Результат интеллектуальной деятельности: Диффузионный аппарат непрерывного действия

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве инулина из топинамбура и цикория, сахара из свеклы и других растворимых веществ из растительного сырья.

Известен диффузионный аппарат непрерывного действия, включающий наклонно расположенный корпус со шнековым транспортным органом, снабженный в нижней части устройством для подачи стружки в аппарат и устройством отвода диффузионного сока, а в верхней части - устройствами для выгрузки жома и подачи горячего растворителя противоточно движению стружки (Азрилевич М.Я. Технологическое оборудование свеклосахарных заводов. - М.: Агропромиздат, 1986. С. 39-40; 65-93). Перерабатываемое сырье измельчается в стружку, подается в нижнюю часть наклонного корпуса аппарата и передвигается шнеками в верхнюю часть, где свежий горячий растворитель (возможная смесь чистой, барометрической, аммиачной и жомопрессовой вод и конденсатов) подается на стружку и производится выгрузка жома.

Недостатком аппарата является сложность поддержания требуемого температурного режима при строго противоточном движении стружки и диффузионного сока; происходит недостаточная температурная обработка свежей стружки соком, уходящим из нижней части аппарата с температурой 30°С.

Известен вертикальный диффузионный аппарат с расширяющимся книзу корпусом и перфорированным участком для отвода диффузионного сока (А.С. 403729, 26.10.1973). Недостаточность высолаживания стружки в аппарате требует чрезвычайно большого расхода циркулирующего диффузионного сока - 650-700% к весу стружки. При увеличении габаритов одноколонного аппарата упрощенной конструкции с целью полного высолаживания необходимо осуществлять дополнительный промежуточный подогрев процесса с неизбежными местными перегревами стружки из-за отсутствия ее перемешивания и ухудшением качества диффузионного сока. При забивании перфорации мезгой, особенно при изменении качества легко теряющего лежкоспособность сырья, затрудняется отвод сока и ритмичность работы аппарата.

Технический результат изобретения заключается в интенсификации процесса высолаживания путем высокотемпературной обработки стружки при ее перемещении под действием силы тяжести в вертикально расположенном устройстве для подачи стружки в аппарат, снижении энергозатрат и повышении ритмичности работы при эксплуатации за счет уменьшения габаритов наклонной части диффузионного аппарата с громоздким шнековым устройством и бесперебойного движения сокостружечной смеси в аппарате при изменении качества сырья.

Технический результат достигается тем, что предложенный диффузионный аппарат представляет собой наклонно расположенный корпус со шнековым транспортным органом, снабженный в верхней части устройствами для выгрузки жома и подачи горячего растворителя противоточно движению стружки, а в нижней части - устройством для подачи стружки в аппарат с расширяющимся книзу вертикальным участком, в верхней части которого размещены устройство для ввода горячего сока и отцеживатель для вывода диффузионного сока после ошпаривания стружки, выполненный в виде пакета, состоящего из четного числа прямоугольных пластин, установленных с возможностью перемещения по периметру окружности отцеживателя для регулирования размера щелей между ними, и снабженный регулируемым форсуночным устройством для периодической промывки этих щелей.

Предлагаемое устройство иллюстрируется графическим материалом, представленным на фигурах 1 и 2. На фиг. 1 схематически показан диффузионный аппарат в продольном разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А.

Диффузионный аппарат состоит из наклонного участка 1 с перфорированным шнеком 2, штуцером для подачи горячего растворителя 3 и вертикального цилиндроконического, расширяющегося книзу под углом 5-10° участка аппарата 4 с загрузочной воронкой 5. Штуцер 6 служит для подачи горячего диффузионного сока в ошпариватель 7, штуцер 8 - для промывки системы откачки, штуцер 9 - для отвода сока из отцеживателя 10, выполненного в виде пакета, включающего четное число прямоугольных пластин, установленных вертикально по периметру окружности отцеживателя 10, при этом внутренний размер щелей между пластинами меньше наружного размера, образуя щели с обратным углом раскрытия. Насос 11 служит для откачки диффузионного сока из ошпаривателя и подачи его в подогреватель 12. Регулятор 13 периодически направляет сок к штуцеру 6 или, кратковременно, к штуцеру 8. Через штуцер 14 сок сливается при остановках аппарата, через патрубок 15 выгружается жом. Мотор-редуктор 16 с частотным преобразователем позволяет изменять частоту вращения шнека от 6 до 11 об/ч и, тем самым, регулировать производительность аппарата. В обечайке 17 отцеживателя 10 расположены прямоугольные пластины 18, установленные с возможностью перемещения по периметру окружности отцеживателя 10. Через кольцо 19 сок подается к форсункам 20, направленным на щели между пластинами.

Диффузионный аппарат работает следующим образом. Загрузка стружки, например, топинамбура осуществляется в верхнюю часть вертикального участка через загрузочную воронку 5. Стружка заполняет цилиндроконическую трубу 4, транспортируется шнеком 2 с перфорированными витками отверстиями диаметром 3 мм навстречу подаче через штуцер 3 свежего горячего растворителя температурой 90°С, отцеживается на сухом участке шнека и выводится из аппарата через патрубок 15 в виде жома. Горячий растворитель, подаваемый через штуцер 3 в верхнюю часть наклонного под углом 30-40° корпуса 1, проходит через отверстия лопастей шнека 2, поднимается на вертикальном участке аппарата 4 до отцеживателя 10 и высолаживает растворимые вещества, преимущественно инулин, из стружки топинамбура. Диффузионный сок выводится из аппарата через щели отцеживателя 10, обратный угол раскрытия которых снижает опасность забивания мезгой и при необходимости облегчает очистку. Сок через штуцер 9 откачивается на подогрев до температуры 90°С и отправляется на следующую технологическую операцию - коагуляцию. Большая часть нагретого диффузионного сока возвращается в аппарат через патрубок 6 с целью ошпаривания свежей стружки топинамбура, только что загруженной в аппарат. Горячий диффузионный сок способствует свертыванию клеточной протоплазмы, обогащается сухими веществами и инулином до максимально возможного состояния и сразу выводится через отцеживатель из аппарата. Регулятор 13 настраивается на периодическую кратковременную подачу сока через штуцер 8 к форсункам 20 для промывки щелевидных проходов между пластинами 18. При изменении качества сырья и увеличении количества мезги пластины 18 попарно сдвигаются, часть форсунок отключается любым общеизвестным способом. Оставшиеся щели имеют большее проходное сечение и меньше забиваются мезгой, график работы диффузионного аппарата не нарушается.