RU57152U1

RU57152U1 - EXTRACTION PLANT

Info

Publication number: RU57152U1
Application number: RU2006126014/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Андреевич Кривега; Василий Герасимович Моисеев; Александр Борисович Лелик
Original assignee: Владимир Андреевич Кривега; Василий Герасимович Моисеев; Александр Борисович Лелик
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2006-10-10

Abstract

Полезная модель относится к технике ультразвуковой обработки жидких сред и может быть использована в фармацевтической, биохимической, лесохимической и пищевой отраслях промышленности, в частности для получения экстрактов из биологически активных веществ (из сырья растительного и животного происхождения) в жидких средах. Задачей полезной модели является создание ультразвукового экстрактора, обеспечивающего более глубокую переработку сырья при упрощении конструкции. Установка для экстрагирования содержит соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур емкость для экстрагирующей жидкости и экстрактор, выполненный в виде корпуса со съемной крышкой в рабочей полости которого расположена емкость для загрузки сырья. Установка содержит также ультразвуковые вибраторы, расположенные на наружной поверхности экстрактора, насос для подачи экстрагирующей жидкости в рабочую полость экстрактора, а емкость для загрузки сырья выполнена перфорированной и снабжена съемной крышкой. Установка дополнительно может содержать взрыво-пожарозащитную стенку для изолирования емкости для экстрагирующей жидкости от других элементов установки.The utility model relates to the technique of ultrasonic treatment of liquid media and can be used in pharmaceutical, biochemical, forest chemical and food industries, in particular for extracts from biologically active substances (from raw materials of plant and animal origin) in liquid media. The objective of the utility model is to create an ultrasonic extractor that provides deeper processing of raw materials while simplifying the design. The extraction installation comprises a container for extracting liquid connected by highways with shutoff valves in a closed circuit and an extractor made in the form of a housing with a removable cover in the working cavity of which there is a container for loading raw materials. The installation also contains ultrasonic vibrators located on the outer surface of the extractor, a pump for supplying extracting fluid to the working cavity of the extractor, and the tank for loading raw materials is perforated and equipped with a removable cover. The installation may further comprise an explosion and fire protection wall for isolating the container for the extracting liquid from other elements of the installation.

Description

Полезная модель относится к технике ультразвуковой обработки жидких сред и может быть использована в фармацевтической, биохимической, лесохимической и пищевой отраслях промышленности, в частности для получения экстрактов из биологически активных веществ (из сырья растительного и животного происхождения) в жидких средах.The utility model relates to the technique of ultrasonic treatment of liquid media and can be used in pharmaceutical, biochemical, forest chemical and food industries, in particular for extracts from biologically active substances (from raw materials of plant and animal origin) in liquid media.

Известен экстрактор для системы твердое тело-жидкость, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с рубашкой термостатирования, имеющей патрубки подвода и отвода теплоносителя. В верхней части устройства расположен патрубок подвода жидкой фазы, в нижней - патрубок отвода экстракта, защищенный с внутренней стороны решеткой. По нижней части корпуса и бункера проходит шнек для подачи твердой фазы из бункера в аппарат.В корпусе по центру установлен ультразвуковой волновод, соединенный с ультразвуковым преобразователем и представляющий собой каскад концентраторов одинаковой длины с развитой боковой поверхностью. Профиль боковой поверхности концентраторов может быть выполнен цилиндрической, бочкообразной, и др. конфигурации. Предлагаемая конструкция позволяет интенсифицировать процесс экстрагирования в системах твердое тело-жидкость путем увеличения скорости массообмена (Патент на изобретение РФ №2053006, МПК: B 01 D 11/02).A known extractor for the solid-liquid system, consisting of a vertical cylindrical body with a thermostatic jacket, having nozzles for supplying and discharging a coolant. In the upper part of the device there is a branch pipe for supplying a liquid phase, in the lower part there is a branch pipe for extracting the extract, protected on the inside by a grate. An auger for feeding the solid phase from the hopper to the apparatus passes along the lower part of the casing and the hopper. An ultrasonic waveguide is connected in the center of the casing, connected to an ultrasonic transducer and representing a cascade of concentrators of the same length with a developed side surface. The profile of the lateral surface of the concentrators can be made cylindrical, barrel-shaped, and other configurations. The proposed design allows to intensify the extraction process in solid-liquid systems by increasing the mass transfer rate (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2053006, IPC: B 01 D 11/02).

Однако размещение ультразвукового волновода в корпусе экстрактора приводит к созданию неоднородного ультразвукового поля в рабочей полости, что приводит к снижению качества и эффективности обработки жидких сред.However, the placement of the ultrasonic waveguide in the extractor housing leads to the creation of an inhomogeneous ultrasonic field in the working cavity, which leads to a decrease in the quality and efficiency of processing liquid media.

Известен непрерывно действующий противоточный экстрактор для извлечения лекарственных веществ из растительного сырья, состоящий из замкнутого короба прямоугольного сечения, внутри которого вмонтирована бесконечная лента из тяговых цепей, снабженная транспортирующими перегородками. На коробе в шахматном порядке установлены магнитострикционные излучатели, питание которых осуществляется от ультразвукового генератора (АС СССР №254475, МПК: В 01 D).Known continuously operating countercurrent extractor for extracting medicinal substances from plant materials, consisting of a closed box of rectangular cross section, inside which is mounted an endless belt of traction chains, equipped with conveying partitions. Magnetostrictive radiators are installed on the box in a checkerboard pattern, the power of which is provided by an ultrasonic generator (USSR AS No. 254475, IPC: V 01 D).

Заявляемое устройство обеспечивает противоточное непрерывное взаимодействие экстрагируемого сырья с экстрагирующей жидкостью. Однако данное устройство, реализующее такой цикл, не обеспечивает полного извлечения экстракта из экстрагируемого материала. Кроме того, данное устройство характеризуется The inventive device provides countercurrent continuous interaction of the extracted raw materials with the extracting liquid. However, this device that implements such a cycle does not provide complete extraction of the extract from the extracted material. In addition, this device is characterized by

сложностью его изготовления из-за наличия значительного количества конструктивных элементов.the complexity of its manufacture due to the presence of a significant number of structural elements.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является установка для газожидкостной экстракции растительного сырья, содержащая соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур экстрактор, испаритель, буферную емкость, а также, соединенный с испарителем сборник экстракта и средства подпитки экстрагентов. Экстрактор снабжен кассетой для загрузки сырья, в которой, по меньшей мере, по одной концентричной окружности размещены с постоянным окружным шагом дренажные трубки с перфорированными стенками и заглушенным верхним концом. В экстракторе в экстракционном объеме экстракционной смеси создают поле ультразвуковых колебаний (Патент на изобретение РФ №2082478, МПК: B 01 D 11/02).Closest to the claimed utility model is a plant for gas-liquid extraction of plant materials, containing an extractor, an evaporator, a buffer tank, connected with highways with shut-off valves in a closed circuit, and also an extract collector and means for feeding extractants connected to the evaporator. The extractor is equipped with a cassette for loading raw materials, in which at least one concentric circle is placed with a constant circumferential pitch drainage tubes with perforated walls and a damped upper end. A field of ultrasonic vibrations is created in the extractor in the extraction volume of the extraction mixture (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2082478, IPC: B 01 D 11/02).

Однако данное устройство использует технологию газожидкостной экстракции, при котором поле ультразвуковых колебаний создают перепадом давления газовой фазы. При этом мощность ультразвуковых колебаний - недостаточно высокая, что не позволяет добиваться высоких параметров экстрагирования по сравнению с жидкостной экстракцией. Кроме того, использование в конструкции установки испарителя и конденсатора приводит к дополнительным энергозатратам при получении экстракта, что приводит к увеличению его себестоимости.However, this device uses gas-liquid extraction technology, in which the field of ultrasonic vibrations is created by the pressure drop of the gas phase. Moreover, the power of ultrasonic vibrations is not high enough, which does not allow to achieve high extraction parameters compared to liquid extraction. In addition, the use in the design of the installation of the evaporator and condenser leads to additional energy consumption when receiving the extract, which leads to an increase in its cost.

Задачей полезной модели является создание ультразвукового экстрактора, обеспечивающего более глубокую переработку сырья при упрощении конструкции.The objective of the utility model is to create an ultrasonic extractor that provides deeper processing of raw materials while simplifying the design.

Техническим результатом является создание замкнутого непрерывного цикла обработки исходного сырья экстрагентом с наиболее эффективным использованием энергии ультразвукового поля, что обеспечивает повышение эффективности работы экстрактора. Кроме того, при использовании в качестве экстрагента легковоспламеняющихся жидкостей, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение пожаробезопасности при работе устройства.The technical result is the creation of a closed continuous cycle of processing the feedstock with an extractant with the most efficient use of ultrasonic field energy, which improves the efficiency of the extractor. In addition, when using flammable liquids as an extractant, the claimed utility model provides increased fire safety during operation of the device.

Поставленная задача решается тем, что установка для экстрагирования, содержащая соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур емкость для экстрагирующей жидкости и экстрактор, выполненный в виде корпуса со съемной крышкой в рабочей полости которого расположена емкость для загрузки сырья, согласно техническому решению, содержит ультразвуковые вибраторы, расположенные на наружной поверхности экстрактора, насос для подачи The problem is solved in that the installation for extraction, comprising a container for extracting liquid connected by highways with shut-off valves in a closed circuit and an extractor made in the form of a housing with a removable cover in the working cavity of which there is a container for loading raw materials, according to the technical solution, contains ultrasonic vibrators located on the outer surface of the extractor, a feed pump

экстрагирующей жидкости в рабочую полость экстрактора, а емкость для загрузки сырья выполнена перфорированной и снабжена съемной крышкой.extracting liquid into the working cavity of the extractor, and the capacity for loading raw materials is perforated and equipped with a removable cover.

Кроме того, установка может дополнительно содержать взрыво-пожарозащитную стенку для изолирования емкости для экстрагирующей жидкости от других элементов установки.In addition, the installation may further comprise an explosion and fire protection wall for isolating the container for the extracting liquid from other elements of the installation.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, на котором схематично изображена заявляемая установка.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, which schematically depicts the inventive installation.

Установка состоит из емкости 1 с экстрагирующей жидкостью 2, всасывающего трубопровода 3 с запорной арматурой, насоса 4, напорного трубопровода 5 с запорной арматурой, экстрактора 6 с фланцами 7, емкость для загрузки сырья, например, в виде сетчатой корзины 8 с крышкой 9, заполненной экстрагирующими ингредиентами, ультразвуковые вибраторы 10, пульта управления 11, ультразвукового генератора 12, трубопровода 13 с запорной арматурой и взрыво-пожарозащитной стенкой 14, трубопроводом 15 с запорной арматурой для слива готовой продукции.The installation consists of a tank 1 with extracting liquid 2, a suction pipe 3 with shutoff valves, a pump 4, a pressure pipe 5 with shutoff valves, an extractor 6 with flanges 7, a tank for loading raw materials, for example, in the form of a mesh basket 8 with a cover 9 filled extracting ingredients, ultrasonic vibrators 10, control panel 11, ultrasonic generator 12, pipe 13 with shutoff valves and explosion and fire protection wall 14, pipe 15 with shutoff valves for draining the finished product.

В заявляемой установке емкость 1 для экстрагирующей жидкости 2 располагают отдельно от экстрактора 6, при необходимости, емкость 1 может быть установлена во взрыво-пожаробезопасном помещении. Экстрактор 6, выполненный в виде ультразвукового излучателя, представляет собой отрезок трубы, на наружной поверхности которой расположены ультразвуковые вибраторы 10. При этом вибраторы равномерно распределены по всей площади поверхности. Во внутренней рабочей полости трубы установлена емкость для загрузки сырья 8, выполненная перфорированной, например, в виде сетчатой корзины с сетчатой быстросъемной крышкой 9, а на торцах трубы герметично установлены быстросъемные фланцы-крышки 7 с арматурой, при помощи которой ультразвуковой излучатель через систему трубопроводов подсоединен к насосу и емкости с экстрагирующей жидкостью.In the inventive installation, the tank 1 for the extracting liquid 2 is located separately from the extractor 6, if necessary, the tank 1 can be installed in an explosion and fireproof room. The extractor 6, made in the form of an ultrasonic emitter, is a pipe segment, on the outer surface of which there are ultrasonic vibrators 10. Moreover, the vibrators are evenly distributed over the entire surface area. In the inner working cavity of the pipe, a container for loading raw materials 8 is installed, made perforated, for example, in the form of a mesh basket with a mesh quick-release lid 9, and quick-detachable flanges-lids 7 with fittings are sealed at the ends of the pipe by means of which an ultrasonic emitter is connected through a piping system to the pump and containers with extracting liquid.

Экстрактор работает следующим образом. Предварительно емкость для загрузки сырья 8 заполняют экстрагирующими ингредиентами. Из емкости 1 экстрагирующая жидкость 2 через всасывающий трубопровод 3 подается на насос 4. Насос 4 через напорный трубопровод 5 подает экстрагирующую жидкость в рабочую полость экстрактора 6 через нижний фланец 7. Т.о. экстрагирующую жидкость прокачивают через корзину 8, заполненную экстрагируемыми ингредиентами и закрытую сетчатой крышкой 9. Одновременно с включением насоса 4 с пульта управления 11 включается ультразвуковой генератор 12. Высокое переменное напряжение от генератора подается на ультразвуковые вибраторы 10, возбуждая в жидкости, заполнившей рабочую The extractor works as follows. Previously, the capacity for loading raw materials 8 is filled with extracting ingredients. From the container 1, the extracting liquid 2 through the suction pipe 3 is supplied to the pump 4. The pump 4 through the discharge pipe 5 delivers the extracting liquid to the working cavity of the extractor 6 through the lower flange 7. Thus the extracting liquid is pumped through a basket 8 filled with extractable ingredients and closed with a mesh cover 9. Simultaneously with turning on the pump 4 from the control panel 11, the ultrasonic generator 12 is turned on. High alternating voltage from the generator is supplied to the ultrasonic vibrators 10, exciting in the liquid filling the working

полость экстрактора, механические колебания в диапазоне ультразвуковых частот. Под действием механических колебаний в жидкости появляется кавитация. Под кавитационным воздействием биологически активные вещества из обрабатываемого сырья интенсивно экстрагируются в поток жидкости, сокращая время обработки по сравнению с существующими способами в десятки раз. Поток жидкости из рабочей камеры преобразователя через верхний фланец 7 по трубопроводу 13 поступает в емкость 1. Процесс повторяется по замкнутому циклу до получения экстракта требуемой концентрацией. При достижении экстракта необходимой концентрации ультразвуковой генератор отключают, а готовый продукт из емкости 1 по трубопроводу 15 насосом 4 подают на расфасовку или в емкость для дальнейшей обработки.extractor cavity, mechanical vibrations in the range of ultrasonic frequencies. Under the influence of mechanical vibrations, cavitation appears in the liquid. Under cavitation, biologically active substances from the processed raw materials are intensively extracted into the liquid stream, reducing the processing time by ten times in comparison with existing methods. The fluid flow from the working chamber of the converter through the upper flange 7 through the pipe 13 enters the tank 1. The process is repeated in a closed cycle until the extract is obtained with the desired concentration. When the extract reaches the required concentration, the ultrasonic generator is turned off, and the finished product from the tank 1 through the pipe 15 by the pump 4 serves for packaging or in the tank for further processing.

Для осуществления следующего цикла обработки открывают верхний фланец 7 с арматурой, выгружают сетчатую корзину 8, заменяют отработанное сырье новым, собирают экстрактор в рабочее состояние и повторяют цикл обработки.To carry out the next treatment cycle, open the upper flange 7 with reinforcement, unload the mesh basket 8, replace the spent raw materials with a new one, collect the extractor in working condition and repeat the treatment cycle.

Один из вариантов выполнения экстрактора 6 может быть осуществлен по патенту на изобретение №2222387.One of the embodiments of the extractor 6 can be carried out according to the patent for invention No. 2222387.

При использовании в качестве экстрагирующей жидкости легко воспламеняющихся жидкостей - спирта и др., емкость 1 с жидкостью 2 может быть размещена в пожаробезопасном помещении, а все пожароопасные элементы установки (генератор, экстрактор, насос, пульт управления и пр.) выносят за пожаробезопасную стенку 14.When using flammable liquids such as alcohol and others as an extracting liquid, a container 1 with a liquid 2 can be placed in a fireproof room, and all fire hazardous elements of the installation (generator, extractor, pump, control panel, etc.) are taken out of the fireproof wall 14 .

Заявляемая полезная модель обеспечивает наиболее глубокое извлечение экстракта из исходного сырья, т.е. повышает качество получаемой продукции при экономии сырья и упрощения процесса эксплуатации устройства.The inventive utility model provides the deepest extraction of the extract from the feedstock, i.e. improves the quality of products while saving raw materials and simplifying the operation of the device.

Claims

1. Installation for extraction, containing connected to the lines with shutoff valves in a closed circuit, a container for extracting liquid and an extractor, made in the form of a housing with a removable cover, in the working cavity of which there is a container for loading raw materials, characterized in that it contains ultrasonic vibrators located on the outer surface of the extractor, a pump for feeding the extracting liquid into the working cavity of the extractor, and the tank for loading raw materials is perforated and equipped with a removable cover th.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it further comprises an explosion and fire protection wall for isolating the container for the extracting liquid from other elements of the installation.