RU38169U1 - Мембранный экстрактор - Google Patents

Description

2004106992

ijiippiniiuriini

г g о 1 о 4 МЕМБРАННЫЙ ЭКСТРАКТОР

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована для реализации процесса селективной экстракции разнообразных целевых компонентов из жидкостей сжиженными газами (например, двуокисью углерода) под давлением при до- и сверхкритических условиях.

Известно техническое решение 7МПК B01J 8/22, Патент США 3477856 по экстракции жидкой двуокисью углерода (при докритических термодинамических условиях) жидкофазных материалов. В частности, описана технологическая схема установки для экстракции ароматических компонентов из фруктового сока сжиженной COi. В состав установки входит резервуары, экстракционная колонна, насос, конденсатор, испаритель. Из резервуара насосом подается исходный фруктовый сок в верхнюю часть экстракционной колонны. Здесь сок через распылительное устройство распределяется по сечению колоны. При этом сок входит в контакт со сжиженной СО2, которая вводится в среднюю секцию колоны по трубопроводу из конденсатора. Сжиженная СОа (с плотностью приблизительно 0,7 г/см) поднимается в экстракционной колоне, экстрагируя из сока ароматические компоненты, которыми являются сложные эфиры, альдегиды, кетоны. Экстракт выводится из колоны через регулируемый выпуск

в нижней части колоны и направляется в испаритель, где сжиженная СОа выпаривается. Пары COz конденсируются в конденсаторе, а

сконцентрированный экстракт ароматов отводится из испарителя. Установка работает непрерывно и потери COi пополняются из СО2 резервуара через клапан когда возникает потребность.

7МПКС11В1/00

. (. :

Недостатками такой установки является создания условий перемешивания одной жидкой фазы в другой, что приводит к снижению эффективности массообмена, а это заставляет создавать аппараты большой высоты. При попытке обеспечить высокую пропускную способность этих аппаратов возникает явление захлебывания или образования эмульсий. А также существенно на устойчивость работы колоны влияет разность плотностей между растворителем и подаваемой исходной смесью.

Наиболее близким к заявленному является изобретение 7МНК СИВ 1/00, №16503. Экстрактор. БИ №1, 2001. экстрактора для обработки жидкостей под давлением сжиженными газами, с использованием полых трубчатых или волоконных мембран. Данное техническое решение позволяет обеспечить практически равное давление в обоих пространствах (межтрубном и трубном) за счет соединения их с одним насосом, а подача растворителя в трубное пространство противоточно экстрагируемой смеси вызывает образование фазы экстракта и перемешивание экстрагируемой смеси, тем самым, интенсифицируя процесс. Экстрактор включает следующие основные элементы: корпус высокого давления с верхней и нижней распределительными камерами с трубными досками; полые трубчатые мембраны; патрубки для подачи экстрагируемой жидкости в трубное пространство экстрактора и патрубки для подачи растворителя одновременно в межтрубное и трубное пространство.

Работа установки происходит следующим образом.

Экстрагируемая жидкость подается в экстрактор сверху через патрубок, попадает в распределительную камеру и распределяется среди параллельно подключенных к камере полых трубчатых мембран и по ним движется вниз. Выходя из полых трубчатых

мембран, экстрагируемая жидкость попадает в нижпюю камеру, из которой через патрубок она отводится. Растворитель (двуокись углерода) через раздваивающийся патрубок подается одновременно в межтрубное и трубное пространство. При этом в межтрубном и трубном пространстве устанавливается практически равное давление, а часть растворителя движется в трубном пространстве противотоком к опускающейся экстрагируемой жидкости, создает условия для контакта в виде пленок и капель, турбулизирует движение жидкости, осуществляет экстракцию и через мембрану переходит уже мисцелла без развития массопереноса в самой мембране.

Недостатками данного экстрактора является неудобство в эксплуатации, невозможность осуществить замену мембранных пучков при выходе из строя мембран, затруднена промывка и регенерация мембран, аппарат не позволяет проводить экстракцию разнообразного сырья так для каждого вида последнего необходимо использовать соответствующие мембраны.

Задачей полезной модели является создание мембранного экстрактора для обработки под давлением сжиженными газами, например двуокисью углерода, при до- и сверхкритических условиях, различных жидкофазных материалов.

Техническим результатом полезной модели является повыщение удобства промышленной эксплуатации мембранного модуля, возможности использования аппарата для различного жидкофазного сырья и обеспечение возможности промывки и регенерации мембран.

Технический результат достигается тем что в мембранном экстракторе состоящем из корпуса высокого давления, половолоконных мембран, патрубков для подачи экстрагируемой

жидкости в трубное пространство экстрактора и патрубков для подачи растворителя одновременно в межтрубное пространство, размещается устройство крепления с распределительными камерами, на котором закреплен мембранный модуль, состоящий из пучка половолоконных мембран, находящийся в обечайке с отверстиями, снабженный распределительной камерой. За счет устройства крепления обеспечивается возможность замены мембранного модуля, что позволяет использовать экстрактор для различного вида сырья, а так же позволяет осуществлять промывку и регенерацию мембран.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемого технического результата.

На фиг.1 показан общий вид мембранного экстрактора. Мембранный экстрактор состоит из корпуса 1, в верхней части которого смонтировано устройство крепления мембранного модуля 2 с распределительными камерами, патрубком для подачи исходного жидкофазного материала 3, а так же патрубком для вывода рафинада 4, патрубками для подачи и отвода двуокиси углерода 5, 6. На устройстве закреплен мембранный модуль, состоящий из обечайки 7 с отверстиями 8 и распределительной кам-ероу 9. В обечайке при помощи узлов крепления 10 удерживается пучок половолоконных мембран 11.

Работает мембранный экстрактор следующим образом. Исходный жидкофазный материал подается сверху через входной патрубок 3 и, попав в распределительную камеру в устройстве крепления 2, попадает в Уг пучка половолоконных мембран 11, распределяется среди полых мембран и по ним движется вниз. В это время через патрубок 5 в межтрубное пространство мембранного экстрактора подается двуокись углерода, которая омывает пучок

половолоконных мембран через отверстия 8 в обечайке мембранного модуля 7. Экстрагируемый материал пройдя через У-г пучка попадает в нижнею распределительную камеру 9 и, попадая в другую половину пучка, начинает подниматься вверх. Пройдя через экстракционный модуль, из жидкофазного материала селективно экстрагируется комплекс веществ растворимых в сжатом газе при этой температуре и давлении. Рафинад отводится из экстрактора через патрубок 6. Экстракт выводится через патрубок 4.

Claims (1)

1. Мембранный экстрактор, включающий корпус высокого давления, половолоконные мембраны, патрубки для подачи экстрагируемой жидкости в трубное пространство экстрактора и патрубки для подачи растворителя одновременно в межтрубное пространство, отличающийся тем, что в мембранном экстракторе установлено устройство крепления с распределительными камерами, на котором закреплен мембранный модуль, состоящий из пучка половолоконных мембран, расположенных в обечайке с отверстиями и нижней распределительной камерой.