SU1000047A1

SU1000047A1 - Distillation column

Info

Publication number: SU1000047A1
Application number: SU813342132A
Authority: SU
Inventors: Иван Петрович Слободяник
Original assignee: Краснодарский политехнический институт
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-02-28

Description

Изобретение относится к устройствам для отгонки эфирного масла из цветков розы под вакуумом и может найти применение в эфиромасличной промышленности.The invention relates to a device for distillation of essential oil from rose flowers under vacuum and may find application in the essential oil industry.

Известна перегонная тарельчатая колонна для перегонки барды или дрожжевых осадков винодельческого производства, содержащая расположенные по высоте тарелки с арочными прорезями для прохода пара, сегментные сливные карманы и сливные трубы для слива жидкости с верхних на нижние тарелки, направление арочных прорезей в периферийной части тарелки радиальные, от периферии к центру, для направления твердых частиц, содержащихся в жидкой фазе, в центр тарелки, на остальной части тарелки направление осей прорезей тангенциальное £?!]·Known distillation dish-shaped column for distilling vinasse or yeast precipitation of wine production, containing located on the height of the plate with arched slots for the passage of steam, segmented drain pockets and drain pipes for draining liquid from the upper to lower plates, the direction of the arched slots in the peripheral part of the plate is radial, from periphery to the center, for directing solid particles contained in the liquid phase to the center of the plate, on the rest of the plate the direction of the axes of the slots is tangential £?!] ·

Перегонная тарельчатая колоний обладает низким гидравлическим сопротивлением по сравнению с колонной . с колпачковыми тарелками и успешно используется для перегонки дрожжевых осадков винодельческого производства ,° когда в жидкой фазе имеются твердые частицы. Однако она непригодна для отгонки эфирных масел из цветков .The distillation dish-shaped colony has a low hydraulic resistance compared to the column. with cap plates and is successfully used for distillation of yeast sediments from wine production, ° when there are solid particles in the liquid phase. However, it is unsuitable for distillation of essential oils from flowers.

ПЕРЕГОННАЯ КОЛОННА розы в связи с необходимостью нахождения твердой фазы в слое жидкости (рассола ) в. условиях гидродистилляс ции.A RIVER COLUMN of roses in connection with the need to find a solid phase in a layer of liquid (brine) c. hydrodistillation conditions.

Известна перегонная тарельчатая колонна для отгонки эфирного масла из цветков розы, содержащая расположенные по высоте массообменные тарел1Q ки, каждая из которых включает основание , в центре которого помещен паровой патрубок с окнами, колпак над патрубке»* с зубчатыми прорезями в нижней кромке, перегородку и переливной патрубок для слива жидкости 15 с·верхней на нижнюю тарелку, для чего верхняя кромка переливного патрубка расположена ниже верхней кромки перегородки , на соседних по высоте тарел__п ках переливные патрубки расположены ²⁰ по разную сторону перегородки, так_х . что поочередно жидкая смесь на соседних тарелках совершает кольцевое движение в разных направлениях, и две смежные по высоте тарелки составляют 25 секцию.A distillation dish-shaped column is known for distillation of essential oil from rose flowers, which contains 1Q ki mass-exchange plates located at a height, each of which includes a base, in the center of which there is a steam pipe with windows, a cap above the pipe * with serrated slots in the lower edge, a partition and an overflow the overflow conduit 15 from the bottom · upper plate, which upper edge of the overflow pipe located below the upper partition edges on adjacent adjustment tarel_ _n kah overflow pipes ²⁰ are located n opposite sides of the partition, so _x. that alternately the liquid mixture on adjacent plates makes a circular motion in different directions, and two plates adjacent in height are 25 section.

Перегонная тарельчатая колонна ра’ботает следующим образом. Смесь цветков розы и рассола подается на верхнюю тарелку^ контактирует с поднимающимся снизу вверх паром, перели вается с верхних на нижние тарелки и отводится снизу отработанный материал цветков розы, а пары, обогащенные эфирными маслами, отводятся сверху колонны в холодильник. На тарелках происходит¹ массообмен между жидкой и паровой фазами, в результате чего эфирные масла из цветков розы и рассола переходят в паровую фазу £2].The distillation tray column operates as follows. A mixture of rose flowers and brine is fed to the upper plate; it is in contact with steam rising from bottom to top, poured from the upper to lower plates and the spent material of rose flowers is discharged from below, and vapors enriched with essential oils are discharged from the top of the column to the refrigerator. On the plates there is ¹ mass transfer between the liquid and vapor phases, as a result of which the essential oils from the flowers of the rose and brine pass into the vapor phase £ 2].

Недостатком такой перегонной тарельчатой колонны является то, что гидравлическое сопротивление массообменных тарелок с высоким слоем раствора очень велико для условий вакуумной перегонки, это приводит к повышению давления и температуры перегонки в колонне, и исключает возможность проведения процесса отгонки эфирных масел под вакуумом для сохранения натуральных качеств эфирных масел розы. Кроме того, в условиях вакуума объем паров значительно увеличивается и повышается скорость пара в паровых патру ках и прорезях колпачков с малой поверхностью контакта фаз, в результате чего происходит, механический унос жидкости, байпассирование пара, и снижается эффективность массообмена в условиях отгонки эфирных масел из цветков розы, это приводит к потерям эфирных масел.The disadvantage of such a distillation dish column is that the hydraulic resistance of the mass transfer plates with a high solution layer is very high for vacuum distillation conditions, this leads to an increase in the pressure and temperature of the distillation in the column, and eliminates the possibility of carrying out the process of distillation of essential oils under vacuum to maintain the natural qualities of the essential oils of roses. In addition, under vacuum conditions, the volume of vapors increases significantly and the speed of steam in steam patches and caps of the caps with a small contact surface of the phases increases, resulting in mechanical ablation of the liquid, bypassing of the vapor, and the efficiency of mass transfer under conditions of the distillation of essential oils from flowers roses, this leads to the loss of essential oils.

Цель предлагаемого технического решения - повышение эффективности отгонки эфирных масел за счет уменьшения гидравлического сопротивления потоку пара и увеличения поверхности контакта пара и жидкости на тарелках.The purpose of the proposed technical solution is to increase the efficiency of distillation of essential oils by reducing hydraulic resistance to steam flow and increasing the contact surface of steam and liquid on the plates.

Поставленная цель достигается тем, что в боковых стенках колпака выполнены радиальные щелевые прорези методом вырубного штампа с увеличивающимся сечением сверху вниз для прохода пара, при этом направление открытия щелей для прохода пара совпадает с направлением перемещения жидкости на тарелке.This goal is achieved by the fact that radial slotted slots are made in the side walls of the cap by a die cutting method with an increasing cross-section from top to bottom for steam passage, while the opening direction of the slots for steam passage coincides with the direction of liquid movement on the plate.

Это обеспечивает увеличение сечения прорезей колпака для прохода пара и его диспергирования в условиях вакуума, когда объем паров значительно увеличивается, в результате чего уменьшается гидравлическое сопротивление потоку пара, увеличивается поверхность контакта пара и жидкости и увеличивается паросодержание парожидкостной эмульсии на тарелке, что приводит к уменьшению высоты светлого слоя жидкости на тарелке и уменьшению гидравлического сопротивления слоя жидкости, одновременно, увеличение паросодержания парожидкостной эмульсии обеспечивает увеличение межфазной поверхности и повышение эффективности массо обмена. Благодаря увеличивающемуся сечению щелевых прорезей в боковых стенках колпака обеспечивается преимущественное прохождение пара на большей глубине слоя жидкости на тарелке, в результате чего увеличивается время контакта пара с жидкостью и предупреждается проскок пара в верхней части колпака. Таким образом, обеспечиваются уменьшение перепада давления на тарелках и в колонне при больших объемах пара в условиях вакуумной перегонки и повышение эффективности отгонки эфирных масел из цветков розы с сохранением натуральных качеств эфирных масел при низ ких температурах перегонки, увеличение степени извлечения эфирных масел из сырья.This provides an increase in the cross section of the slots of the cap for steam passage and its dispersion under vacuum, when the volume of the vapor increases significantly, as a result of which the hydraulic resistance to the steam flow decreases, the contact surface of the vapor and liquid increases, and the vapor content of the vapor-liquid emulsion on the plate increases, which leads to a decrease in height a light layer of liquid on the plate and a decrease in the hydraulic resistance of the liquid layer, at the same time, an increase in the vapor content of the vapor-liquid emulsion and provides increased interfacial area and mass exchange efficiency. Due to the increasing cross-section of the slotted slots in the side walls of the cap, steam is predominantly transmitted at a greater depth of the liquid layer on the plate, as a result of which the contact time of the steam with the liquid is increased and steam leakage in the upper part of the cap is prevented. Thus, a decrease in the pressure drop on the plates and in the column with large volumes of steam under vacuum distillation, an increase in the efficiency of distillation of essential oils from rose flowers, while maintaining the natural qualities of essential oils at low distillation temperatures, and an increase in the degree of extraction of essential oils from raw materials are ensured.

Для улучшения показателей работы массообменных тарелок колонны целесообразно уменьшить высоты парового патрубка, колпака и перегородки в 1,5-.2- раза по сравнению с прототипом и увеличить диаметр нижней части колпака, придав ему форму усеченного конуса. Это увеличивает площадь пла-t на барботажа на тарелке, и повышает эффективность массообмена с одновременным уменьшением гидравлического сопротивления'в условиях вакуумной перегонки.To improve the performance of the mass transfer plates of the column, it is advisable to reduce the height of the steam pipe, cap and septum by 1.5-.2-times compared to the prototype and increase the diameter of the lower part of the cap, giving it the shape of a truncated cone. This increases the area of pla-t on bubbling on a plate, and increases the efficiency of mass transfer with a simultaneous decrease in hydraulic resistance under vacuum distillation.

На фиг. 1 изображена перегонная тарельчатая колонна, вертикальный разрез) на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1, вид сверху/ на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез - разрез В-В на фиг, 2.In FIG. 1 shows a distillation dish-shaped column, vertical section) in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, a top view / in FIG. 3 section BB in FIG. 2; in FIG. 4 section - section bb in FIG. 2.

Перегонная тарельчатая колонна содержит цилиндрический корпус 1 с расположенными в нем по высоте массообменными тарелками, каждая из которых состоит'из основания 2, парового патрубка 3 с окнами 4 для прохода пара, колпака 5, установленного над патрубком 3, с щелевыми прорезями в боковых стенках с увеличивающимся сечением сверху вниз для прохода пара в направлении, совпадающем с направление^ движения жидкости на тарелке, и с зубчатыми прорезями в нижней кромке для прохода и диспергирования пара, переливного патрубка для слива жидкой смеси с верхней на нижнюю тарелку, радиальной перегородки 8, верхняя кромка которой расположена выше верхней кромки переливного патрубка 7, и служит для обеспечения кругового движения жидкой смеси на тарелке.The distillation dish-shaped column contains a cylindrical body 1 with mass-exchange plates located in it, each of which consists of a base 2, a steam nozzle 3 with windows 4 for passage of steam, a cap 5 mounted above the nozzle 3, with slotted slots in the side walls with increasing section from top to bottom for the passage of steam in the direction coinciding with the direction of fluid movement on the plate, and with serrated slots in the lower edge for the passage and dispersion of steam, an overflow pipe for draining the liquid mixture from upper on the lower plate, radial septum 8, the upper edge of which is located above the upper edge of the overflow pipe 7, and serves to ensure circular motion of the liquid mixture on the plate.

Перегонная тарельчатая колонна работает следующим образом.Distillation tray column operates as follows.

Специально подготовленная и подогретая смесь цветков розы и рассола подается на верхнюю тарелку, где контактирует с поднимающимся по колонне снизу вверх паром, проходящим через щелевые прорези 6 и зубчатые прорези колпака 5, в процессе массообмена между смесью и паром пары обогащаются эфирными маслами из рассола и цветков розы, в результате чего сверху колонны отводятся смесь паров воды и эфирных масел в холодильник, а снизу отводится отрабо- > тайная смесь цветков розы и рассола практически не содержащая эфирных масел. Малая высота паровых патрубков 3 и колпаков 5, и соответственно, радиальных перегородок тарелок обеспечивает уменьшение высоты слоя жидкости на тарелке, что способствует уменьшению гидростатической составляющей гидравлического сопротивления тарелки в условиях вакуумной перегонки. Выполнение щелевых прорезей 6 в колпаках 5 обеспечивает-увеличение поверхности контакта пара и жидкости, увеличение паросодержания парожидкостной эмульсии на тарелке, увеличение межфазной поверхности контакта, что приводит к повьадению эффективности отгонки эфирных масел из смеси. Кроме того, увеличение сечения для прохода пара через щели в колпаке также приводит к уменьшению гидравлического сопротивления потоку пара в условиях вакуумной перегонки. Направление щелевых прорезей 6 в колпаке 5 для прохода пара совпадает с направлением движения смеси на тарелке.A specially prepared and heated mixture of rose flowers and brine is fed to the upper plate, where it is in contact with steam rising through the column from bottom to bottom, passing through slotted slots 6 and toothed slots of cap 5; during mass transfer between the mixture and steam, the pairs are enriched with essential oils from brine and flowers roses, as a result of which a mixture of water vapor and essential oils is removed from the top of the column to the refrigerator, and a bottom-> secret mixture of rose and brine flowers that is practically free of essential oils is removed. The low height of the steam nozzles 3 and caps 5, and, accordingly, the radial partitions of the plates provides a decrease in the height of the liquid layer on the plate, which helps to reduce the hydrostatic component of the hydraulic resistance of the plate under vacuum distillation. The implementation of slotted slots 6 in the caps 5 provides an increase in the contact surface of the vapor and liquid, an increase in the vapor content of the vapor-liquid emulsion on the plate, an increase in the interfacial contact surface, which leads to an increase in the efficiency of the distillation of essential oils from the mixture. In addition, an increase in the cross section for the passage of steam through the slots in the cap also leads to a decrease in hydraulic resistance to steam flow under vacuum distillation conditions. The direction of the slotted slots 6 in the cap 5 for the passage of steam coincides with the direction of movement of the mixture on the plate.

Таким образом, с уменьшением запаса жидкости на тарелках колонны одновременно увеличивается поверхность контакта фаз и в результате обеспечивается высокая эффективность отгонки эфирных масел, уменьшение гидравлического сопротивления, понижение давления и температуры перегонки , это приводит к сохранению натуральных качеств эфирных масел и обес печивает полную отгонку эфирных масел из цветков розы и рассола.Thus, with a decrease in the liquid supply on the plates of the column, the contact surface of the phases simultaneously increases and, as a result, high efficiency of distillation of essential oils, decrease in hydraulic resistance, lower pressure and distillation temperature are ensured, this preserves the natural qualities of essential oils and ensures complete distillation of essential oils from the flowers of roses and brine.

Ожидаемый экономический эффект^ от внедрения предлагаемой перегонной тарельчатой колонны в результате сезонной работы одной установки может составить около 50-70 тыс. руб. в 5 год за счет повышения натуральных качеств эфирных масел розы.The expected economic effect ^ from the introduction of the proposed distillation dish-shaped column as a result of the seasonal operation of one installation can be about 50-70 thousand rubles. at 5 by increasing the natural qualities of rose essential oils.

Claims

The waste material of rose flowers is removed from the upper plates to the lower plates and the waste material is removed from the bottom, and the vapors enriched with etheric oils are removed from the column in a refrigerator. Mass plates are exchanged on the plates between the liquid and vapor phases, as a result of which the essential oils from the flowers of rose and brine are transferred to the vapor phase C2. The disadvantage of such a distillation plate column is that the hydraulic resistance of mass exchange plates with a high layer of dilution is very large for vacuum distillation conditions, this leads to an increase in pressure and temperature of distillation in the column, and eliminates the possibility of carrying out the process of distillation of essential oils under vacuum for preservation of the natural qualities of rose essential oils. In addition, under vacuum conditions, the volume of vapors significantly increases and the steam velocity in the steam patra increases as well as the gap between the caps and the small contact surface, resulting in mechanical liquid entrainment, vapor bypass, and reduced mass transfer under distillation conditions. essential oils from the flowers of the rose, this leads to the sweat of the essential oils. The purpose of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the distillation of essential oils by reducing the hydraulic resistance to the flow of steam and increasing the contact surface of steam and liquid on the plates. This goal is achieved by the fact that in the side walls of the cap a radial slit slot is made using a die punch method with an increasing cross section from top to bottom for the passage of steam, while the direction of opening of the slots for passage of steam coincides with the direction of fluid movement on the plate. This provides an increase in the cross-section of the slots of the cap for the passage of steam and its dispersion in the vacuum when the vapor volume is significantly increased, as a result of which the hydraulic resistance to the steam flow decreases, the vapor-liquid contact surface increases and the vapor-liquid emulsion on the rail increases, resulting in decreasing the height of the bright layer of liquid on the tank and reducing the hydraulic resistance of the liquid layer, simultaneously increasing the steam content of the vapor-liquid emulsion these provides increased interfacial poverhnos povpienie minute and mass transfer efficiency. Due to the increasing cross-section of the slit slots in the side walls of the cap, the vapor passes through the pain of a thin layer of fluid on the plate, as a result of which the time of contact of the steam with the liquid is increased and the leakage of steam in the upper part of the cap is prevented. Thus, there is a reduction in the pressure drop on the plates and in the column with large volumes of steam under vacuum distillation conditions and an increase in the efficiency of distillation of rose oil from essential oils while maintaining the natural qualities of essential oils at low distillation temperatures, increasing the degree of extraction of essential oils from raw materials. To improve the performance of the mass transfer plates of the column, it is advisable to reduce the height of the steam pipe, cap and partition 1.5-2 times in comparison with the prototype and increase the diameter of the lower part of the cap, giving it the shape of a truncated cone. This increases the area of the bubbling plan on the plate, and increases the efficiency of mass transfer with a simultaneous decrease in the hydraulic resistance under vacuum distillation conditions. FIG. 1 shows a distillation column column, a vertical section; FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1, top view, in FIG. 3 section bb in fig. 2; in fig. Fig. 4 shows a section of B-B in FIG. 2. The distillation column distilling column comprises a cylindrical body 1 with mass exchange plates disposed in it, each of which consists of a base 2, a steam nozzle 3 with windows 4 for passing steam, a cap 5 installed above pipe 3, with slotted slots 6 in the side walls with increasing section from top to bottom for steam to pass in the direction coinciding with the direction of fluid flow on the plate, and toothed slots in the lower edge for passage and dispersion of steam; ubka 7dl discharging the liquid mixture from the top to nizhnyuyu.tarelku radial partition 8, the upper edge of which is located above the upper edge of the overflow pipe 7, and serves to provide the circular motion of the liquid mixture on the tray. Leregon trash column works as follows. A specially prepared and heated mixture of rose and brine flowers is fed to the upper plate, where it contacts with the steam rising upward from the column, passing through the slotted slots 6 and the gear notches of the cap 5, during the mass exchange between the mixture and the steam, the steam is enriched with essential oils from brine and rose flowers, as a result of which a mixture of water vapor and essential oils is withdrawn from the top of the column in a refrigerator, and from the bottom a waste mixture of rose flowers and brine is removed, containing almost no essential oils. The small height of the steam nozzles 3 and caps 5, and accordingly the radial partitions of the plates, reduces the height of the liquid layer on the plate, which contributes to the reduction of the hydrostatic pressure of the plate under vacuum distillation conditions. The implementation of the slit slots 6 in the caps 5 provides for an increase in the contact surface of vapor and liquid, an increase in the vapor content of the vapor-liquid emulsion on the plate, an increase in the interface of the contact, which leads to a decrease in the efficiency of the distillation of essential oils from the mixture. In addition, an increase in the cross-section for the passage of steam through the slots in the hood also leads to a decrease in the hydraulic resistance to the flow of steam under vacuum distillation conditions. The direction of the slit slots 6 in the cap 5 for the passage of steam coincides with the direction of movement of the mixture on the plate. Thus, with a decrease in the supply of liquid on the plates of the column, the contact surface of the phases simultaneously increases and, as a result, high efficiency of distillation of essential oils, reduction of hydraulic resistance, reduction of pressure and distillation temperature, this leads to preservation of the natural qualities of essential oils and ensures complete distillation essential oils from the flowers of rose and brine. The expected economic effect from Vg. Of the proposed distilling plate column as a result of the seasonal operation of one installation can be about 50-70 thousand rubles. per year due to the natural qualities of rose essential oils. Claims of the Invention A distillation column for the continuous distillation of essential oils from rose flowers under vacuum, containing mass exchange plates located in height, each of which includes a base in the center of which is placed a steam branch pipe with (a cap above the branch pipe with toothed notches in the lower edge, a radial partition and an overflow pipe for draining the liquid from the top to the bottom plate, characterized in that, in order to increase the efficiency of the distillation of essential oils by reducing the flow resistance Y, steam and surfaces of contact of steam and liquid on the plates, in the side walls of the cap are made radial slit slots using a die punch method with an increasing cross section from top to bottom for the passage of steam, while the direction of opening of the slots coincides with the direction of fluid movement on the plate. VO attention during examination 1. The author's certificate of the USSR according to the application ff. 2679572 / 23-26, class. & OlD 3/22, 1980.

2. Zhuravlev A.M. Equipment for the production of perfumes and cosmetics, synthetic fragrances and essential oils. Food industry, 1980, p. 117-121 ((prototype J.

FIG. five

ta

Ni

S FIG.