пример устройства для протягивания кабеля под дорожным полотном или насыпями без проведения вскрышных работ, работающего под воздействием упругого элемента (изобретение по а.с. СССР), выполненного в виде стальной пружины, которое, как известно, было успешно обойдено патентом, выданным японским заявителям, в котором вместо заявленного в формуле упругого элемента, выполненного из стальной пружины, в формуле были применены иные упругие элементы, например пневматические, электромагнитные, упругие элементы, выполняющие эквивалентную функцию стальной пружины - вибрацию, которая, воздействуя на грунт, обеспечивала продвижение устройства под грунтом в заданном направлении. Учитывая вышеизложенное, признак пневматический генератор импульсов (пульсатора-генератора импульсов) 12, приведенный в отличительной части заявленной формулы изобретения, сформулирован на уровне родового термина (понятия), а именно генератор импульсов выполнен в виде источника энергетического (акустического) воздействия на реакционную среду и характеризуется заявленными в формуле параметрами.A pulsator-pulse generator 12 (limited by a dash-dot line), consisting of a spool-distributing mechanism or a system of valves - inlet and outlet valves, a source of compressed gas, remotely generates hydraulic pulses in a pulsation chamber 4 through a pipeline (pulse pipeline) 16 (energy impact of a certain power ) with a frequency of 5-70 vibrations per minute (corresponding to a frequency of 0.83-1.1666 Hz) and a specific power of 3 to 100 MJ / mol. As a source of energy (acoustic) impact - a pulse generator, any device (means) known in science and technology can be used that provides the creation of energy (acoustic) impact (pulse generation) on the processed raw materials in the reactor, in the frequency range of 5-70 vibrations per minute and with a specific power of 3 to 100 MJ / mol, for example, a mechanical vibrator generator made in the form of an eccentric mechanism, for example, like an electric hammer drill, electromagnetic a generator made in the form of a vibrating device used in electric spray guns, a hydraulic vibrating apparatus, the working element of which is a membrane, when a stream of liquid or gas breaks, vibration is transmitted to the membrane, and from it to the processed medium of the piezoelectric vibrating element, the working element of which is a piezocrystal and etc., since the technical result of this effect on the raw material is the creation of a cavitation effect in the reaction mass of the raw material, leading to ifikatsii delignification process due to the fact that the influence appears at both the macro and the microbubbles of air, steam, cooking liquor being in the reaction mass reactor. By analogy with the claimed device for delignification, in which a pneumatic pulse generator is used, we can give a classic example of a device for pulling a cable under a roadway or embankments without stripping, working under the influence of an elastic element (invention according to the a.s. of the USSR), made in in the form of a steel spring, which, as you know, has been successfully circumvented by a patent issued by Japanese applicants, in which, instead of the elastic element stated in the formula, made of a steel spring, other elastic elements were used in the formula, for example, pneumatic, electromagnetic, elastic elements that perform the equivalent function of a steel spring - vibration, which, acting on the ground, provided the device under the ground in a given direction. Given the foregoing, the sign of a pneumatic pulse generator (pulsator-pulse generator) 12, shown in the distinctive part of the claimed claims, is formulated at the level of a generic term (concept), namely, the pulse generator is made in the form of a source of energy (acoustic) impact on the reaction medium and is characterized the parameters declared in the formula.
Вышеприведенная формулировка признака, по мнению заявителя, обеспечит более широкий объем патентной защиты и может снизить вероятность возникновения негативных последствий при поставке заявителем на одно из крупных предприятий РФ оборудования и технологии для производства пищевой целлюлозы, которое планирует начать производство собственной пищевой целлюлозы взамен приобретаемому за границей у ведущих фирм-производителей. При этом можно предположить, что отказ от закупки по импорту сырья российского потребителя (импортозамещение) может вызвать (или спровоцировать) не только претензии зарубежных поставщиков (потеря части или всего рынка РФ), но и их желание по возможности обойти либо признать недействительным патент, выданный по настоящей заявке, в случае наличия соответствующего решения экспертизы, так как по информации, доступной для заявителя на дату подачи настоящей заявки львиная доля пищевой целлюлозы в настоящее время поступает на предприятия РФ из-за рубежа. При этом абсурдность создавшейся ситуации состоит в том, что имея собственные колоссальные ресурсы сырья (соломы, опилок и т.д.), предприятия РФ закупают пищевую целлюлозу по импорту, т.к. в РФ, по мнению заявителя, на дату подачи настоящей заявки, нет конкурентно способных оборудования и технологии по производству пищевой целлюлозы, доля пищевой целлюлозы и иных добавок в составе продуктов питания, например в колбасе, достигает до 50% и более, объем закупок по импорту в РФ для нужд, в том числе и пищевой промышленности, достигает колоссальных сумм.The above formulation of the sign, according to the applicant, will provide a wider scope of patent protection and may reduce the likelihood of negative consequences when the applicant delivers food pulp equipment and technology to one of the large enterprises of the Russian Federation, which plans to start production of its own food pulp in exchange for purchased abroad leading manufacturing companies. At the same time, it can be assumed that the refusal to purchase raw materials from the Russian consumer for import (import substitution) can cause (or provoke) not only claims of foreign suppliers (loss of part or all of the Russian market), but also their desire to circumvent or invalidate a patent granted according to this application, if there is an appropriate expert decision, because according to the information available to the applicant on the filing date of this application, the lion's share of food pulp is currently supplied to enterprises of the Russian Federation from abroad. Moreover, the absurdity of the situation lies in the fact that having their own colossal resources of raw materials (straw, sawdust, etc.), enterprises of the Russian Federation purchase food pulp for import, because in the Russian Federation, according to the applicant, at the filing date of this application, there is no competitive equipment and technology for the production of food cellulose, the share of food cellulose and other additives in food products, for example in sausage, reaches up to 50% or more, the volume of purchases on import in the Russian Federation for needs, including the food industry, reaches enormous amounts.
Такого рода энергетическое (акустическое) воздействие на перерабатываемое сырье в реакторе вызывает, по мнению заявителя, чрезвычайно эффективное воздействие на перерабатываемое сырье как на макро-, так и на микроуровнях, а эффективность воздействия объясняется заявителем следующими причинами:According to the applicant, this kind of energy (acoustic) effect on the processed raw materials in the reactor causes an extremely effective effect on the processed raw materials both at the macro and micro levels, and the effectiveness of the impact is explained by the following reasons:
- при резком прерывании потока воздуха в пульсопроводе 12 посредством срабатывания золотниково-распределительного механизма или из системы клапанов (впускной и выпускной клапаны), срабатывающих за тысячные доли секунды (от 0,001 сек - открытие клапана, от 0,002 сек - закрытие клапана), создается значительное разрежение за клапаном, которое мгновенно в виде ударной энергетической (акустической) волны распространяется по всему объему реактора, разрывая (взрывая изнутри) макро- и микропузырьки воздуха, содержащиеся в сырье, а далее следует воздействие ударной волны обратного направления, которое обеспечивает схлопывание макро- и микропузырьков, находящихся в реакционной массе, в результате этого возникает эффект кавитации (кавитация от лат. cavitas - пустота) - образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных газом, паром или их смесью. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении ее скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением, или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырек захлопывается, излучая при этом ударную волну. Кавитация разрушает поверхность воздействия ударной волны на сырье, обеспечивающее возникновение эффекта кавитации и возникающее в результате этого хаотичное наложение различного рода физических, химических, гидродинамических эффектов, результатом которых становятся явления, возникающие в реакторе, благодаря воздействию на сырье генератора импульсов с частотой от 5 до 70 раз в минуту, мощностью воздействия, находящейся в диапазоне от 3 до 100 МДж/моль, которое оказывает эффективное воздействие на всю гетерогенную систему, находящуюся в реакторе, что в конечном счете обеспечивает реализацию заявленных в настоящем техническом решении результатов, а именно снижается температура ведения процесса (до 100°С), отпадает необходимость использования избыточного давления в реакторе (до 100% и более), повышается удельная производительность устройства при ведении процесса делигнификации (в 2-5 раз) при одновременном улучшении качества полученной пищевой целлюлозы, исключаются случаи непровара сырья и его деструкции, т.к., по мнению заявителя, в заявленном техническом решении процесс делигнификации ведется за счет массообменных процессов (эффектов), протекающих как на макро- (элемент измельченного сырья), так и на микро- (клеточном уровне) уровнях. Основываясь на изученной информации, можно предположить, что в результате пульсационного (акустического) воздействия на сырье при резком перекрывании и открытии золотникового устройства 12 или клапанов в реакторе мгновенно снижается давление, а это приводит к процессу взрывного вскипания и последующего схлопывания микропузырьков воздуха, находящихся в сырье во всем объеме реактора.- with a sharp interruption of the air flow in the
При этом следует отметить, что пневматический или гидравлический удар в большинстве случаев является нежелательным явлением в технике, возникновение которого стараются избежать, который может привести к разрушению конструкций (оборудования) либо к аварийным ситуация в силу известного из уровня техники высокого разрушающего потенциала.It should be noted that a pneumatic or hydraulic shock in most cases is an undesirable phenomenon in technology, the appearance of which they try to avoid, which can lead to the destruction of structures (equipment) or to emergency situations due to the high destructive potential known from the prior art.
В заявленном техническом решении заявителем использован этот известный негативный эффект пневматического или гидравлического удара для интенсификации химико-технологического процесса делигнификации сырья, который приводит к неочевидным для специалиста техническим результатам в заявленной области техники.In the claimed technical solution, the applicant used this well-known negative effect of pneumatic or hydraulic shock to intensify the chemical-technological process of delignification of raw materials, which leads to non-obvious technical results for the specialist in the claimed field of technology.
Таким образом энергетическое (акустическое) воздействие определенной мощности, созданное генератором импульсов, проходя через варочный раствор, находящийся в пульсационной камере 4, с мощностью ударного воздействия (гидравлического удара) от 3 до 100 МДж/моль обеспечивает образование множества динамически развивающихся пузырьков, которые можно рассматривать как своего рода микротрансформаторы, преобразующие аккумулированную в системе потенциальную энергию в кинетическую энергию жидкости, распределенную дискретно в пространстве и во времени.Thus, the energy (acoustic) effect of a certain power created by the pulse generator, passing through the cooking solution located in the pulsation chamber 4, with a power of shock (hydraulic shock) from 3 to 100 MJ / mol provides the formation of many dynamically developing bubbles that can be considered as a kind of microtransformers that convert the potential energy accumulated in the system into the kinetic energy of a liquid, distributed discretely in space and in time.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретению, т.к. из исследованного уровня техники не выявлены технические решения, совпадающие по конструктивным признакам устройства и применяемой технологии.The claimed technical solution meets the criterion of "novelty" presented to the invention, because from the investigated prior art, no technical solutions have been identified that match the design features of the device and the technology used.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретению, т.к. заявленное техническое решение не является очевидным для специалиста в избранной области техники, т.к. приводит к реализации казалось бы взаимоисключающих для специалиста технических результатов, а именно в заявленном техническом решении обеспечивается повышение удельной производительности установки при одновременном снижении энергозатрат - температуры, давления, упрощение конструкции и технологии процесса варки (за счет применения в том числе и пульсационного устройства) при одновременном исключении необходимости применения дополнительных реагентов (таких, как кислород - у прототипа) в заявленном техническом решении, приводит к значительному повышению качества целевого продукта при одновременном возрастании экологичности и безопасности процесса в целом.The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step" presented to the invention, because The claimed technical solution is not obvious to a specialist in the selected field of technology, because leads to the implementation of seemingly mutually exclusive technical results for the specialist, namely, the claimed technical solution provides an increase in the specific productivity of the installation while reducing energy costs - temperature, pressure, simplifying the design and technology of the cooking process (due to the use of a pulsating device as well) while eliminating the need for additional reagents (such as oxygen - the prototype) in the claimed technical solution, leads to considerably increase the target product quality while increasing environmental friendliness and safety of the process as a whole.
Таким образом, для специалиста в данной области техники полученные технические результаты, значительно превосходящие известные для специалиста из проанализированного уровня техники, не являющиеся очевидными в данной области техники, является дополнительным подтверждением соответствия заявленного решения критерию «изобретательский уровень».Thus, for a person skilled in the art, the obtained technical results, significantly superior to those known to a person skilled in the art, are not obvious in the art, this is an additional confirmation of the conformity of the claimed solution to the criterion of "inventive step".
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретению, т.к. заявленное техническое решение реализовано в виде пилотной установки на одном из предприятий РФ, при этом получены все заявленные - технические результаты (цели), которые значительно превосходят известные показатели установок аналогичного назначения, известных на дату подачи настоящей заявки.The claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability" presented to the invention, because The claimed technical solution was implemented in the form of a pilot installation at one of the enterprises of the Russian Federation, and all the declared technical results (goals) were obtained that far exceed the known indicators of installations of a similar purpose known at the filing date of this application.
Источники информацииInformation sources
1. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, подобие, моделирование проектирование. В 5-и т. Т.2: Механические и гидромеханические процессы. / Под ред. A.M.Кутепова. - М.: Логос, 2001. - 600 с.1. Processes and apparatuses of chemical technology. Transport phenomena, macrokinetics, similarity, modeling design. In 5th vol. T.2: Mechanical and hydromechanical processes. / Ed. A.M. Kutepova. - M .: Logos, 2001 .-- 600 p.
2. М.А.Промтов. «Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями». Учебное пособие «Издательство Машиностроение-1», 2004).2. M.A. Promtov. "Machines and apparatus with pulsed energy effects." Textbook "Publishing House Engineering-1", 2004).
3. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. М.: Издательство «Лесная промышленность», 1981 г., под. Ред. В.А.Чичаева, с.58-65, аналог 1.3. Equipment for pulp and paper production. M .: Publishing house "Forest industry", 1981, under. Ed. V.A. Chichaeva, p. 58-65, analogue 1.
4. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. М.: Издательство «Лесная промышленность», 1981 г., под. Ред. В.А.Чичаева, с.71-76, аналог 2.4. Equipment for pulp and paper production. M .: Publishing house "Forest industry", 1981, under. Ed. V.A. Chichaeva, p. 71-76,
5. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. М.: Издательство «Лесная промышленность», 1981 г., под. Ред. В.А.Чичаева, с.76-77, аналог 3.5. Equipment for pulp and paper production. M .: Publishing house "Forest industry", 1981, under. Ed. V.A. Chichaev, p. 76-77,
6. Делигнификация растительного сырья в пульсационной аппаратуре Л.О.Иоффе [и др.] / Химия древесины. - 1984. - №6. - С.54-57; и также Иванов Ю.С., Иоффе Л.О., Воробьев Ю.П., Двоскин Ш.Ф. Получение целлюлозы с непрерывным отделением волокна в пульсационном аппарате // Экспресс-информ. отеч. произв. опыт. Целлюлоза, бумага, картон; вып.5. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987. - С.5-9, аналог 4.6. Delignification of plant materials in pulsating equipment L.O. Ioffe [et al.] / Chemistry of wood. - 1984. - No. 6. - S. 54-57; and also Ivanov Yu.S., Ioffe L.O., Vorobyov Yu.P., Dvoskin Sh.F. Cellulose production with continuous fiber separation in a pulsating apparatus // Express-inform. swelling. production experience. Cellulose, paper, cardboard;
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142373/05A RU2479619C2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142373/05A RU2479619C2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009142373A RU2009142373A (en) | 2011-05-27 |
RU2479619C2 true RU2479619C2 (en) | 2013-04-20 |
Family
ID=44734381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142373/05A RU2479619C2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479619C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542580C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-02-20 | Владимир Георгиевич Андреев | Method of complex processing of vegetable biomass |
RU2557227C1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-07-20 | Владимир Георгиевич Андреев | Method of processing plant biomass |
RU2796958C1 (en) * | 2022-11-08 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" | Unit for mixing components of mixed solid propellant |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU890985A3 (en) * | 1976-12-14 | 1981-12-15 | Канейдиан Индастриз Лимитед (Фирма) | Methodof delignifying lignocellulose material |
CA1337843C (en) * | 1988-10-18 | 1996-01-02 | Ake Backlund | Process for oxygen bleaching |
SU1369303A1 (en) * | 1986-05-19 | 1996-10-10 | Кировский Политехнический Институт | Plant for continuous hydrolysis of vegetable raw materials |
-
2009
- 2009-11-17 RU RU2009142373/05A patent/RU2479619C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU890985A3 (en) * | 1976-12-14 | 1981-12-15 | Канейдиан Индастриз Лимитед (Фирма) | Methodof delignifying lignocellulose material |
SU1369303A1 (en) * | 1986-05-19 | 1996-10-10 | Кировский Политехнический Институт | Plant for continuous hydrolysis of vegetable raw materials |
CA1337843C (en) * | 1988-10-18 | 1996-01-02 | Ake Backlund | Process for oxygen bleaching |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ИОФФЕ Л.О. и др. Делигнификация растительного сырья в пульсационной аппаратуре. Химия древесины. 1984, №6, с.54-57. * |
ИОФФЕ Л.О. и др. Делигнификация растительного сырья в пульсационной аппаратуре. Химия древесины. 1985, №1, с.61-64. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542580C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-02-20 | Владимир Георгиевич Андреев | Method of complex processing of vegetable biomass |
RU2557227C1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-07-20 | Владимир Георгиевич Андреев | Method of processing plant biomass |
RU2796958C1 (en) * | 2022-11-08 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" | Unit for mixing components of mixed solid propellant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009142373A (en) | 2011-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2479619C2 (en) | Pulsation apparatus for delignification of cellulose-containing plant material and method for operation thereof | |
US8685211B2 (en) | Oil sands treatment system and process | |
TW201224376A (en) | Apparatus and method for utilizing thermal energy | |
US8936392B2 (en) | Hydrodynamic cavitation device | |
CN202700132U (en) | Extraction tank and hydrodynamic force type strong-sound-source strengthening subcritical fluid extraction device | |
CA2861088A1 (en) | Method for treatment of sulphide-containing spent caustic | |
US2013115A (en) | Process and apparatus for the refining of pulp | |
WO2004096446A1 (en) | Method for producing a gas-droplet jet stream and device for carrying out said method | |
JP7200106B2 (en) | Methods for recovering all of the thermohydrolysis and steam energy of organic matter in steady state | |
US20160122945A1 (en) | Short oxygen delignification method | |
US6837971B1 (en) | Device and method of using explosive forces in a contained liquid environment | |
DE35854C (en) | Method and device for the production of cellulose from wood and other fibrous materials | |
RU2124550C1 (en) | Method and installation for processing heavy hydrocarbon material | |
KR101109260B1 (en) | Recycling mechanism of organic system wastes by subcritical point water and supersonic emission | |
RU2592777C1 (en) | Installation for continuous production of powdered cellulose | |
US2028419A (en) | Apparatus for the continuous treatment of fibrous materials | |
CN104674585B (en) | Transcritical CO_2 response system hydrolyzes the method and device of slurrying | |
RU2228791C2 (en) | Method of hydrodynamic activation of the raw materials (variants) and installation for its realization | |
US20050167059A1 (en) | Device and method of using explosive forces in a contained environment | |
US1980390A (en) | Apparatus for digesting cellulose material | |
KR20190128936A (en) | Lignin and moisture removal device and removal method in wood flour for WPC | |
SU1549570A1 (en) | Hydrodynamic homogenizer/mixer | |
RU2268284C2 (en) | Method and device for oil conditioning before processing | |
US3237384A (en) | Defoaming systems | |
RU57152U1 (en) | EXTRACTION PLANT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120816 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130125 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141118 |