Результат интеллектуальной деятельности: АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И ЖИРОВ

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к аппаратам с перемешивающими устройствами периодического действия для хемосорбционной и адсорбционной очистки растительных масел растворами неорганических мономеров или отбельными порошками, и может быть использовано при рафинации растительных масел и жиров.

Известен универсальный нейтрализатор для растительных масел (патент РФ на полезную модель №77277 «Универсальный нейтрализатор для растительных масел», от 21.04.2008 года), состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с конусным днищем. Внутри аппарата установлен вертикальный вал с грабельной мешалкой, состоящей из соединенных между собой вертикальных и горизонтальных сплошных металлических пластин, а также система форсунок для ввода реагентов и шарнирная труба, которая связана тросом с лебедкой. Аппарат снабжен патрубками для подвода исходного и отвода готового масла, осадка и приводом.

Основным недостатком универсального нейтрализатора для растительных масел является то, что при вращении грабельной мешалки, состоящей из смонтированных между собой сплошных вертикальных и горизонтальных пластин, с одной стороны, возникает высокое лобовое сопротивление, с другой стороны - не происходит эффективного перемешивания жидкой фазы с разрушением капелек реагента, оседающих в масле, т.к. они в основном обтекают сплошные рабочие поверхности пластин мешалки. Эффективный режим перемешивания можно достичь за счет увеличения частоты вращения грабельной мешалки, но это приводит к эмульгированию масла с водными растворами реагентов, образованию эмульсии, которая не разрушается даже при длительном отстаивании.

Известен вакуум-промывной отбельный аппарат для периодической отбелки растительных масел адсорбентами, например отбельными порошками, в том числе с добавлением активированного угля (см. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров, т. 2, под ред. А.Г. Сергеева, Ленинград, 1973 г., стр. 251, рис. 65), состоящий из цилиндрического корпуса с коническим днищем, которые заключены в паровую рубашку, привода, вертикального вала с вертикальными прямоугольными пластинами для перемешивания, закрепленными крест-накрест друг над другом. Кроме этого, корпус аппарата снабжен верхней крышкой с патрубками для подвода масла и отвода газовоздушной смеси, а также патрубками для подвода греющего пара, отвода конденсата и масла.

Основным недостатком известного вакуум-промывного отбельного аппарата для периодической отбелки растительных масел с перемешивающим устройством, которое состоит их вертикальных прямоугольных лопастей, является низкая интенсификация процесса перемешивания масла с реагентами, ведущая, в том числе, к частичному осаждению частичек отбельного порошка в конусной части аппарата, что в целом обусловлено преобладанием окружной циркуляции жидкой фазы, связанной с ее вращением вокруг оси вращения перемешивающего устройства. При этом увеличиваются энергетические затраты на перемешивание жидкой фазы, возникающие за счет повышенного лобового сопротивления вертикальных прямоугольных лопастей перемешивающего устройства.

Задачей изобретения является интенсификация процесса смешивания, т.е. увеличение степени контакта с капельками реагента или частичками отбельного порошка при перемешивании масла в аппарате.

Техническим результатом является повышение эффективности перемешивания растительного масла с капельками реагента или частичками отбельного порошка, что снижает продолжительность процессов хемосорбции и адсорбции, и уменьшение энергетических затрат на перемешивание за счет создания преобладающей смешанной радиально-осевой и тангенциальной циркуляции жидкой фазы в аппарате при снижении лобового сопротивления вертикальных прямоугольных лопастей, обусловленные их перфорацией и наличием наклонных п-образных направляющих.

Технический результат достигается тем, что в аппарате для очистки растительных масел и жиров, состоящем из вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем, заключенных в паровую рубашку, вертикального вала с прямоугольными вертикальными лопастями, привода, патрубков для подвода и отвода масла, греющего пара и конденсата, а также газовой фазы, прямоугольные вертикальные лопасти выполнены перфорированными, при этом с их тыльной стороны соответственно для каждого отверстия установлены наклонные п-образные направляющие.

Совокупность заявляемых признаков обуславливают преобладающую смешанную радиально-осевую и тангенциальную циркуляции потоков жидкой фазы по сравнению с прототипом. Разложение общего потока жидкости на три преобладающих циркуляционных потока возникает благодаря перфорации прямоугольных вертикальных лопастей, которые при этом снабжены с тыльной стороны соответственно для каждого отверстия наклонными п-образными направляющими. По этому, при перемешивании масел и жиров с капельками реагента или с частичками отбельного порошка преобладают следующие направления потоков жидкости. Во-первых, по окружностям, концентрическим к валу аппарата. Во-вторых, в горизонтальных плоскостях, перпендикулярных его оси вертикального вала. В-третьих, в вертикальных плоскостях, пересекающих ось вала аппарата. Таким образом, возникающее сложные по направлению и пересекающиеся между собой траектории циркуляционных потоков жидкой фазы, направленные из нижней в верхнюю часть аппарата, позволяют интенсифицировать процесс перемешивания и тем самым обеспечить эффективный контакт с реагентами, а также уменьшить степень осаждения частичек отбельного порошка в конусной части аппарата. С другой стороны уменьшается в целом лобовое сопротивление перемешивающего устройства за счет наличия отверстий в прямоугольных вертикальных лопастях, что снижает энергетические затраты на перемешивание.

Таким образом, совокупность указанных признаков в формуле изобретения позволяет достичь желаемый технический результат.

На чертеже представлен общий вид продольного разреза аппарата для периодической очистки растительных масел

Аппарат для очистки растительных масел и жиров состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, нижняя часть которого соединена с коническим днищем 2, заключенных в паровую рубашку 3, а верхняя часть снабжена крышкой 4. Во внутренней части цилиндрического корпуса 1 установлен вертикальный вал 5 с прямоугольными вертикальными лопастями 6, которые по его высоте относительно друг друга расположены крест-накрест. Поверхность прямоугольных вертикальных лопастей 6 имеет сквозные отверстия 7, т.е. выполнена перфорированной. При этом тыльная сторона прямоугольных вертикальных лопастей 6 снабжена наклонными п-образными направляющими 8, которые соответственно установлены каждому отверстию 7 таким образом, что проходящие через перфорацию потоки жидкой фазы направляются в верхнюю часть аппарата. Вертикальный вал 5 соединен с приводом 9. Крышка 4 имеет патрубок 10 для подвода масла с реагентом и патрубок 11 для отвода газовой фазы. Конусное днище 2 снабжено патрубком 12 для отвода масла, а в паровой рубашке 3 расположены патрубок 13 для подвода греющего пара и патрубок 14 для отвода конденсата.

Аппарат для очистки растительных масел и жиров работает следующим образом. Исходное масло с реагентом через патрубок 10 подается во внутреннюю полость цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2, заключенных в паровую рубашку 3. Привод 9 обеспечивает вращение вертикального вала 5, на котором закреплены прямоугольные вертикальные лопасти 6 с отверстиями 7, через которые потоки масла с реагентом поступают на наклонные п-образные направляющие 8 и движутся в верхнюю часть вертикального цилиндрического корпуса 1, часть жидкой фазы движется радиально, а другая тангенциально. Таким образом, создается смешанная циркуляция потоков жидкой фазы, что и приводит к интенсификации процесса перемешивания и снижению степени осаждения частиц отбельного порошка в конусном днище 2. Температура процесса поддерживается за счет обогрева вертикального цилиндрического корпуса 1 и конусного днища 2 глухим водяным паром, который подается в паровую рубашку 3 через патрубок 13 для подвода греющего пара, а конденсат отводится через патрубок 14 для отвода конденсата. Через патрубок 11 для отвода газовой фазы, расположенный в крышке 4, отводится газовоздушная смесь, чем обеспечивается создание необходимого разряжения. После завершения процесса масло откачивают через патрубок 12.