SU1397054A1 - Экстрактор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  экстракционной очистки биомассы дрожжей и других микроорганизмов от углеводородов и липидов и позвол ет интенсифицировать процесс экстракции . Экстрактор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, нижн   часть которого вьтолнена в виде конфузора 2, установленного внутри отстойной кшмеры 4, оборудованной

Description

(Л

со со о ел

4;:

штуцерами 5 и b дл  выводов мисцелг лы и проэкстрагированной биомассы. На наружной стенке конфузора укреплё ны вертикальные ребра 3. Экстрактор снабжен крышкой 7 со штуцерами 8 и 9 дл  вводов биомассы и экстрагента. На внутренней стенке корпуса экстрак тора по его высоте укреплены секцио- нируюище устройства 10, выполненные в виде отдельных секторных пластин, установленных под углом к поперечному сечению экстрактора и с перекрытием одна относительно другой. По оси корпуса расположен вал с  русно закрепленными на нем мешалками 13, которые размещены между секционирующими устройствами. Биомассу и экстра гент подают в верхнюю, часть экстрак97054

тора, где они перемешиваютс  мешал- . ками. Последовательно пройд  все зоны перемешивани  и секционирующих устройств, биомасса и экстрагент попадают в конфузор, где происходит затормаживание их вихревого движени . Опуска сь в отстойную каМе- ру, частицы биомассы, удар  сь о ребра , укрепленные на наружной стейке конфузора, отдел ютс  от экстрагента, собираютс  в коническом днище и через штуцер 6 удал ютс  из экстрактора. Экстрагент, насыщенный экстрактивными веществами и освобожденный от частиц биомассы, собираетс  в верхней части . отстойной камеры и выводитс  из экстрактора через штуцер 5. 4 ил., 1 табл.

1

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности, а более конкретно к, аппаратам дл  экстракционной очистки биомассы дрожжей и других микроорганизмов от углеводородов и липидов.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса экстракции за счет увеличени  удельных нагрузок фаз и снижени  уноса частиц твердой фазы.

На фиг. 1 представлен экстрактор, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг,4 - размещение секционирующих устройств и мешалок.

Экстрактор представл ет собой вертикальный цилиндрический корпус 1, нижн   часть которого выполнена в виде конфузора 2. На наружной стенке конфузора укреплены вертикальные ребра 3, причем конфузор установлен внутри отстойной камеры 4, имеющей коническое днище и снабженной штуцерами 5 и 6 соответственно дл  вьшо дов мисцеллы и проэкстрагированной биомассы. Экстрактор имеет крышку 7 со штуцерами 8 и 9 дл  ввода сухой биомассы (или ее суспензии в растворителе ) и экстрагента.

На внутренней стенке корпуса экст рактора по его высоте укреплены секционирующие устройства 10, выполнен .

ные в виде отдельных секторных пластин 11, установленных под углом 12- 20° к поперечному сечению экстрактора и с перекрытием одна относительно

5 другой в горизонтальной плоскости. Крепление секторных пластин секционирующего устройства может быть выполнено , например, путем приварки их к двум концентричным кольцам 12

О (фиг. 4). По оси корпуса размещен вал 13 с  русно закрепленными на нем мешалками 14, причем последние установлены меж;ду секционирующими устройствами .

Экстрактор работает следующим образом .

В верхнюю часть корпуса 1 через штуцер 8 подают экстрагируемьй материал , например сухую биомассу, а че20 рез штуцер 9 - экстрагент, например смесь растворителей типа гексан - спирт - вода, или непол рный растворитель типа гексан. Экстрагируемый материал можно также подавать в виде заранее приготовленной суспензии,состо щей из биомассы и экстрагента.

Поступивша  в экстрактор биомасса в зоне, ометаемой мешалкой, смешиваетс  с экстрагентом, образу  суспен30 зию. При этом частицы биомассы иэкстрагент приобретают вихревое движение, в результате чего происходит разрушение локальных каналов и застойных

25

зон, а также образование развитой поверхности контакта фаз.

При движении вниз под действием силы т жести частицы биомассы и экст- рагент, попада  в зону секционирующих устройств 10, затормаживаютс  и не совершают вихревого движени , а в виде расслаивающихс  фаз движутс  в поперечном направлении в пространство между секторными пластинами 11 в следующую зону перемешивани .

Поскольку секторные пластины 11 установлены с перекрытием одна относительно другой, то уноса (проскока) частиц твердой фазы по длине эксграк- тора не происходит, режим ее движени  приближаетс  к режиму идеального вытеснени , что повышает эффективность процесса экстрагировани .

Пройд  последовательно все зоны перемешивани  и секционирующих устройств , суспензи  частиц биомассы в экстрагенте поступает в конфузор, в котором происходит ее расслоение. При этом более крупные частицы собираютс  на периферии конфузора, а бот- лее мелкие - в ее центре. Выход  из конфузора, крупные частицы быстро

движени  фаз к режиму идеального в теснени  и при высоких суммарных н грузках фаз добитьс  высокой степе извлечени  липидов (до 80-87%), т. интенсифицировать процесс экстракц

В таблице приведены данные, под тверждающие необходимость указанны пределов угла наклона секторных пл тин к поперечному сечению экстрак10

15

20

25

тора. fc ,

Как видно из представленных в

таблице данных, дл  обоих видов би массы при угле наклона секторных пластин менее 12 удельные нагрузк фаз резко снижаютс . С Увеличением угла наклона секторных пластин свы 20° существенно возрастает проскок частиц биомассы по длине экстракто что приводит к значительному сниже степени извлечени  липидов.

Таким образом, пределы угла наклона секторных пластин 12-20  вл ютс  оптимальными.

Вьшолнение нижней части корпуса экстрактора в виде конфузора, на н ружной стенке которого укреплены в тикальные ребра, позвол ет затормо зить вихревое движение частиц б.иом

осаждаютс  в коническое днище отстой- 30 экстрагента, перейти в режим

свободного осаждени  частиц биомас и снизить унос твердьк частиц из о стойной камеры до величин 0,5-3%, следовательно, интенсифицировать п цесс экстракции.

ной камеры 4. Более мелкие частиць, уносимые с потоком экстрагента, удар ютс  о ребра 3, тер ют свою кинетическую энергию и также осаждаютс  в коническое днище. Экстрагент, освобожденный от частиц биомассы, поднимаетс  в верхнюю часть отстойной камеры и через штуцер 5 удал етс  на дальнейшую пер еработку (дистилл цию) .

35

свободного осаждени  частиц биомассы и снизить унос твердьк частиц из отстойной камеры до величин 0,5-3%, а следовательно, интенсифицировать про цесс экстракции.

Например, при экстрагировании липидов из сухой биомассы с размерами частиц 70-250 кмк экстрагентом гек- сан - этанол - вода 80:19:1 в режиме

Проэкстрагированна  биомасса из кони- до УДельной суммарной нагрузкой фаз

5,85 ч унос составил 3%, т.е.

ческого днища через штуцер О удал етс  на дальнейшую обработку дл  отгонки экстрагента.

Вьтолнение секционирующих устройств в виде отдельных секторных пластин, установленных под углом 12- 20 к. поперечному сечению экстрактора , позвол ет существенно по Сравнению с известными увеличить свободное сечение дл  прохода фаз, исключить отложени  биомассы на пластинах, т.е. увеличить суммарные удельные нагрузки до 4,9-5,35 . ч, и тем самым интенсифицировать процесс экстракции.

Установка секторных пластин с перекрытием одна относительно другой позвол ет в значительной степени исключить проскок частиц биомассы по длине экстрактора, приблизить режим

45

50

55

в 3 раз меньше по сравнению с известной .

При экстрагировании липидов из та называемого лепестка (специально под готовленные частицы биомассы размеро 15-20 мм и толщиной 0,3-0, 5 мм) тем же экстрагентом в режиме с удельной суммарной нагрузкой фаз 4,9 . ч унос составил 1%, что в 10 раз меньше в сравнении с известной.

Claims (1)

1. Таким образом, экстрактор позвол  ет интенсифицировать процесс экстрак ции за счет увеличени  удельных нагрузок фаз и снижени  уноса частиц твердой фазы в 1,5-1,7 раза. Формула изобретени 

   Экстрактор, включающий вертикальный цилиндрический корпус с укреплен

   т- с  1397054 ,

   движени  фаз к режиму идеального вы- теснени  и при высоких суммарных нагрузках фаз добитьс  высокой степени извлечени  липидов (до 80-87%), т.е. . интенсифицировать процесс экстракции.

   В таблице приведены данные, подтверждающие необходимость указанных пределов угла наклона секторных пластин к поперечному сечению экстрак10

   5

   0

   5

   тора. fc ,

   Как видно из представленных в

   таблице данных, дл  обоих видов биомассы при угле наклона секторных пластин менее 12 удельные нагрузки фаз резко снижаютс . С Увеличением угла наклона секторных пластин свыше 20° существенно возрастает проскок частиц биомассы по длине экстрактора, что приводит к значительному снижению степени извлечени  липидов.

   Таким образом, пределы угла наклона секторных пластин 12-20  вл ютс  оптимальными.

   Вьшолнение нижней части корпуса экстрактора в виде конфузора, на наружной стенке которого укреплены вертикальные ребра, позвол ет затормозить вихревое движение частиц б.иомас экстрагента, перейти в режим

   свободного осаждени  частиц биомассы и снизить унос твердьк частиц из отстойной камеры до величин 0,5-3%, а следовательно, интенсифицировать процесс экстракции.

   Например, при экстрагировании липидов из сухой биомассы с размерами частиц 70-250 кмк экстрагентом гек- сан - этанол - вода 80:19:1 в режиме

   5

   0

   5

   в 3 раз меньше по сравнению с известной .

   При экстрагировании липидов из так называемого лепестка (специально подготовленные частицы биомассы размером 15-20 мм и толщиной 0,3-0, 5 мм) тем же экстрагентом в режиме с удельной суммарной нагрузкой фаз 4,9 . ч унос составил 1%, что в 10 раз меньше в сравнении с известной.

   Таким образом, экстрактор позвол ет интенсифицировать процесс экстрак- ции за счет увеличени  удельных нагрузок фаз и снижени  уноса частиц твердой фазы в 1,5-1,7 раза. Формула изобретени 

   Экстрактор, включающий вертикальный цилиндрический корпус с укрепленнь1ми по высоте на его внутренней,стен- ке секционирующими устройствами, нижн   часть которого установлена внутри отстойной камеры с коническим дни- . щем, центрально размещенный вал с  русно закрепленными на нем мешалками и штуцера дл  ввода и вывода контактирующих фаз, отличающий- с   тем, что, с целью интенсификации о йроцесса экстракции за счет увеличени  удельных нагрузок фаз и снижени  уно

   Порошок с размером частш 70- 250 мкм

   То же

   Гексан этанол вода 80:19:1

   То же

   Лепесток размером 15- 20 мм и толщиной 0,3- 0,5 мм

   То же То же

   са частиц твердой фазы, секционирующие устройства выполнены в виде отдельных секторных пластин, установленных под углом 12-20°к поперечному сечению экстрактора и с перекрытием одна относительно другой в горизонтальной плоскости, при этом нижн   часть корпуса выполнена.в виде конфу- зора, на наружной стенке которого укреплены вертикальные ребра.

   4,25

   5,60 5,85 6,00 6,50 3,2

   81

   81

   81 80 72 87

   87 87 87 81

   }f