Результат интеллектуальной деятельности: Установка для получения хвойного экстракта из древесной зеленой массы

Изобретение относится к оборудованию эфиромасличной промышленности и может быть использовано при переработке зелени хвойных пород.

Известна установка для получения хвойного экстракта из древесной зеленой массы, включающая вертикальную колонну с кубовой частью и конденсатором, размещенными соответственно под и над экстракционной частью и отделенными от последней сетчатыми перегородками, загрузочный узел и размещенный по оси экстракционной зоны разгрузочный узел, который выполнен в виде трубы с прямым пневматическим соплом, расширяющийся входной участок которого размещен над нижней сетчатой перегородкой, а выходной имеет средство для соединения с вакуумной системой, парообразователь и размещенные в кубовой части барботер пара и патрубки подвода экстрагента и отвода экстракта, установка снабжена расположенным вне корпуса дополнительным конденсатором паров растворителя, выходной патрубок которого оснащен душирующим элементом и размещен над основным конденсатором, а заборный - под последним в экстракционной зоне, при этом парообразователь и конденсатор выполнены в виде змеевиков, причем первый размещен в кубовой зоне, а второй имеет каплеобразователи, укрепленные на поверхности змеевика, см. RU Патент №2013439, МПК5 С11D 9/00 (2015.01), 1994.

Недостатком установки является необходимость подачи в колонну установки высокотемпературного экстрагента, в связи с чем в экстрагенте снижается наличие биологически активных веществ.

Известна установка для получения хвойного экстракта из древесной зеленой массы пихты, содержащая герметичный контейнер, закрытый крышкой, на внутренней поверхности которого расположены кольцевые упоры с отверстиями для прохождения пара и на которых расположены загрузочные секторы с пихтовой лапкой. В нижней части контейнера расположен герметичный подшипниковый узел, в котором консольно установлен ротор с прикрепленными к нему в одной плоскости радиальными барботерами в виде запаянных по концам трубок с отверстиями, расположенными диаметрально в противоположные стороны. Подшипниковый узел через патрубок подачи острого пара соединен с паровым котлом, верх контейнера через холодильник соединен с флорентиной.

Преимущественное выполнение, когда герметичный корпус выполнен в виде усеченного конуса, см. RU Патент №2221843, МПК7 С11В 9/00, С11В 9/02, 2014.

Недостатками данной установки являются низкий коэффициент заполнения объема и длительность процесса за счет ручной загрузки и разгрузки сырья на каждый сектор.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения хвойного экстракта из древесной зеленой массы, содержащая герметичный контейнер с установленными в нем тарелками, паровой котел, паропроводы, холодильник, флорентину, установленный в подшипниковом узле ротор, контейнер имеет цилиндрическую форму, в верхней части которого установлено шнековое загрузочное устройство, ротор снабжен приводом, к ротору прикреплены лопастные мешалки S-образной формы, перфорированные тарелки и мешалки S-образной формы разделены на четные и нечетные, причем четные и нечетные мешалки отличаются друг от друга тем, что направлены в противоположные стороны, выгрузочные отверстия в нечетных тарелках расположены на периферии и имеют форму сектора, а в четных тарелках расположены в центре с отгибом кромки по нормали к поверхности лопасти, см. RU Патент №2351642, МПК C11D 9/02 (2006.01), 2009.

Недостатками являются то, что установка не позволяет вести процесс экстракции при 40-50°С, в результате чего в экстракте снижается содержание биологически активных веществ.

Задачей изобретения является создание установки, позволяющей снизить температуру процесса извлечения экстрактивных веществ и повысить качество биологически активных веществ в экстракте из древесной зеленой массы.

Техническая задача решается тем, что установка для получения хвойного экстракта из древесной зеленой массы с загрузочным устройством, содержащая герметичный цилиндрический контейнер с экстракционной зоной и с установленными в нижней ее части четными и нечетными перфорированными тарелками, выгрузочные отверстия в нечетных тарелках расположены на периферии и имеют форму сектора, а в четных тарелках расположены в центре, ротор с прикрепленными четными и нечетными лопастными мешалками S-образной формы, направленными в противоположные стороны, установленный в подшипниковом узле и снабженный приводом паровой котел для подачи пара в контейнер, паропроводы, кожухотрубчатый холодильник, флорентину, согласно изобретению она дополнительно имеет измельчитель, вакуумный насос, сборник экстракта, холодильник, испаритель, помещенный в кожух холодильника, дросселирующее устройство, эжектор и компрессор с нагнетающим и всасывающим патрубками, контейнер над экстракционной зоной разделен затворами на вакуумную и буферную зоны, вакуумная зона снабжена полыми концентрическими поверхностями, а в качестве загрузочного устройства установка содержит бункер с крышкой, представляющей собой диск в гофрированном газонепроницаемом рукаве и закрепленной к бункеру фланцевым соединением, бункер через измельчитель хвои соединен с буферной зоной контейнера, верх экстракционной зоны соединен с флорентиной через эжектор и кожухотрубчатый холодильник, а через эжектор и вакуумный насос - со сборником экстракта, экстракционная зона также соединена через эжектор с бункером, а вакуумная зона соединена через дополнительный холодильник и сборник экстракта с вакуумным насосом, компрессор через нагнетающий патрубок соединен с полыми концентрическими поверхностями, а через всасывающий патрубок компрессор соединен с полыми концентрическими поверхностями через испаритель и дросселирующее устройство.

Решение технической задачи позволяет снизить температуру процесса извлечения экстрактивных веществ и повысить качество биологически активных веществ в экстракте из древесной зеленой массы.

Общий вид установки представлен на Фиг. 1.

Установка содержит герметичный цилиндрический контейнер 1 с экстракционной зоной 2 и с установленными в нижней ее части четными 3 и нечетными 4 перфорированными тарелками, выгрузочные отверстия в нечетных тарелках расположены на периферии и имеют форму сектора, а в четных тарелках расположены в центре, ротор 5 с прикрепленными четными 6 и нечетными 7 лопастными мешалками S-образной формы, направленными в противоположные стороны, установленный в подшипниковом узле 8 и снабженный приводом 9, паровой котел 10 для подачи пара в контейнер, паропроводы 11, 12, 13, кожухотрубчатый холодильник 14, флорентину 15, измельчитель 16, вакуумный насос 17, вентиль 18, сборник экстракта 19, дополнительный холодильник 20, испаритель 21, помещенный в кожух холодильника 20, дросселирующее устройство 22, эжектор 23 и компрессор 24 с нагнетающим 25 и всасывающим 26 патрубками, контейнер 1 над экстракционной зоной 2 разделен затворами 27, 28 на вакуумную 29 и буферную 30 зоны, вакуумная зона 29 снабжена полыми концентрическими поверхностями 31, а в качестве загрузочного устройства установка содержит бункер 32 с крышкой 33, представляющей собой диск 34 в гофрированном газонепроницаемом рукаве 35 и закрепленной к бункеру фланцевым соединением 36.

Установка работает следующим образом. Сырье в виде древесной зеленой массы загружают в бункер 32 и герметично закрывают крышкой 33, включают компрессор 24, вакуумный насос 17. Открывают вентиль 38, а вентили 37 и 18 закрывают. После откачки воздуха выключают вакуумный насос 17 и закрывают вентиль 38. Открывают вентиль 37 и включают измельчитель 16. Сырье из бункера 32 поступает в измельчитель 16 за счет опускания крышки 33 за счет создания разрежения в бункере. Измельченную хвойную древесную зеленую массу накапливают в буферной зоне 30 контейнера, затвор 27 открывают и сырье поступает в вакуумную зону 29. После заполнения древесной зеленой массы вакуумной зоны 29 затвор 27 закрывают и включают вакуумный насос 17. Полые концентрические поверхности 31 в вакуумной зоне 29 нагревают до 40-50°С за счет конденсации сжатого компрессором 24 паров хладагента, поступающего с его нагнетающего патрубка 25. Биологически активные вещества из измельченной древесной зеленой массой поступают в дополнительный холодильник 20, конденсируются, после чего собираются в сборнике экстракта 19. Отключают вакуумный насос 17, открывают затвор 28 и древесную зеленую массу направляют в экстракционную зону 2 после предварительного удаления из нее части биологически активных веществ. После освобождения вакуумной зоны от древесной зеленой массой затвор 28 закрывают и с помощью затвора 27 загружают в нее следующую порцию из буферной зоны 30. Древесная зеленая масса поступает на первую нечетную тарелку 4 и лопастями 7 перемещается к периферии. На второй четной тарелке 3 древесная зеленая масса четными лопастями 6 перемещается к центральному выгрузочному отверстию и оттуда выгружается на следующую нечетную тарелку и т.д. Одновременно с движением сырья противотоком к нему движется острый перегретый пар из парового котла 10 через паропровод 12. Пары экстрагируемых биологически активных веществ после прохождения всех тарелок с верха экстракционной зоны по паропроводу 11 и через эжектор 23 поступают в холодильник 14, где конденсируются. Образовавшийся конденсат воды с биологически активными веществами стекает во флорентину 15, где разделяется на эфирные масла и флорентинную воду. Эфирные масла периодически сливают в сборник экстракта 19 открытием вентиля 18 или отбирают в отдельную емкость через вентиль 39. Флорентинная вода собирается в емкости 40 и подается в паровой котел 10 при помощи насоса 41. Холодильники 14, 20 охлаждаются за счет дросселирования хладагента через дросселирующее устройство 22, соединенное с испарителем 21 и всасывающим патрубком 26 компрессором 24. Эжектор 23 создает разрежение в бункере 32 и на выходе вакуумного насоса 17, предотвращая тем самым попадание эфирных масел в атмосферу. При работе затворов 27, 28 вакуумный насос 17 и паровой котел 10 отключают.

Таким образом, совокупность признаков заявленной установки для получения хвойного экстракта из древесной зеленой массы позволяет снизить температуру процесса извлечения ценных компонентов до температуры 40-50°С и тем самым повысить качество биологически активных веществ в экстракте.