Спосіб та пристрій для екстракції розчинених речовин з сировини

Номер патенту: 47391

Опубліковано: 15.07.2002

Автор: Сілвер Барнард Стюарт

Формула / Реферат

1. Способ экстракции растворимых веществ из сырья, предусматривающий его измельчение, введение в противотоке измельченной массы и экстракционной жидкости в корпус по меньшей мере одного диффузионного аппарата, обеспечение контакта измельченных частиц и экстракционной жидкости для проведения экстракции, отделение полученного экстракта от измельченной массы сырья при помощи фильтрующего сита,   установленного в корпусе аппарата, и отвод из него проэкстрагированного сырья, отличающийся тем, что используют измельченное сырье, содержащее по меньшей мере около 5 % мелочи в измельченной массе, при этом диффузионный аппарат снабжен по меньшей мере одним миллиситом, имеющим отверстия с поперечным размером менее чем около 0,24 см, для создания барьера, предотвращающего прохождение через него мелочи и отделяющего ее от удаляемого из корпуса экстракта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельченное сырье содержит менее чем около 7,5 % мелочи в измельченной массе.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельченное сырье содержит менее чем около 10 % мелочи в измельченной массе.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельченное сырье содержит менее чем около 20 % мелочи в измельченной массе.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что используют сырье животного происхождения.

6. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченную кошениль.

7. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что используют сырье растительного происхождения.

8. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что исходное сырье представляет собой измельченную кору и хвою тиса.

9. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную земляную грушу.

10. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную свеклу или сахарный тростник.

11. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченный сушеный корень марены.

12. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную шелуху миндаля.

13. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную маклюру оранжевую.

14. Устройство для экстракции растворимых веществ из сырья, включающее емкость, имеющую секцию противоточной экстракции в системе твердые частицы - жидкость, отделенную от нее фильтрующим ситом секцию отвода экстракта,   по меньшей мере одно отверстие подачи измельченного сырья и экстракционной жидкости на противоположных участках секции экстракции,   по меньшей мере одно отверстие отвода проэкстрагированного сырья и экстракта  и установленный в емкости по меньшей мере один винтовой конвейер с перфорированными витками, отличающееся тем, что фильтрующее сито и винтовой конвейер со стороны потока экстракционной жидкости снабжены миллиситами для отделения мелочи измельченного сырья от жидкости, имеющими миллиразмерные отверстия с поперечными размерами  меньше, чем около 0,24 см.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что миллисито имеет отверстия с поперечными размерами около 0,00254-0,24 см.

16. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что миллисито имеет отверстия с поперечными размерами около 0,00635-0,1524 см.

17. Устройство по любому из пп. 14-16, отличающееся тем, что емкость содержит средство обезвоживания проэкстрагированного измельченного сырья, включающее по меньшей мере одну наклонную относительно продольной оси в направлении потока выгружаемого сырья стенку, обеспечивающую его сжатие на выходе и отделение жидкости.

Текст

1 Способ экстракции растворимых веществ из сырья, предусматривающий его измельчение, введение в противотоке измельченной массы и экстракционной жидкости в корпус по меньшей мере одного диффузионного аппарата, обеспечение контакта измельченных частиц и экстракционной жидкости для проведения экстракции, отделение полученного экстракта от измельченной массы сырья при помощи фильтрующего сита, установленного в корпусе аппарата, и отвод из него проэкстрагированного сырья, отличающийся тем, что используют измельченное сырье, содержащее по меньшей мере около 5 % мелочи в измельченной массе, при этом диффузионный аппарат снабжен по меньшей мере одним миллиситом, имеющим отверстия с поперечным размером менее чем около 0,24 см, для создания барьера, предотвращающего прохождение через него мелочи и отделяющего ее от удаляемого из корпуса экстракта 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что измельченное сырье содержит менее чем около 7,5 % мелочи в измельченной массе 3 Способ по п 1, отличающийся тем, что измельченное сырье содержит менее чем около 10 % мелочи в измельченной массе 4 Способ по п 1, отличающийся тем, что измельченное сырье содержит менее чем около 20 % мелочи в измельченной массе 5 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что используют сырье животного происхождения 6 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченную кошениль 7 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что используют сырье растительного проис хождения 8 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что исходное сырье представляет собой измельченную кору и хвою тиса 9 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную земляную грушу 10 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную свеклу или сахарный тростник 11 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченный сушеный корень марены 12 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную шелуху миндаля 13 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченную маклюру оранжевую 14 Устройство для экстракции растворимых веществ из сырья, включающее емкость, имеющую секцию противоточной экстракции в системе твердые частицы - жидкость, отделенную от нее фильтрующим ситом секцию отвода экстракта, по меньшей мере одно отверстие подачи измельченного сырья и экстракционной жидкости на противоположных участках секции экстракции, по меньшей мере одно отверстие отвода проэкстрагированного сырья и экстракта и установленный в емкости по меньшей мере один винтовой конвейер с перфорированными витками, отличающееся тем, что фильтрующее сито и винтовой конвейер со стороны потока экстракционной жидкости снабжены миллиситами для отделения мелочи измельченного сырья от жидкости, имеющими миллиразмерные отверстия с поперечными размерами меньше, чем около 0,24 см 15 Устройство по п 14, отличающееся тем, что миллисито имеет отверстия с поперечными размерами около 0,00254-0,24 см 16 Устройство по п 14, отличающееся тем, что миллисито имеет отверстия с поперечными размерами около 0,00635-0,1524 см 17 Устройство по любому из пп 14-16, отличающееся тем, что емкость содержит средство обезвоживания проэкстрагированного измельченного сырья, включающее по меньшей мере одну наклонную относительно продольной оси в направ О го З 47391 лении потока выгружаемого сырья стенку, обеспежидкости чивающую его сжатие на выходе и отделение Изобретение относится к способам и аппаратам для экстракции жидкостями растворимых веществ из измельченных твердых материалов и, в частности, к регулированию количества мелких частиц в процессе экстракции Известны экстракторы, в которых осуществляется противоточная экстракция в системе твердое тело - жидкость, предусматривающая транспортировку измельченного твердого сырья в одном направлении через емкость и жидкости, обычно воды, в противоположном направлении через раздробленные твердые частицы В процессе взаимодействия жидкости с твердыми частицами по мере их движения в противоположных направлениях растворимые вещества экстрагируются из сырья при осмотическом и выщелащивающем переносе и удаляются с экстрактом Известны различные конструкции устройств для осуществления противоточной экстракции, например батарея типа Роберта, состоящая из набора одинаковых диффузоров, которые наполняются измельченным сырьем и разгружаются поочередно Эти устройства могут быть выполнены в виде наклонных шнековых диффузионных аппаратов, описанных в патенте США 2885311, выданного фирме Brumche-Olsen et al r и в патенте США 3573892, выданном фирме Silver Устройства также могут представлять собой колонные диффузионные аппараты, как, например, в патенте США 3142589 на имя Schaffer et al, а также горизонтальные диффузионные аппараты, например ротационные типа R Т Перед поступлением измельченного сырья в колонные и горизонтальные диффузионные аппараты оно поступает в ошпариватель для подготовки животного или растительного сырья к экстракции путем обработки его горячей водой Горячая вода обеспечивает денатурацию белковых веществ клеточных мембран, в результате чего обеспечивается осмотический перенос растворимых веществ через стенки клеток в процессе экстракции жидкостью В ошпаривателях и непрерывных диффузионных аппаратах используются по-разному расположенные сита для регулирования количества раздробленных твердых частиц Эти сита могут перемещать или проталкивать твердую массу через емкость диффузора при одновременном прохождении через них жидкости Поскольку гидравлическое давление направлено против сит, особенно когда на них образуется поверхность или слой из твердых частиц и требуется транспортировать последние так, как в горизонтальных или наклонных диффузорах, то сита должны сохранять конструктивную целостность в процессе использования, и по этой причине они делаются из пластин В прошлом малые частицы и мелочь, содержащаяся в более крупных измельченных твердых частицах, создавали определенную проблему Обычно наиболее мелкие отверстия, которые просверлены или выполнены при отливке в таких пластинах, имеют диаметр около 1/8 дюйма (около 0,3175см), размер достаточно большой для прохождения этих частиц Например, сита для отделения жидкости от твердых частиц в таком устройстве представляют собой обычные пластины толщиной около 1/8 - 1/4 дюйма (около 0,3 0,6см), как правило, содержащие просверленные или пробитые отверстия диаметром около 9/32 дюйма (около 0,7см), размер, при котором отверстия легко пропускает малые частицы и мелочь, и поэтому сита не могут эффективно регулировать количество этих частиц Аналогичным образом витки винтового конвейера для транспортировки твердых частиц от одного конца к другому в вертикальном, горизонтальном или наклонном диффузоре выполнены из пластин толщиной около 1/4 - 1/2 дюйма (около 0,6 - 1,27см), которые могут содержать отверстия диаметром около 1/4 - 1/2 дюйма (около 0,6 - 1,27см) И в этом случае отверстия такого размера легко пропускают малые частицы и мелочь, и поэтому количество их также нельзя эффективно регулировать В колонном диффузоре витки винтового конвейера обычно не все имеют отверстия, а только лишь узкие части витков Винтовые конвейеры, витки которых имеют или не имеют отверстия, неэффективны в процессе регулирования больших количеств малых частиц и мелочи Отверстия или щели в разделительном сите должны были быть достаточно крупными для того, чтобы они не забивались разделенными твердыми частицами Поэтому глубина отверстий должна была быть несколько меньше диаметра отверстий или ширины щелей, с тем чтобы частицы почти одинакового диаметра или ширины не могли оказаться в отверстии или щели, тем самым блокируя прохождение экстракционной жидкости по сортировочному ситу Кроме того, как и в случае с диффузорами непрерывного действия, экстрагирующими сахар из ломтиков сахарной свеклы, называемых свекловичной стружкой, отверстия должны быть крупнее площади поперечного сечения свекловичной стружки с тем, чтобы стружка в отверстии не могла "зависнуть" в нем, тем самым блокируя это отверстие для прохождения экстрагирующей жидкости Поэтому отверстия в разделительных ситах диффузоров имели, как правило, диаметр более чем 1/4 дюйма (около 0,6см), Иногда щели делали более узкими чем 1/4 дюйма, однако они часто подвергались закупорке по мере того, как свекловичная стружка располагалась по длине щели и блокировала прохождение экстрагирующей жидкости 47391 В прошлом диффузоры непрерывного действия, работающие в процессах экстракции сахарозы из сахарной свеклы, использовали очистители сит только на разделителях между отделением для сока и активными секциями экстракции диффузоров непрерывного действия наклонных, горизонтальных и башенных (диффузоры периодического действия исторически не содержали никаких разделительных сит) Очистители сит изготавливаются из латунных или бумолитовых материалов с заостренным концом, который предназначен для разрезания и снятия свекловичной стружки, которая частично вошла в отверстия сита (диаметром 9/32 дюйма (0,7см) или более) или щели сита (диаметром 1/8 дюйма (0,3см) или более) В связи с тем что инородные материалы имеют склонность к тому, чтобы попадать в эти отверстия, заостренный конец очистителя сит часто стесывается, изнашивается или закругляется, поэтому свекловичная стружка проникает в отверстия, образовывая затем пробку для экстрагирующей жидкости Поэтому в прошлом диффузоры непрерывного действия и даже диффузоры, периодического действия не были эффективны для переработки материалов, содержащих малые частицы и мелочь В особенности лопастные конвейеры в вертикальных и наклонных диффузорах чрезвычайно неэффективны для транспортирования малых частиц и мелочи в противотоке с водой Неэффективность контроля за количеством малых частиц и мелочи компенсировалась частично путем образования в некоторых случаях слоя волокон и крупных частиц, которые захватывали малые частицы и мелочь для того, чтобы они, хотя и прошли через отверстия разделительных сит и витков винтовых конвейеров, тем не менее, были уловлены и транспортированы при условии содержания мелочи в не слишком больших количествах По этой причине старались, чтобы подлежащие экстракции материалы содержали минимально допустимые количества малых частиц и мелочи, например менее 5% по массе твердых частиц, подлежащих обработке Неспособность препятствовать тому, чтобы малые частицы и мелочь переносились с экстрагирующей жидкостью, ограничила использование диффузоров периодического и непрерывного действия Хотя диффузоры периодического и непрерывного действия нашли широкое применение для экстракции в сахарной промышленности по выработке сахара-песка и сахара-рафинада из сахарной свеклы и сахарного тростника, применение экстракции в отношении многих других материалов было ограничено, поскольку другие материалы производят большие количества малых частиц и мелочи, которые обычно должным образом не регулируются в традиционных диффузорах периодического и непрерывного действия Поскольку многие твердые вещества при измельчении образуют большие количества малых частиц и мелочи, которые не могут регулироваться при помощи традиционных ошпаривателей и диффузоров, то применение диффузоров периодического или непрерывного действия для продуктов не сахарной промышленности было ограничено Например, при подготовке сушеного корня марены к экстракции путем измельчения в порошок приходилось около 10% по массе измельченного корня на малые частицы и мелочь Многие другие продукты при измельчении образуют малые частицы, мелочь и порошок, которые нельзя экстрагировать при помощи традиционных диффузоров Наиболее близким по объекту "способ" является способ экстракции растворимых веществ из сырья, описанный в патенте США 3573892, опубл 1971 г, Известный способ экстракции растворимых веществ из сырья, предусматривает его измельчение, введение в противотоке измельченной массы и экстракционной жидкости в корпус по меньшей мере одного диффузионного аппарата, обеспечение контакта измельченных частиц и экстракционной жидкости для проведения экстракции, отделение полученного экстракта от измельченной массы сырья при помощи фильтрующего сита, установленного в корпусе аппарата, и отвод из него проэкстрагированного сырья Наиболее близким по объекту "устройство" является устройство для экстракции растворимых веществ из сырья, описанное в патенте США 3573892, опубл 1971г, включающее емкость, имеющую секцию противоточной экстракции в системе твердые частицы - жидкость, отделенную от нее фильтрующим ситом секцию отвода экстракта, и по меньшей мере одно отверстие подачи измельченного сырья и экстракционной жидкости на противоположных участках секции экстракции, и по меньшей мере одно отверстие отвода проэкстрагированного сырья и экстракта, и установленный в емкости по меньшей мере один винтовой конвейер с перфорированными витками Недостатком известного способа и устройства является их малая эффективность, а, зачастую, и непригодность для экстракции растворимых веществ с малыми частицами и мелочью Задачей изобретения является создание способа и устройства, позволяющего экстрагировать измельченное сырье с малыми частицами и мелочью Технический результат изобретения как в части способа, так и устройства, заключается в повышении эффективности экстракции Поставленная задача по объекту "способ" достигается тем, что в способе экстракции растворимых веществ из сырья, предусматривающем его измельчение, введение в противотоке измельченной массы и экстракционной жидкости в корпус по меньшей мере одного диффузионного аппарата, обеспечение контакта измельченных частиц и экстракционной жидкости для проведения экстракции, отделение полученного экстракта от измельченной массы сырья при помощи фильтрующего сита, и установленного в корпусе аппарата и отвод из него проэкстрагированного сырья, согласно изобретению, используют измельченное сырье, содержащее по меньшей мере около 5% мелочи в измельченной массе, при этом диффузионный аппарат снабжен по меньшей мере одним милли-ситом, имеющим отверстия с поперечным размером менее чем около 0,24см, для 7 47391 8 создания барьера, предотвращающего прохождетикальным колонным диффузором в соответствии ние через него мелочи и отделяющего ее от удас изобретением, ляемого из корпуса экстракта Фиг 2 схематично изображает установку, исКроме того, измельченное сырье содержит пользуемую в соответствии с настоящим изобременее чем около 7,5% мелочи в измельченной тением с горизонтальным диффузором (также массе называемом диффузором "RT") Кроме того, измельченное сырье содержит ФигЗ схематично изображает установку, исменее чем около 10% мелочи в измельченной пользуемую в соответствии с настоящим изобремассе тением с однокамерным экстрактом периодического действия, имеющим сито только на одном Кроме того, измельченное сырье содержит его конце менее чем около 20% мелочи в измельченной массе Фиг 4 схематично изображает установку, используемую в соответствии с настоящим изобреКроме того, используют сырье животного протением с однокамерным экстрактом периодичеисхождения ского действия, имеющим сита на его обоих Кроме того, в качестве сырья используют изконцах мельченную кошениль Кроме того, используют сырье растительного Фиг 5 схематично изображает установку, испроисхождения пользуемую в соответствии с настоящим изобретением с рядом камер, выполненных согласно Кроме того, исходное сырье представляет соФиг 3 или 4 бой измельченную кору и хвою тиса Кроме того, в качестве исходного сырья исФиг 6 схематично изображает установку, используют измельченную земляную грушу пользуемую в соответствии с настоящим изобретением с регулируемым наклонным цилиндричеКроме того, в качестве исходного сырья исским диффузором (далее иногда называемым пользуют измельченную свеклу или сахарный тро"экстрактор ST"), стник Кроме того, в качестве исходного сырья исФиг 7 схематично изображает отделения для пользуют измельченный сушеный корень марены концентрированной экстрагирующей жидкости секции 7 - 7 на Фиг 6 Кроме того, в качестве исходного сырья используют измельченную шелуху миндаля Фиг 8 схематично изображает альтернативный вариант секции для жидкости, в отличие от покаКроме того, в качестве исходного сырья исзанной на Фиг 7 пользуют измельченную маклюру оранжевую Поставленная задача по объекту "устройство" Фиг 9 схематично изображает установку, исдостигается тем, что в устройстве для экстракции пользуемую в соответствии с настоящим изобрерастворимых веществ из сырья, включающем емтением с наклонным диффузором кость, имеющую секцию противоточной экстракФиг 10 представляет вариант конструкции нации в системе твердые частицы - жидкость, отдеклонного диффузора, который может быть исленную от нее фильтрующим ситом секцию пользован при осуществлении настоящего изоотвода экстракта, и по меньшей мере одно отвербретения стие подачи измельченного сырья и экстракционФиг 11 изображает вид в поперечном разрезе ной жидкости на противоположных участках секпо линии 11 -11 на Фиг 10 ции экстракции, и по меньшей мере одно Фиг 12 изображает вид в разрезе по линии 12 отверстие отвода проэкстрагированного сырья и - 12 на Фиг 10 Фиг 13 изображает вид в разрезе экстракта, и установленный в емкости по меньшей по линии 13 -13 на Фиг 10, мере один винтовой конвейер с перфорированФиг 14 изображает увеличенный вид в аксоными витками, согласно изобретению, фильтруюнометрии выгрузочной части наклонного диффущее сито и винтовой конвейер со стороны потока зора для твердых частиц, приведенного на Фиг 12 экстракционной жидкости снабжены милли-ситами Фиг 15 изображает вид сверху в аксонометрии для отделения мелочи измельченного сырья от стороны выгрузки наклонного диффузора, привежидкости, имеющими миллиразмерные отверстия денного на Фиг 12, показывающий зону обезвожис поперечными размерами, меньше чем около вания 0,24см Фиг 16 представляет увеличенный фрагменКроме того, милли-сито имеет отверстия с потарный вид, показывающий часть сита, изобраперечными размерами около 0,00254 - 0,24см жающую милли-сито в соответствии с настоящим изобретением Кроме того, милли-сито имеет отверстия с поперечными размерами около 0,00635 -0,1524см Фиг 17 представляет увеличенный фрагмент, Кроме того, емкость содержит средство обезпоказывающий модифицированную форму сита, воживания проэкстракгированного измельченного изображающего милли-сито в соответствии с насырья, включающее по меньшей мере одну настоящим изобретением клонную относительно продольной оси в направФиг 18 изображает ошпариватель с пластинлении потока выгружаемого сырья стенку, обеспечатыми элементами для погружения частиц в жидчивающую его сжатие на выходе и отделение кость, который может быть по выбору использован жидкости, в соответствии с настоящим изобретением Краткое описание чертежей Фиг 19 изображает вид по линии 19 - 19 на Далее изобретение поясняется чертежами, на Фиг18 которых Фиг 20 изображает очистители сита для экстракторов периодического или непрерывного дейФиг 1 схематично изображает установку с вер 47391 ствия в аксонометрии Фиг 21 - это вид сверху параллельных витков винтового конвейера в наклонном диффузоре, показывающий два очистителя сита и два шнека Фиг 22 изображает вид в поперечном разрезе Фиг 21 по линии 22 - 22, показывающий конструкцию очистителя сита под углом Фиг 23 изображает детальный вид обычного очистителя сита Согласно изобретению, обнаружено, что милли-сита, расположенные соответствующим образом, могут эффективно управлять малыми частицами и мелочью в устройстве и способе экстракции Как отмечалось, отверстия в традиционных витках и ситах диффузоров слишком большие и недостаточно мелкие для осуществления данного управления, однако обнаружено, что расположенные пригодным образом милли-сита могут эффективно регулировать количество малых частиц и мелочи, тем самым повышая эффективность экстракции и позволяя экстрагировать материалы, которые содержат эти частицы, не подлежащие экстракции до настоящего времени Милли-сита, используемые в соответствии с настоящим изобретением, имеют множество дискретных милли-отверстий, размеры которых меньше чем приблизительно 0,095 дюйма (около 0,24см), со стороны, расположенной выше по движению потока Милли-отверстия, имеющие милли-дюймовые размеры, получают любым пригодным способом В соответствии с предпочтительным способом милли-отверстия получают путем химического травления отверстий в тонкой металлической пластине или листе, например стальном листе, имеющем толщину в любом месте в диапазоне приблизительно от 0,001 до 0,095 дюйма (около 0,00254 - 0,24см), однако предпочтительно в диапазоне приблизительно от 0,002 до 0,060 дюйма (около 0,005 - 0,1524см) Отверстия милли-сит могут иметь различную конфигурацию, включая, например, щели или круги Отверстия милли-сит обычно составляют по меньшей мере около 12%, предпочтительно по меньшей мере около 20% от площади поверхности милли-сита, так чтобы экстракционная жидкость в диффузоре могла без труда проходить сквозь них Милли-сита могут быть выполнены из гибких листов или пластин, которые могут сгибаться так, чтобы их можно было пригнать или придать им форму при необходимости, например, витков винтовых транспортеров Если сита гибкие, их желательно укрепить более толстыми жесткими пластинами, решетками или каркасами (на чертеже не изображены), например, в виде жестких пластинчатых сит 1, как показано на Фиг 16 и 17 Конечно, и другие способы изготовления милли-сит могут быть использованы в пределах сущности настоящего изобретения Получение милли-сит того типа, который используется в соответствии с настоящим изобретением, раскрывается, например, в патентах США 3329541, 3971682 и 4124437 Как отмечалось выше, в результате нормирования малых частиц и мелочи существенно улучшается экстракция, и более эффективная экстракция становится возможной в отношении тех 10 материалов, которые содержат большие количества малых частиц и мелочи Кроме того, непрерывную экстракцию теперь можно осуществлять с любыми материалами, которые не поддавались экстракции до сих пор, так как практически большие количества малых части и мелочи нельзя было эффективно продвигать противоточно потоку экстракционной жидкости Например, при подготовке многих растительных и животных продуктов к экстракции, например, с помощью измельчения, создаются большие количества малых частиц и мелочи, которые нельзя продвинуть или транспортировать с помощью сил традиционных шнековых транспортеров в традиционных диффузорах непрерывного действия, или контролировать их в процессе диффузии Малые частицы и мелочь относятся к раздробленным материалам размером меньше, чем приблизительно 0,125 дюйма (около 0,3см) Мелочью обычно считают частицы, которые проходят сквозь ячейки сита 5 номера в соответствии со стандартом США Как указывалось выше, диффузию и экстракцию в соответствии с настоящим изобретением можно осуществить с использованием вертикальных колонных диффузоров, горизонтальных диффузоров, наклонных диффузоров, диффузоров периодического действия или ряда диффузоров периодического действия На Фиг 1 изображена установка с использованием изобретения применительно к вертикальному колонному диффузору Предлагаемое изобретение будет описано в соответствии с Фиг 1 и 2 относительно переработки сахарной свеклы, однако следует понять, что могут быть использованы и другие материалы Свеклорезка или измельчитель 2 используется для измельчения или нарезания сахарной свеклы в волокнистые пучки, называемые "стружкой" До настоящего времени в соответствии с традиционной практикой количество мелочи, вырабатываемой во время получения свекловичной стружки, поддерживали минимальным, например, менее чем приблизительно 3% от массы стружки В соответствии с настоящим изобретением, однако, нет необходимости в таком ограничении количества мелочи В действительности эффективность экстракции может быть повышена при использовании больших количеств малых частиц и мелочи После получения свекловичной стружки ее подают в ошпариватель З В нем свекловичная стружка подвергается взаимодействию с горячей экстракционной жидкостью, поступающей из диффузора 4 через сито 5 по трубопроводу 6 и насосу 7 Перед введением в ошпариватель 3 жидкость из диффузора нагревают в теплообменнике 8 до температуры 160 - 190° по Фаренгейту (71,1 87,8°С) Горячая экстракционная жидкость, вводимая по трубопроводу 6 в ошпариватель, "убивает" клетки в стружке сахарной свеклы и позволяет осуществить осмотический перенос сахарозы из клеток сахарной свеклы в экстрагирующую жидкость Свекловичную стружку подают либо параллельным потоком, либо противотоком через ошпаривающую жидкость в течение короткого периода времени, после чего стружку переносят по трубопроводу 9 и насосу 10 в вертикальный 47391 12 11 колонный диффузор 4 Для того чтобы перемеэффективнее соскребают застрявшую свекловичщать стружку в ошпаривателе 3, витки 11 шнека ную стружку Отверстия достаточно малы для топроталкивают твердые частицы от входного отго, чтобы сама стружка могла в них пройти Но верстия 12 к выходному трубопроводу 9 Витки 11 более важно то, что инородные твердые предмепредпочтительно снабжены милли-ситами, кототы, такие как гравий, сварочный электрод или рые изображены на Фиг 16 и 17 Милли-сито 13 и проволока, теперь не улавливаются отверстиями поддерживающая решетка 14 также предусмотреразделительного сита Это препятствует поврежны перед выходом 15 экстрагирующей жидкости дению как разделительного сита, так и очиститеОчиститель (очистители) 16 можно установить для ля Следовательно, намного лучше сохраняется очистки данного сита острая кромка очистителя милли-сита и осуществляется аккуратный съем стружки и/или частиц и В вертикальном колонном диффузоре 4 немелочи прерывная экстракция протекает между стружкой и экстрагирующей жидкостью в процессе противоПосле экстракции отработанная стружка удатока стружки и жидкости Как показано на Фиг1, ляется через выпускное отверстие 21, а обогастружка из ошпаривателя подается по трубопрощенная экстракционная жидкость отводится через воду 9 и насосом 10 - в патрубок твердых частиц в выпускное отверстие 20 диффузор 4 При этом экстракционную жидкость Следует отметить, что витки винтовых конвводят в зоне, указанной позицией 17 вейеров ошпаривателя и диффузора могут образовывать секции с контрлапами 22 между ними, Стружку транспортируют в вертикальном как показано на Фиг 12 диффузоре при помощи витков 18 шнека Из-за большого давления на витки, необходимого для Установка экстракции в соответствии с напроталкивания стружки против гидравлического стоящим изобретением также может быть испольнапора жидкости, витки в прошлом не перфорирозована с горизонтальным диффузором, как покавали в стандартных колонных диффузорах Кроме зано на Фиг 2 Горизонтальный диффузор 23 того, при использовании перфорированных витков принимает твердые частицы из ошпаривателя 24 с более крупными отверстиями стружка застревачерез насос 10 и затем они транспортируются к ла в отверстиях и вращалась вместе с витками отверстию 21 для удаления твердых частиц Эксконвейера вместо того, чтобы выталкиваться из тракционная жидкость вводится в точке, отмеченвращающейся пластины витка конвейера в наной позицией 17, и удаляется в точке, отмеченной правлении выхода из диффузоров В вертикальпозицией 20, двигаясь в противотоке твердым ном диффузоре, если тяжелые поддерживающие частицам решетки 14 покрыть милли-ситами 19, гладкость Горизонтальный диффузор устроен так, что поверхности милли-сита помогает транспортироэкстракционная жидкость, вводимая в точке 17 у вать стружку вперед Фиг 17 показывает конфигуконца барабана, достигает его противоположного рацию милли-сита, позволяющую проходить жидконца после совершения им ряда оборотов, число кости вниз по течению по виткам конвейера которых равно половине числа отделений в барабане Свекловичная стружка проходит в противоНа Фиг 16 изображено вертикальное располоточном направлении, однако со скоростью, равной жение горизонтального сита в вертикальном половине скорости прохождения экстракционной диффузоре, на котором свекловичная стружка жидкости Сита 25, установленные в каждом отденакапливается слоем напротив поверхности миллении, отделяют свекловичную стружку от эксли-сита 19 и блокирует проток экстракционной тракционной жидкости по мере того, как барабан жидкости сквозь отверстия Однако по мере врадиффузора вращается и стружка по существу отщения милли-сита в вертикальном диффузоре водится от жидкости При повороте барабана вниз вдоль ее жесткой поддерживающей решетки 1 свекловичная стружка перемещается из отделеимеет место срезающее действие между поверхния с установленным ситом и соскальзывает по ностью милли-сита 19 и слоем стружек, которое сплошным наклонным виткам в следующее отдезаставляет стружку очищать поверхность миллиление Милли-сита 19 могут быть установлены сита и проталкивать стружку, мелочь и малые часдля охвата сит 25 в каждом отделении По мере тицы, застрявшие в отверстиях, и все это вместе того как горизонтальный диффузор вращается, а открывает проходы для экстрагирующей жидкости сита 25 переносят свекловичную стружку и экстрасквозь отверстия милли-сита Таким образом, гирующую жидкость вверх, стружка скользит по изобретение обеспечивает более совершенную милли-ситу 19, очищая поверхность милли-сит и противоточную экстракцию в вертикальном дифобеспечивая прохождение по ним экстракционной фузоре по сравнению с тем, что было возможно жидкости Особенно важно иметь милли-сито 26 с раньше, даже с использованием такого стандартподдерживающей решеткой 14 и очистителем ного материала, как свекловичная стружка, кото(очистителями) 16 сита, установленными в зоне рая обычно содержала минимальное количество подачи свекловичной стружки и выше по течению мелочи и малых частиц от выходного отверстия 20 жидкости Милли-сито 5 и поддерживающая решетка 14 также предусмотрены в емкости вертикального На ФигЗ схематически изображено устройстдиффузора перед выходным отверстием 20 для во для экстракции периодического действия с исэкстракционной жидкости Милли-сита также могут пользованием одной камеры, верхняя крышка 27 крепиться на боковых стенках разделительных сит которой может легко вращаться на шарнирах для (классификаторов) С использованием милли-сита ее наполнения, а нижняя головная часть 28 может 5, содержащего поддерживающую решетку, как в легко откидываться с целью опорожнения камеры настоящем изобретении, очистители сита намного На Фиг 4 изображено экстракционное устрой 47391 14 13 ство, содержащее одну камеру, верхняя крышка следовательно, очистка сита Направление потока 27 которой может легко вращаться на шарнирах экстракционной жидкости в камере 31 можно поддля ее наполнения, а днище 29 также может без держивать до тех пор, пока верхнее сито забьется труда вращаться на шарнирах с целью опорожнемелочью, после чего направление потока может ния Предлагаемое изобретение будет описано со быть изменено на противоположное Температуру ссылкой на Фиг.З и 4, представленные для описаэкстрагирующей жидкости можно поддерживать за ния экстракции красителя из кошенили, однако счет теплообменника 8 для жидкости следует понять, что могут использоваться и друКак показано на Фиг 20, небольшой очистигие материалы Дробилка, или измельчитель 30 тель (очистители) сита с приводом от электродвикошенили, используется для дробления, разделегателя или с гидравлическим приводом может ния или разрезания каждого куска кошенили на быть также использован в варианте, приведенном три или четыре частицы Кошениль в приготовна Фиг 4, если желательно содействовать тому, ленном виде подают в резервуар 28 или резервучтобы милли-сито 33 было открытым, для потока ар 31, куда кошениль загружают по спускному жеэкстрагирующей жидкости Если очистители не лобу 32, подняв крышку 27 Эта крышка вместе с установлены, верхнее милли-сито 33 и поддержимилли-ситом 33, поддерживающей решеткой 34 и вающая решетка 34 могут устанавливаться на очистителем (очистителями) 35 сита, если предугидравлическом вибраторе 47, который приводитсмотрены, установлена на шарнирах таким обрася в действие с целью уплотнения разделенных зом, чтобы обеспечить неограниченную загрузку твердых частиц в резервуаре 31 и обезвоживания кошенили разделенных твердых частиц Всасывающий трубопровод 48 может быть соединен с верхней В резервуаре 28, после того как крышку закрышкой для откачивания жидкости, которая выкрыли, экстракционную жидкость подают насосаделяется через верхнее милли-сито 33 и поддерми со дна, пропускают через кошениль и через живающую решетку 34 Гидравлический вибратор милли-сито 33, поддерживающую решетку 34 и 47 также может быть использован для удаления подают на выход 36 Экстракционная жидкость кошенили или других разделенных твердых часпроходит по трубопроводу 37 к отверстию для тиц после открытия нижней крышки Милли-сито выпуска экстракционной жидкости, если концентрация имеет достаточную крепость Если крепость недостаточная и если кошениль все еще удерживает большое количество красителя, тогда трехходовой клапан 38 направляет поток жидкости по трубопроводу 39, клапану 40 и насосу 41 в теплообменник 42 и обратно в камеру 28 Это продолжается до тех пор, пока уровень концентрации красителя на выходе экстракционной жидкости почти достигнет уровня концентрации красителя и в кошенили Затем клапан 38 может направить поток к отверстию для выпуска экстракционной жидкости Если концентрация экстракционной жидкости не имеет достаточную крепость, приемлемую для целей окрашивания, эту экстракционную жидкость можно ввести в свежую загрузку кошенили, и процесс возобновляется Как показано на фиг 20, очиститель (очистители) 35 сита, имеющие привод от электродвигателя или гидропривод и содержащие одну, две, три или более рукояток, могут быть установлены для снятия мелочи с лицевой поверхности миллисита и удаления мелочи от милли-сита в направлении к центру кипы кошенили, в которой более крупные частицы кошенили увлекают малые частицы и мелочь кошенили и удерживают их от уноса с экстракционной жидкостью назад в направлении милли-сита На Фиг 4, изображающей камеру периодического действия 31, имеющую милли-сита на обоих концах, показано, что в случае, если милли-сито 33 со стороны донной части забилось мелочью, трехходовой клапан 43 открывается для протока жидкости со стороны насоса 41, а трехходовой клапан 44 закрывается для протока со стороны насоса 41 Двухходовой клапан 45 закрывается, а двухходовой клапан 46 открывается За счет переключения этих клапанов изменяется направление течения жидкости в пределах камеры и осуществляется промывка обратной струей, а 33, установленное на поддерживающей решетке 34, в сочетании с гидравлическим вибратором 47 обеспечивает возможность эффективного обезвоживания особенно малых частиц и мелочи На Фиг 5 изображен ряд из трех камер, тип которых представлен на Фиг 4, и эти камеры могут быть расположены по кругу или в параллельных рядах в количестве от двух до тридцати или более камер При работе экстракционная жидкость протекает через кошениль в каждой камере последовательно от одной камеры к следующей в направлении той камеры, которая была загружена кошенилью в самую последнюю очередь В круговом ряду та камера, которая последней была загружена кошенилью, и та, из которой удалена конечная экстракционная жидкость, считается 'первой или "головной камерой" Соседняя камера, из которой экстрагирующую жидкость отводят для загрузки первой камеры, называется второй камерой Третья камера на этой схеме, то есть та, из которой экстрагирующую жидкость отводят для загрузки второй камеры, называется "хвостовой камерой" Это та камера, которая получает воду или начальную (имеющую самую низкую концентрацию) экстрагирующую жидкость Если в ряду существует больше трех камер, то последняя камера, являющаяся первой для приема начальной экстрагирующей жидкости, называется "хвостовой камерой" Например, на Фиг 5 показано, что - камера 49 становится "головной камерой" после ее загрузки кошенилью из измельчителя 30 Такая камера 50 является "хвостовой камерой" и получает начальную экстрагирующую жидкость из насоса 51, которая нагнетается через теплообменник 52 и через кошениль в камеру 50 Экстрагирующая жидкость из камеры 50 нагнетается насосом 53 через теплообменник 54 в камеру 55, где кошениль, загруженная по порядку перед этим, имеет более высо 47391 16 15 кую концентрацию красителя, чем в камере 50 ленными перпендикулярно к внутренним стенкам Экстракционная жидкость забирает дополнительцилиндра 59 Такое прочное крепление препятстный краситель в камере 55 и далее уменьшает вует проходу как жидкости, так и разделенных содержание красителя в кошенили в камере 55 твердых частиц между внутренними стенками циЗатем экстракционная жидкость, выходящая через линдра и милли-ситами Милли-сита имеют форму выпускное отверстие камеры 55, забирается насопространственной спирали, Необходимо поддерсом 56, нагнетается через теплообменник 57 и живать милли-сита с помощью радиальных опорподается в камеру 49, где она контактирует с ных элементов (не показаны) и/или спиралеобтолько что загруженной в камеру 49 кошенилью разного стержня (также не показан) с внутренней Содержание красителя в экстракционной жидкостороны милли-сит для создания конструктивной сти возрастает по мере ее прохождения по камере жесткости внутри цилиндра 49 Клапан "A-TO-PROCESS" открывает для проЭкстрактор ST вращается на опорных роликах пускания наиболее концентрированного раствора 61, расположенных около верхней и нижней его красителя, подлежащего затариванию или перечастей Электродвигатель 62 приводит во вращеработке Как только содержание красителя в коние экстрактор ST 58 через редуктор и ведущую шенили уменьшилось до отметки, достаточно низзвездочку (или ведущее зубчатое колесо) 63 и кой для того, чтобы не оправдывалось цепной привод (или зубчатое колесо) 64 дальнейшее извлечение, подача экстракционной Наклон экстрактора ST 58 регулируется при жидкости на вход камеры 50 прекращается, истопомощи опорной стойки 65 по высоте верхнего щенную кошениль сушат или прессуют для отдеконца и вращается вокруг оси 66 ления жидкости, после чего удаляют из камеры После введения экстракционной жидкости в 50, открывая поворотное днище 29 Затем повоточке 67 и ее поступления в верхнюю часть эксротное днище закрывают, одновременно открывая трактора ST она движется под действием силы крышку 27, и кошениль загружают в камеру 50 из тяжести по милли-ситам последовательно вниз до измельчителя 30, и камера 50 становится "головтех пор, пока достигнет отделения с концентрироной камерой" Камера 49 становится второй камеванной экстракционной жидкостью через миллирой, а камера 55 становится "хвостовой камерой" сито 68, как лучше всего показано на Фиг 7 Таким образом, каждая камера последовательно Измельчитель 69 измельчает твердые частиначинает как "головная камера" и перемещается цы с получением измельченной массы, в которой со временем к тому, чтобы стать "хвостовой камемаксимальное количество растворимых веществ рой" Это создает своеобразный образец за счет можно экстрагировать, но не измельчает до такой перемещения отверстия для впуска экстракционстепени, чтобы полученные частицы могли прохоной жидкости от камеры с наиболее низкой кондить через милли-сита экстрактора Эти измельцентрацией красителя в кошенили последоваченные твердые частицы, которые подлежат экстельно к следующей камере в возрастающем тракции, вводят в ошпариватель 70 Мешалка 71 порядке алфавита, тогда как полученный экстракт может быть использована для смешивания изнаправляют на переработку или затаривание помельченной массы с возвращенной в повторный сле прохождения по камере, загруженной кошеницикл жидкостью, которая нагнетается по труболью, последним в убывающем порядке алфавита проводу 72 Полученная суспензия твердых частиц и концентрированной рециркулируемой эксМилли-сито 33, приведенное на ФигЗ, 4 и 5, тракционной жидкости нагнетается в экстрактор которое поддерживается более толстым пластинST насосом 73 чатым ситом 34, обеспечивает возможность полного удержания твердых веществ в пределах самих камер и препятствует или значительно снижает противоток малых частиц с жидкостью, тем самым создавая полную противоточную экстракцию Если милли-сито забивается мелочью, возможна промывка обратной струей за счет изменения направления потока экстракционной жидкости по камерам Кроме того, очистители сита, такие, как приведенные на Фиг 20, могут быть установлены для снятия малых частиц, которые могут засорять отверстия милли-сита 33 Экстракционный аппарат, который изображен на фиг 6, 7 и 8, представляет собой другое экстракционное устройство, экстрактор ST, являющийся уникальным по своей способности манипулировать большими количествами малых раздробленных частиц, таких как разделенные чайные листья, размолотый кофе и кошениль Данное устройство также регулирует экстракцию растворимых твердых веществ из смешанных частиц, варьирующихся по размеру от больших до малых Данный экстрактор ST 58 состоит из вращающегося цилиндра 59 с милли-ситами 60, прикреп Вращающийся барабан 59, снабженный милли-ситами (в форме спирали), толкает раздробленные твердые частицы вверх, тогда как экстрагирующая жидкость течет вниз по измельченным твердым частицам, а затем через отверстия милли-сит Эти твердые частицы склонны оставаться в суспензии в нижней части цилиндра Вращающееся спиральное милли-сито перемещает твердые частицы к разгрузочному концу, откуда они попадают в разгрузочный бункер 74 Оградительный борт в форме юбки 75 предотвращает прилипание любой жидкости к наружной стенке барабана и просачивание вниз за пределы разгрузочного бункера Поскольку повышение температуры измельченных частиц и экстрагирующей жидкости приводит к повышению общей эффективности экстракции, паровые рубашки 76 установлены с наружной стороны для обогрева внутренней части экстрактора ST Пар вводится по концентрической трубе 77, поворотному соединению (шарниру) 78 в паровые рубашки либо параллельно, либо последовательно, как это желательно для работы В последней паровой рубашке, расположенной у конца 47391 18 17 барабана, через который вводятся твердые часвой секции наклонного диффузора, что будет опитицы, конденсационные горшки 79 и отводные сано ниже со ссылкой на Фиг 18 и 19 каналы установлены по окружности кольцевой Измельченную массу частиц вводят в наклонпаровой рубашки Желоб для капель может быть ный диффузор 88 через отверстие 91 для подачи размещен под установочной платформой экстрактвердых частиц и удаляют через разгрузочное тора ST 58 для улавливания конденсата отверстие 92 Твердые частицы перемещаются от загрузочной зоны 91 до разгрузочной зоны 92 под На трубопроводе 72, входящем в ошпаривадействием соответствующих спиральных или винтель, можно установить трубчатый нагреватель 80 товых витков шнека 93 или пластинчатый нагреватель для повышения температуры рециркулируемой жидкости, что такЭкстрагирующую жидкость подводят через же повысит температуру частиц впускное отверстие 94 и отводят через выпускное отверстие 95 так, чтобы жидкость протекала по Отделение с концентрированной экстракционнаклонному диффузору под действием силы тяной жидкостью с нижней стороны милли-сит 68 жести от входа на выход в противоток движению может быть выполнено за одно целое с барабатвердых частиц от загрузочной зоны 91 до разгруном (см Фиг 7) или может быть самостоятельным зочной зоны 92 Для того, чтобы позволить жидконевращающимся отделением (см Фиг 8) Конценсти двигаться в данном направлении, витки 93, трированная экстракционная жидкость у нижнего снабжены отверстиями, а со стороны движения конца экстрактора ST проходит сквозь милли-сито потока могут содержать милли-сито 68, которое поддерживается рабочей решеткой 81 Лезвия очистителя 82 расположены так близко В нижней части наклонного диффузора находруг к другу, как это необходимо для поддерживадится разделительное сито 96 между зоной эксния чистоты отверстий сита Лезвия очистителя тракции, в которой находится витки из шнека 93, и поддерживаются кронштейнами 83, которые приотделением для удаляемой жидкости 97 Сито 96 креплены к невращающемуся элементу расположено перед зоной, где находится отверстие 95 для выпуска жидкости Задачей сита 96 На Фиг 7 и 8 отделение для экстракта 84 слуявляется отделение от экстрагирующей жидкости жит для удаления из него по регулируемой повотвердых частиц крупного размера, которые проротной трубе 85 жидкости (или любому другому шли около и сквозь витки перед тем, как экстракпригодному приспособлению) для регулирования ционную жидкость направить к выпускному отверуровня Если отделение для концентрированной стию 95 экстракционной жидкости выполнено за одно целое, как показано на Фиг 7, тогда ряд регулируеНа Фиг 10 представлен детальный вид намых поворотных труб 85 регулирования уровня клонного диффузора 88, воплощающего в себе будет размещен по окружности разгрузочного конпринципы предлагаемого изобретения Измельца и будет регулировать уровень жидкости, когда ченные твердые частицы вводятся при помощи экстрактор ST остановлен контейнера 89 со скоростью, которая контролируется регулятором 90 Твердые частицы перемеПри использовании секций больших размеров, щаются при помощи витков 93 (см Фиг 9) от откогда желательно регулировать уровень жидкости верстия 91 для подачи твердых частиц до при его изменении во время работы, конструкция разгрузочного отверстия 92 Экстракционную жидсамостоятельного невращающегося отделения с кость вводят через впускное отверстие, указанное концентрированной экстракционной жидкостью позицией 94, в верхней части наклонного диффуможет быть дополнена соответствующими уплотзора нениями, как показано на фиг 8 Для предотвращения просачивания жидкости между вращаюЖидкость проходит через сортировочное сито щимся барабаном 59 и стационарным отделением 96 и отводится через патрубок 95, в нижней конс концентрированной экстракционной жидкостью цевой части наклонного диффузора для того, что84 можно предусмотреть размещение манжетного бы она протекала под действием силы тяжести от уплотнения 86 вместе с лабиринтным уплотненивходного отверстия до выходного отверстия в ем или другим жидкостным затвором 87 противотоке раздробленным твердым частицам Далее предлагаемое изобретение будет опиВ соответствии с настоящим изобретением сано со ссылкой на наклонный диффузор, привеповерхность сита 96 снабжена со стороны движеденный на Фиг 9-19, 21 -23 ния потока милли-ситом 5 Милли-сито 5 обеспечивает отделение раздробленных твердых частиц На Фиг 9 показано, что подлежащие экстраки мелочи от потока экстракционной жидкости Эта ции твердые частицы вначале подготавливают в операция с помощью милли-сита превращает "отизмельчителе 2 Измельчителем может быть деление для удаления жидкости" в "отделение мельница для тонкого помола, дробилка, ломтедля удаляемой жидкости с просеиванием" Данное резка, пресс и тому подобное, используемые для отделение содержит жидкость, которая может измельчения обрабатываемых твердых частиц быть использована для промывки милли-сита 5 Измельченные твердые частицы подают в наобратной струей Промывка обратной струей клонный диффузор 88 с использованием подхообеспечивает снятие с лицевой поверхности милдящей системы конвейеров 89, управляемой рели-сита 5 любых веществ, которые могут пристать гулятором 90, который определяет скорость к поверхности сита со стороны потока жидкости подачи Кроме того, очистители сита 16 устанавливаются Следует отметить, что отдельный ошпаривадля очистки поверхности сита тель 3, имеющий тип, приведенный на Фиг 1 и 2, не изображен на Фиг 9 Причина заключается в том, что ошпаривание может происходить в пер Благодаря способности контролировать скорость разгрузки в патрубке 95 и предотвращать 19 закупорку отверстий сита 96 за счет установки милли-сита 5 на лицевой поверхности сита 96, в диффузоре легко поддерживается уровень жидкости 98 (см Фиг 12) Отделение для удаляемой жидкости с просеиванием 97 должно иметь высоту, равную диаметру поворота очистителей сита, и ширину такую, как наиболее удаленный от центра размах рукояток очистителя, что обеспечивает максимальную эффективность просеивания Глубина отделения для удаления жидкости с просеиванием должна быть достаточной для того, чтобы при необходимости произвести ручную очистку задней стороны сита 96, или для того, чтобы человек мог выпрямиться для проведения там очистки, установки или разборки конструкции сита Так как милли-сито относительно свободно от закупорки, отделение для удаления жидкости с просеиванием 97 обеспечивает создание позитивного способа поддержания устойчивого уровня жидкости в основной экстракционной зоне диффузора Патрубок 95 для выпуска жидкости может быть снабжен трубой контроля уровня 99, которая по мере своего поворота регулирует уровень жидкости внутри наклонного диффузора Как показано на Фиг 10, выпускная труба имеет цапфу 100, которая соединяется с трубой 99, наклоненной к вертикали в одном положении для того, чтобы определять уровень жидкости в диффузоре 88, и которая может поворачиваться вокруг цапфы 100 в положение, указанное пунктирной линией, по завершении операции диффузии для опорожнения диффузора 88 от всей жидкости, находящейся в нем В рабочем положении выпускной патрубок 101 должен иметь короткую вертикальную трубку 102 малого диаметра, которая расположена выше патрубка и служит в качестве вакуумного прерывателя и не позволяет нижней трубе в позиции 103 служить в качестве сифона при стекании жидкости из отделения для удаления жидкости с просеиванием Таким образом уровень сока в отделении автоматически поддерживается путем регулирования уровня расположения выпускной трубы 103 Также можно использовать клапан автоматической регулировки уровня Верхняя часть диффузора 88 снабжена рядом крышек 104, которые установлены на осях или на петлях, позволяя осуществлять доступ к шнеку и виткам шнека внутри диффузора Некоторые крышки могут содержать контрлапы 22 Они расположены в жидкости для предотвращения твердых частиц с витками Следовательно, твердые частицы транспортируются вперед, Контрлапы могут быть установлены на дне емкости либо со стороны крышек, обеспечивающих доступ, как показано на Фиг 10 Винтовые витки прерываются и крепятся с промежутками в месте расположения этих контрлапок для создания зазора между витками шнека и контрлапами Следует отметить, что наклонный диффузор имеет емкость 105 для хранения жидкости и измельченных твердых частиц в течение процесса экстракции В предпочтительном варианте наклонного диффузора, приведенном на Фиг 10, два винтовых шнека используются для проталкивания 47391 20 или перемещения этих частиц от зоны подачи к зоне разгрузки, что видно на Фиг 13 Однако при желании можно использовать один шнек Как показано на Фиг 13, спаренные витки 93 и 106 вращаются в противоположных направлениях для проталкивания твердых частиц к отверстиям для разгрузки 92 Поверхности витков имеют отверстия 107 для прохождения через них экстракционной жидкости Верхние поверхности (не показаны на Фиг 13) снабжены милли-ситами На Фиг 11 показаны секции витков 93 шнека, установленные на вращающемся валу 108, который приводится в действие электродвигателем 109 (см Фиг 10) Как показано, витки шнека выполнены в виде сит, позволяющих осуществить прохождение жидкости через твердые частицы и витки В соответствии с настоящим изобретением со стороны движения потока виток снабжен милли-ситом 19, как показано на Фиг 11 и как описано выше со ссылкой на Фиг 16 и 17 Кроме того, милли-сито 5 используется в качестве разделительного сита в нижней части наклонного диффузора в позиции 96 на Фиг 11 Это сито расположено по высоте резервуара 105 и отделяет твердые частицы от экстракционной жидкости перед тем, как экстракционную жидкость вводят через отверстие 95 Для предотвращения накопления твердых частиц на лицевой поверхности милли-сита 5 используется очиститель (очистители) 16 для очистки этой поверхности сита Очиститель 16 присоединяется к рабочей кромке первого витка 93 спереди милли-сита 5 и вращается вместе с валом 108 Также могут быть установлены вспомогательные очистители Как показано на Фиг 21, при наличии большего количества малых частиц и мелочи на каждом валу 108 наклонного диффузора могут быть установлены двойные очистители НО Помимо наличия двух очистителей на каждом винтовом валу валы выступают возле каждого очистителя, ближе к отделению для загрузки валы имеют двойную спираль Это позволяет в диффузоре манипулировать количеством малых частиц и мелочи, удалять их из зоны разделительного сита и перемешивать вновь с более крупными частицами, которые "скатились" в диффузор Фиг 22, представляющая собой вид в поперечном разрезе Фиг 21, показывает, что очистители сита НО в данном случае должны размещаться под углом к валу не в разделенном направлении, а под углом к радиусу с тем, чтобы малые частицы и мелочь могли счищаться с наружной поверхности в направлении внутреннего радиуса, скатываясь с сита Фиг 23 изображает типичную конструкцию и форму реверсивного очистителя ПО с использованием тефлонового или иного жесткого, но не абразивного материала Очиститель крепится болтами к держателю 111 при помощи болтов 112 из нержавеющей стали со стопорной гайкой 113 Держатель 111 очистителя имеет прямоугольные отверстия для удержания болтов 112 от вращения Реверсивный очиститель 110 должен иметь отверстия со шпоночным пазом 114 с тем, чтобы при износе очистителя можно было продвинуть 47391 22 21 ниже его паза для того, чтобы поддерживать в На Фиг 16 представлено схематическое изонепосредственной близости к милли-ситу Когда бражение одного способа, с помощью которого очиститель достигает конца паза, его можно перемилли-сито 19 может крепиться и поддерживаться вернуть и использовать новую рабочую кромку для использования на витках 93 винтового конвейера и разделительного сита 96 На Фиг 16 такВерхняя сторона очистителя может быть исже изображено удержание частиц, малых частиц и пользована для крепления нижнейкромки миллимелочи, которые собираются слоем на верхней сита 19, как показано на Фиг 23 лицевой стороне милли-сита 19 Милли-сито 19 Как изображено на Фиг 10 и 13, резервуар 105 снабжено множеством отверстий 123, имеющих снабжен одной или более паровыми рубашками милли-размеры Под отверстием, имеющим мил115 для регулирования температуры экстракционли-размеры, подразумеваются отверстия, попеной жидкости во время диффузии речный размер которых составляет около 0,095 На Фиг 12, иллюстрирующей верхнюю часть дюйма (около 0,24см) Отверстия с миллинаклонного диффузора, показано, что раздробразмерами имеют предпочтительно поперечный ленные твердые частицы проталкиваются винторазмер около 0,001 дюйма (0,00254см) - 0,095 выми витками 93 выше уровня 98 жидкости в надюйма (0,24см), желательно около 0,002 дюйма правлении нижней стенки 116 в зоне А и вплоть до (около 0,005см) - 0,075 дюйма (около 0,19см), и наклонной плоскости обезвоживания 117 в зоне В более желательно около 0,0025 дюйма (около в направлении верхней стенки 118 к выпускному 0,00635 см) - 0,060 дюйма (около 0,1524см) Ототверстию 92 В отверстии 92 размещен винтовой верстия, имеющие милли-размер, имеют форму, конвейер (конвейеры) 119 для вывода отработанкоторая способствует прохождению жидкости, для ных твердых частиц из диффузора К валу 108 того чтобы обеспечить самоочищение лицевой крепится очиститель 120 для очистки и удаления поверхности милли-сита 19 Как показано на твердых частиц со стенки 116 и для лучшего разФиг 16, милли-сито в нижней части со стороны ложения твердых частиц для выгрузки в зоне В стекающего потока имеет более крупные отверХотя уровень жидкости, показанный на фиг 12, стия 124, нежели в верхней части 123, для облегнаходится на дне зоны А, в некоторых случаях чения прохода через них жидкости, а также для быстрого стока уровень жидкости может нахоуменьшения закупорки отверстий Милли-сито диться выше, даже приближаться к донной части поддерживается жестким пластинчатым ситом 1, зоны В, не вызывая при этом отрицательных эфтакже снабженным отверстиями 107 для прохожфектов дения через них жидкости Следует отметить, что По мере перемещения твердых частиц в зоне пластинчатое сито может иметь разнообразную А, а затем в зоне В они сжимаются под напором конфигурацию и размеры с целью обеспечения витков 93 на наклонной плоскости обезвоживания требуемой поддержки милли-ситам с адекватными 117 и на стенке обезвоживания 118, и экстракциотверстиями для пропускания жидкости Отверонная жидкость из твердых частиц вынуждена стия пластинчатого сита более крупные с нижней частично стекать до того, как твердые частицы стороны для того, чтобы облегчить прохождение выгружаются из отверстия 92 жидкости и уменьшить закупорку проходов Следует отметить, что витки 93 у верхнего конца шнека снабжены со стороны их верхних Неподвижное пластинчатое сито 1 может частей милли-ситами 19 Милли-сита препятствуиметь толщину приблизительно от 1/8 дюйма ют прохождению значительных количеств малых (около 0,3см) До 1/2 дюйма (около 1,27см) и сочастиц и мелочи сквозь витки и тем самым задержать в верхней части отверстия диаметром ставляют 'малые частицы и мелочь проходить приблизительно от 1/8 дюйма до 1/2 дюйма Милвместе с крупными частицами и мезгой в зоны А и ли-сито может крепиться к неподвижному плаВ для уплотнения и обезвоживания, после чего стинчатому ситу любым известным способом, наони выгружаются вместе с твердыми частицами В пример как показано на Фиг 16, с использованием этом отношении настоящее изобретение отличадля этой цели зажима 125 с болтами 126 и стоется от известных систем диффузии, в которых порными гайками 127 при отсутствии милли-сит малые частицы и меСледует отметить, что между отверстиями 107 лочь проходят сквозь большие отверстия в винтов пластине 1 милли-сито контактирует с твердой вых витках и смыкаются вниз при их уплотнении частью 128 пластины 1, такая конструкция приводит к снижению скорости потока жидкости На Фиг 14 приведен увеличенный фрагментарный вид зоны разгрузки, описываемый со Можно использовать несколько способов для ссылкой на Фиг 12 Как показано на обоих Фиг 12 увеличения потока жидкости через милли-сито в и 14, вал 108 проходящий через наклонную стенку области твердой части пластины 1 Один техничеобезвоживания 117 снабжен очистными скребками ский прием заключается в разметке или выполне121, имеющими форму спирали для отталкивания нии бороздок в твердой части пластины 1 в областвердых частиц от отверстий 122 в стенке 117 ти 128 непосредственно под милли-ситом с целью создания каналов для прохождения жидкости Фиг 15 представляет собой вид сверху верхней части наклонного диффузора, показывающий Другой метод показан на Фиг 17, согласно кото, чтр изображено более подробно на Фиг 12 и торому каландрованное поддерживающее сито 14 Стрелка С показывает зону, в которой отрабо129 устанавливают между милли-ситом 19 и платанные твердые частицы сжимаются между стенстинчатым ситом 1 Как показано, милли-сито покой 116 и концевыми витками 93 и милли-ситом 19 мещают напротив каландрованного поддержидля удаления по меньшей мере части экстракцивающего сита 129, которое подпирается онной жидкости пластинчатым ситом 1 Тем самым облегчается 23 путь прохождения жидкости по милли-ситу и каландрованному поддерживающему ситу через отверстия 107 в пластинчатом сите, как показано стрелками Пластинчатое сито 1 может быть литой поддерживающей решеткой или перфорированной или просверленной стальной пластиной Отверстия 107 могут иметь прямоугольную или квадратную форму, но не круглую, либо они могут принимать любую иную желаемую конфигурацию, при этом основным требованием остается должное поддержание милли-сита и обеспечение прохождения экстракционной жидкости Эффективность экстракции в диффузоре зависит от быстрой гидратации твердых частиц Некоторые измельченные твердые частицы имеют способность всплывать на поверхность этой жидкости и тем самым снижать эффективность экстракции На Фиг 18 изображен пластинчатый элемент 130, призванный погружать всплывающие твердые частицы и сокращать время, за которое происходит гидратация На Фиг 18 показано, что этот элемент 130 крепится на вращающемся пластинчатом сите 131, которое приводится во вращение валом 108 Пластинчатый элемент 130 снабжен фланцем 132, который выступает наружу из витка 131 для погружения измельченных твердых частиц, флотирующих вблизи или на поверхности экстракционной жидкости На Фиг 19 изображен вид по линии 19 - 19 Фиг,18, который показывает действие пластинчатого элемента 1302 во время работы Как изображено, фланец 132 захватывает и погружает раздробленные твердые частицы 133 ниже уровня жидкости Следует отметить, что виток 131 шнека, изображенный на Фиг 19, не снабжен миллиситом, а имеет лишь пластинчатое сито с отверстиями 134 Пластинчатое сито эффективно для улавливания более крупных твердых частиц Некоторые более крупные твердые частицы находятся в отверстиях 134 пластинчатого сита и поэтому погружаются в экстракционную жидкость Пластинчатое сито 131 в том виде, в каком оно изображено на Фиг 19, имеет две функции оно направляет измельченные твердые частицы в направлении от загрузочного отверстия к разгрузочному отверстию для твердых частиц и содействует процессу гидратации частиц за счет погружения их в экстракционную жидкость Необязательный пластинчатый элемент 130 предпочтительно размещают непосредственно над входным отверстием 91 наклонного диффузора 88, как изображено на Фиг 9 За счет размещения пластинчатого элемента непосредственно над входом для твердых частиц он контактирует с флотирующими твердыми частицами и сразу же погружает их в слой экстракционной жидкости, освобождая отверстие для подачи материала Обнаружено, что путем ошпаривания твердых частиц непосредственно в диффузоре, а не перед введением твердых частиц в диффузоре можно добиться концентрации растворимых веществ в экстракционной жидкости Ошпаривание в наклонном диффузоре приводит к получению более обогащенной экстракционной жидкости При ис 47391 24 пользовании вертикальных и горизонтальных диффузоров отдельные ошпариватели непрерывного действия также эффективны Вышеприведенное описание работы наклонного диффузора 88, изображенного на Фиг 9 - 19 и Фиг 21 -23, делает очевидными принципы предлагаемого изобретения На Фиг 9 показано, что твердые частицы вначале измельчают измельчителем 2 с использованием устройства, конкретная конструкция которых зависит от подлежащих переработке твердых частиц В производстве свекловичного сахара или тростникового твердые частицы нарезают ломтиками В случае переработки корня марены или корня софоры можно использовать мельницу тонкого помола, например мельницу тонкого помола Jay Bee Измельченные твердые частицы транспортируют к входному отверстию 91 диффузора со скоростью, контролируемой регулятором 90 Как только твердые частицы поступили в диффузор, они подвергаются взаимодействию с экстракционной жидкостью и гидратации в диффузоре 88 Предпочтительно пластинчатый элемент или аналогичное средство используют для погружения твердых частиц в слой жидкости Твердые частицы транспортируют под действием витков 93 шнека от загрузочной зоны 91 до разгрузочной зоны 92 для твердых частиц Винтовые витки имеют на поверхности милли-сита, которые содержат отверстия, достаточно малые для того, чтобы препятствовать прохождению через них малых частиц и мелочи Экстракционную жидкость вводят через впускное отверстие 94 и выводят через выпускное отверстие 95 Перед удалением экстракционной жидкости она проходит через разделительное сито 96, которое на его поверхности со стороны потока жидкости снабжено милли-ситом Милли-сито, используемое на поверхности винтовых витков 93 и на поверхности разделительного сита 96, описано со ссылкой на Фиг 16 и 17 До сих пор измельчение твердых частиц для диффузии имело своей целью создание минимального количества малых частиц и мелочи В соответствии с настоящим изобретением, однако, количество малых частиц и мелочи подвергается регулированию с целью повышения эффективности экстракции Более того, изобретение позволяет экстрагировать с помощью диффузии непрерывного действия более широкий круг материалов, нежели это практиковалось ранее В соответствии с этим малые частицы и мелочь согласно настоящему изобретению составляют предпочтительно по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 7,5%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10%, от массы раздробленных частиц, поступающих в диффузор Кроме того, если раньше в некоторых случаях практиковалось ошпаривание твердых частиц перед проведением диффузии или экстракции, то один из необязательных признаков настоящего изобретения заключается в обеспечении ошпаривания в диффузоре и сразу же после ввода измельченных твердых частиц в диффузор, как разъяснялось выше со ссылкой на Фиг 18 и 19 Следующие примеры приведены с целью более полной иллюстрации изобретения и не долж 25 47391 ны истолковываться как его ограничение Пример 1 Сушеный корень марены измельчали в мельнице тонкого помола Jay Bee с использованием решетки, имеющей диаметр отверстий 1/4 дюйма (0,635см) Измельченный материал содержал приблизительно 10% по массе мелочи и малых частиц, а остальная часть приходилась на более крупные куски корня марены, как было определено путем визуальной проверки Полученный таким образом корень марены подавали к отверстию для загрузки твердых частиц наклонного диффузора с объемной скоростью 1 фунт (453,6г) корня марены в минуту Воду подавали через отверстие для ввода жидкости с объемной скоростью 2 3/8 галлона в минуту Корень марены ошпаривали в диффузоре в отделении для ввода твердых частиц, и он абсорбировал приблизительно 4 фунта (1814,4г) воды на фунт корня марены Корень марены в диффузоре эффективно эксплуатировался в противотоке Наклонный диффузор имел тип, приведенный на Фиг 9, содержащий милли-сита 5 с отверстиями диаметром 0,005 дюйма (0,0127см) и милли-сит 19, причем некоторые из них были выполнены из нержавеющей стали (с хромированием и без такового) и имели отверстия диаметром 0,005 дюйма (0,0127см), тогда как другие имели никелевую поверхность с хромированием и содержали щели шириной 0,0025 дюйма (0,00635см) По мере того, как экстрагирующая жидкость выводилась через выпускное отверстие 95 и увеличивала свой цвет и концентрацию, гидратация корня марены становилась более эффективной Температуру в диффузоре поддерживали на уровне 170° по Фаренгейту (76,7°С) в течение большей части первых двух часов В течение последнего часа температуру повышали до 180° по Фаренгейту (82,2°С) Более высокая температура была более эффективной при экстракции Пробный экстракт, выводимый через отверстие 95 в начале работы, был слабым, однако после получения 100 галлонов цвет был очень хороший, а после получения 200 галлонов цвет стал ярко-красным Не отмечалось никакого поддающегося измерению остаточного цвета в отработанном корне марены, выгружаемом через отверстие 92 для удаления отработанных твердых частиц Пример 2 200 фунтов (90кг 720г) софоры с содержанием 90% по массе исходного сырья и около 10% листвы перерабатывали в мельнице тонкого помола Jay Bee с использованием решетки, имеющей диаметр отверстий 1/4 дюйма (0,6см), Длина волокон, полученных в мельнице тонкого помола Jay Все, составляла от 1/4 до 1/2 дюйма (от 0,635см до 1,27см) Количество малых частиц и мелочи составляло около 8% по массе, как было определено путем визуальной проверки Нельзя было получить никакой визуальной идентификации 10%-ного содержания листвы в разделенных твердых частицах Лабораторные исследования проводились с целью определения свойств гидратации, и они показали, что Юг полученного вещества софоры требовали 19г воды для насыщения Когда вода 26 была вылита на софору, последняя не всплыла на поверхность Испытания начали в наклонном диффузоре, приведенном на фиг 10, путем загрузки 5 фунтов (2268г) измельченной софоры в минуту с использованием 2 галлонов в минуту воды, вводимой через отверстие для ввода жидкости Сухая софора флотировала на поверхности воды в диффузоре и не гидратировала вплоть до достижения 1/2 расстояния до верха диффузора Процессу гидратации помогали, погружая вручную вещество софоры в жидкость При возрастании концентрации экстракта гидратация происходила более быстро и естественно, а к концу 46мин гидратация имела место в районе первой 1/4 длины диффузора Температуру переработки поддерживали на уровне 170° по Фаренгейту (76,7°С) Софора быстро теряла свой цвет, и экстракт интенсивного красновато-пурпурного цвета выгружали через выпускное отверстие 95 Пример 3 Древесно-стружечное вещество из маклюры оранжевой измельчали путем тонкого помола в мельнице Jay Bee Количество малых частиц и мелочи составляло около 10% по массе, как было определено путем визуальной проверки Измельченный материал вводили в наклонный диффузор, приведенный на Фиг 10 - 18, с температурой воды около 170° по Фаренгейту (76,7°С) В течение всей работы использовали около 2,616 фунтов (около 1,18л) воды на фунт (453,6г) твердых частиц маклюры оранжевой При работе диффузора в устойчивом режиме количество жидкого экстракта составило 1,837 фунта (1530г) на фунт маклюры оранжевой Жидкий экстракт имел очень насыщенный оранжевый цвет Пример 4 Наклонный диффузор, приведенный на Фиг 9 19, применяли для экстракции сахара из багассы, за исключением того, что милли-сито использовали не на винтовых витках шнека, а только на разделительном сите 96 Волокнистую багассу из сит DSM вносили в диффузор через входное отверстие с равными интервалами При визуальном наблюдении было установлено, что количество малых частиц и мелочи в багассе составило 20% по массе Горячую воду добавляли через впускное отверстие диффузора, начиная с 10 галлонов в минуту и понижая до 2 галлонов в минуту к концу испытания Пробы багассы, загружаемой и выгружаемой из диффузора, отбирали и анализировали Процентное содержание сахара в багассе в первой пробе составляло 6,67%, а ее влагосодержание составляло 83% В багассе, выгружаемой из диффузора во второй пробе, количество сахара составляйте 5 частей на миллион (ррт), а влагосодержание составляло 82% Багасса, выгружаемая из диффузора в третьей пробе, имела показатели 2ррт сахара и 84%-ную влажность Процентное содержание сахара в экстракционной жидкости варьировалось от 3,4% при степени чистоты 65,38 до 1,93% сахара при степени чистоты 60,31 При снижении подачи воды к концу испытания процентное содержание сахара в жидком экстракте составляло 3,38%, а степень чистоты составляла 73,47 Багасса на выходе в позиции 27 92 из диффузора имело показатели 1,93% сахара и влажность 89% Испытание установило (1) что диффузор в соответствии с настоящим изобретением может экстрагировать сахар из багассы в значительной степени (при снижении показателя в частях на миллион вместо обычных 23%-ного содержания сахара, присутствующего в багассе после традиционной экстракции с измельчением), (2) что диффузор в соответствии с настоящим изобретением может обезвоживать багассу после проведения экстракции приблизительно до того же уровня влагосодержания, что и багассу после обработки в ситах DSM (за исключением одной пробы, где уровень содержания сока в диффузоре был весьма значительно повышен), и (3) что экстрагирование багассы с использованием двух шнеков в диффузоре предлагаемого изобретения может привести к затруднительной свободной противоточной экстракции сахара из багассы Пример 5 Кошениль мексиканскую экстрагировали с использованием экстракционого устройства и способа в соответствии с настоящим изобретением Кошениль получали с использованием мельницы тонкого помола Jay Bee Мельница производила большое количество малых частиц и мелочи Измельченный продукт содержал приблизительно 90% по массе малых частиц и мелочи после визуальной проверки, Его вводили в наклонный диффузор, приведенный на Фиг 10 - 18, через отверстие для загрузки твердых частиц, а горячую воду подавали через впускное отверстие Получали жидкий экстракт с хорошим цветом Ввиду большого количества мелочи кошениль, полученная с использованием мельницы тонкого помола Jay Bee, была слишком аморфной для того, чтобы ее можно было продвинуть из зоны А в зону В, изображенные на Фиг 12 С целью создания позитивной выгрузки кошенили отработанный корень марены добавляли через подающий конец диффузора в качестве инертного носителя, транспортирующего кошениль вплоть до витка 119, изображенного на Фиг 12 Затем эксперименты проводились в отношении получения кошенили путем ее загрузки в измельчитель, представляющий собой мельницу, содержащую два зубчатых цилиндра различного диаметра, вращающихся с различными скоростями Эта мельница измельчала кошениль без получения большого количества мелочи Другой метод экстракции красителя из кошенили может заключаться, со ссылкой на Фиг 12, в удалении кошенили в том месте, где находится отверстие для впуска экстракционной жидкости, и вводе экстракционной жидкости в том месте, которое располагается примерно на 6 - 8 дюймов (около 15 - 20см) правее (ниже по наклону) от места ее настоящего ввода Другой путь экстракции красителя из кошенили заключается в использовании процесса периодической экстракции, приведенного на Фиг 5 Из вышесказанного следует, что способ и устройство в соответствии с настоящим изобретени 47391 28 ем могут быть использованы в отношении вещества как растительного (примеры 1 - 4), так и животного (пример 5) происхождения Кроме примеров, приведенных выше, другие материалы, приведенные в таблице, можно экстрагировать с использованием способа и устройства в соответствии с настоящим изобретением Как указывается в вышеприведенных примерах, устройство и способ в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы для экстракции растворимых веществ из целого ряда растительных и животных материалов Обычно жидкую экстрагирующую среду, как правило, воду или среду на основе воды, которая используется в настоящем способе и устройстве, нагревают до температуры выше комнатной Температура может варьировать от незначительно выше комнатной до температуры приблизительно 210° по Фаренгейту (98,9°С) Температуру экстрагирующей среды выбирают с учетом состава перерабатываемых твердых частиц Из всего вышесказанного очевидны преимущества и выгоды настоящего изобретения для специалиста в области экстракции Недостатки существующей практики при существующем оборудовании будут рассмотрены ниже вместе с преимуществами существующей практики с существующим оборудованием В заключительном разделе описания, приведенном ниже, будут объяснены также преимущества использования милли-сита Разделительное сито 96 в том виде, в каком оно используется в настоящее время во всех диффузорах непрерывного действия (и отсутствие какого бы то ни было сортировочного сита в большинстве диффузоров периодического действия) является неэффективным в процессе поддержания малых частиц и мелочи за пределами отделения для удаления жидкости Отделение для удаления жидкости традиционно служит лишь в качестве отделения сбора жидкости и иногда в качестве средства регулирования уровня жидкости в диффузоре Правильная регулировка уровня жидкости иногда является проблемой из-за закупорки разделительного сита или регулирующего клапана свекловичной стружкой, сорняками, гравием и так далее Кроме того, поскольку в технологии сахарной промышленности много свекловичной стружки целиком или частями проходит через разделительное сито вместе с малыми частицами и мелочью от сорняков и почвы, существует дополнительная после диффузора фильтрация сока с целью удаления свекловичной стружки, малых частиц и мелочи из экстракционной жидкости Это обстоятельство приводит к проблеме охлаждения сока, что повышает энергоемкость процесса Наиболее важной проблемой является вопрос относительно того, что нужно делать с отфильтрованной свекловичной стружкой, сорняками, малыми частицами и мелочью, которые все еще богаты сахарозой и которые, если их возвратить обратно в диффузор, только понизят характеристики диффузора и дополнительно забьют разделительное сито диффузора Возвращенная свекловичная стружка становится кашеобразной от 47391 30 29 пребывания при повышенной температуре дольснижает эксплуатационные требования, ше 40 или 50 мин, что является оптимальным пе4) милли-сито 5 за счет препятствия прохожриодом для экстракции перед тем, как ставится дению через отверстия тех частиц, диаметр котопод угрозу целостность клеточных стенок Часто рых больше размера отверстий (или прорезей) в эта отфильтрованная масса направляется на сите, дает возможность отделению для удаления прессование, и сахароза большей частью теряэкстракционной жидкости с просеиванием служить ется в качестве камеры с жидкостью для промывки обратной струей Уровень жидкости в "отделении В промышленной практике, если разделидля удаления жидкости с просеиванием" может тельное сито "засоряется", необходима замена быть поднят выше уровня жидкости в диффузоре, ножей в свеклорезках с целью получения "плаи полученный "гидравлический напор" будет снистин" сахарной свеклы вместо свекловичной мать с верхней поверхности милли-сита 5 любые стружки в виде "шнурков для ботинок" Эти "пламатериалы, образующие наслоения В действуюстины" (куски сахарной свеклы толщиной около щих диффузорах промывка обратной струей 1/8 дюйма (0,3175см), шириной 3 - 4 дюйма (7,62 обычно только закупоривает "сортировочное сито" 10,16см) и длиной, возможно, 6 дюймов (15,24см) и, как правило, не практикуется в промышленноэкстрагируются при движении к разделительному сти В конструкции настоящего изобретения проситу и вместе с вращающимися очистителями мывка обратной струей возможна, так как отсутстсита "стирают" "кашеобразную свекловичную вуют и малые частицы, и более крупные частицы, стружку" с лицевой стороны этого сита и дают и очень мало мелочи, которая "смывается" с обвозможность "экстракционной жидкости" прохоратной стороны сита во время промывки обратной дить в "отделение для удаления жидкости" Очень струей, трудно диффундировать сахарозу из "пластин" сахарной свеклы, поэтому потери сахарозы неиз5) отделение для удаления жидкости с пробежны в процессе экстракции сеиванием создаст гидравлическое противодавА В соответствии с настоящим изобретением сито с большими отверстиями или поддерживающая решетка 96 (как показано на Фиг 9, позиция 14 на Фиг 1 и 2, позиция 34 на Фиг 3, 4 и головная камера на Фиг 5, позиция 81 на Фиг 7 и 8) снабжена в верхней части милли-ситом 5 (позиция 13 в гидраторе на Фиг 1 и 2, позиция 5 в вертикальном диффузоре на Фиг1, позиция 26 в горизонтальном диффузоре на Фиг 2, позиция 33 на Фиг 3, 4, и головная камера на Фиг 5, позиция 68 на Фиг 7 и 8) Милли-сито, используемое в сочетании с расположенной ниже камерой или отделением для жидкости, дает следующие преимущества в процессе экстракции растворимых твердых частиц из измельченных частиц 1) милли-сито 5 обеспечивает позитивное разделение раздробленных твердых частиц и экстракционной жидкости перед тем, как жидкость удаляется из устройства Это позитивное разделение а) устраняет необходимость другого отдельного и отличающегося процесса разделения, б) снижает энергозатраты и в) повышает эффективность экстракции, 2) милли-сито 5 обеспечивает позитивный, самоочищающийся проход для экстракционной жидкости в отделение для жидкости (которое также может быть названо "отделением для удаления жидкости с просеиванием"), несмотря на присутствие малых частиц и мелочи В прошлом эти частицы имели склонность к частичной блокировке или полностью блокировали проход экстрагирующей жидкости, 3) милли-сито 5 обладает очень гладкой, ровной, легко очищаемой поверхностью, и отверстия милли-сита могут легко очищаться от наслоений с помощью очистителя сита Благодаря наличию ровной поверхности милли-сита с легким скольжением (особенно когда она смазана экстрагирующей жидкостью во время работы) такой неабразивный "скребок", как тефлон, может быть использован в качестве очистного материала Это помогает сохранить целостность милли-сита и ление жидкости в отношении милли-сита 5, которое сохраняет гидравлический градиент (или, иными словами, градиент уровня жидкости) по всему милли-ситу 5 приблизительно на нулевой отметке Это препятствует тому, чтобы раздробленные твердые частицы были "размазанными" по наружной лицевой поверхности милли-сита 5 под действием гидравлического давления, которое затем превращает милли-сито 5 в настоящую "плотину", а не в фильтр или сито для экстракционной жидкости, 6) милли-сито 5 за счет препятствия крупным частицам, малым частицам и мелочи в проходе в отделение для удаления жидкости с просеиванием создает лучшие условия для регулировки уровня жидкости в диффузоре, как поясняется выше Если бы малые частицы, мелочь и особенно крупные частицы присутствовали в переточной трубе (см Фиг 10, труба 103) или клапане автоматической регулировки уровня, поток сливаемой жидкости подвергался бы "загромождению", а регулировка уровня жидкости в диффузоре не была бы столь эффективной или последовательной Б В соответствии с настоящим изобретением емкости горизонтального диффузора 23 (Фиг 2) и экстрактора ST 58 (Фиг 6), а также камеры 28 или 31 диффузора периодического действия (ФигЗ, 4 и 5) обеспечивают протекание многократной экстракции в диффузоре В камерах содержится жидкость, свободная от раздробленных твердых частиц, малых частиц и большей части мелочи, которые поступают в камеру (из отделения для удаляемой жидкости с просеиванием, которое содержится в предыдущей камере) Благодаря оперативно размещенному милли-ситу 19, установленному над поддерживающей решеткой или ситом 25 (см Фиг 2 или позицию 60 на Фиг 6 или же милли-сито 33, установленное над поддерживающей решеткой 34 на ФигЗ, 4 и 5), преимущества, касающиеся экстракции растворимых твердых частиц из раздробленных частиц, изложенные в разделе А (за исключением преимущества (6), 47391 32 31 В соответствии с разделом А, пункт (3) изкоторое не подходит в данном случае), увеличимельченные твердые частицы сами становятся ваются в зависимости от числа используемых оточистителями сита и непрерывно очищают подельных камер верхность милли-сита по мере того, как материал В В соответствии с настоящим изобретением подается в диффузор милли-сита 19 также могут быть установлены на винтовых витках вертикального диффузора (Фиг 1 Г В соответствии с настоящим изобретением с участками витков 18), наклонного диффузора использование милли-сит в одном или нескольких (Фиг 9, витки 93) и ошпаривателя (Фиг 1 и 2, витки элементах диффузоров позволяет осуществить И) Эти милли-сита, расположенные на витках экстракцию жидкостью растворимых веществ из шнека, по существу разделяют устройство на отизмельченных твердых частиц, содержащих знадельные участки, позволяя осуществить намного чительные количества малых частиц и мелочи более эффективные стадии противоточной эксОписание, чертежи и примеры приведены тракции в общем процессе непрерывной диффувыше с тем, чтобы содействовать в понимании зионной экстракции растворимых твердых частиц предлагаемого изобретения, но не ограничивать из измельченных твердых частиц Эффективность его Многие варианты и модификации настоящего работы повышается из-за преимуществ, перечисизобретения могут быть выполнены в пределах ленных в разделе А Значительно повышается сущности и объема изобретения, изложенного в качество и количество экстрагированных раствоформуле изобретения римых твердых частиц Таблица Пример VI VII VIII Материал-основа Юкка Кора и хвоя тиса Шелуха подсолнечника Продукты процесса экстракции Противовспениватель Таксол (лекарство) Пищевой краситель Продолжение табл Пример IX X XI XII XIII XIV XV XVI XVII XVIII XIX XX XXI XXII XXIII XXIV XXV XXVI XXVII XXVIII XXIX XXX XXXI XXXII Материал-основа Шелуха миндаля Лиственница Земляная груша Шафран Лавсония белая БУК Сорго обыкновенное Сандаловое дерево Средиземноморский моллюск Георгина Свекла сахарная Сахарный тростник Резеда Кожура граната Виноградные листья Кожура лимона Кожура лайма Хризантема Люцерна Яблоки Абрикосы Виноград Персики Растение Neem Продукты процесса экстракции Сахара Эфирное масло в результате экстракции Инулин, медикамент Краситель (Saffron), лекарства, приправа Краситель Ксилатол Сахар Краситель Краситель (пурпурный) Инулин, лекарства Сахароза Сахароза Краситель Краситель Краситель Сахара, Пектин Сахара, Пектин Инсектицид и лекарство Протеины Ароматики и соки Ароматики и соки Ароматики и соки Ароматики и соки Азадирактин (инсектицид) 34 47391 33 Выходное отверстие экстракционной ЖИДКОСТИ верегие j экстракционной ЖИДКОСТИ Фиг. 1 36 47391 35 Выходное отверстие 1 экстракционной v" — Входное отверстие экстракционной жидкости Выходное отверстие "стружки" Фиг. 2 39 Выхсщиое ЭКСТРЭК14ИОННОЙ жидкое»! Входное отверстие экстракционной жидаооти Фиг. 3 37 47391 Входное отверстие экстракционной 38 Выходное отаерстиэ экстракционной жидкости ЖИДКОСТИ Фиг. 4 ' Входное отверстие ЖИДКОСТИ Фиг- 5 39 77 в? Фиг. 6 S3 Фиг. а Фиг. 7 Входное отверстие экстракционной ФИГ.9 41 47391 42 Ввод твердых частиц Разгрузочное отверстие твердый частиц Входное отверстие экстракционной жидкости 93 107 Ф и г . 11 ss Выходное йтверстие экстракционной жидкости Фиг 13 43 47391 44 /-•118 14 0 105 Входное отверстие экстракционной ЖИДКОСТИ ФИГ. 14 129 107 107 ФИГ, 15 ФИГ. 17 45 46 47391 13 2 131 10 3 Фиг. 18 33 чп« Фиг. 16 134 1 Фиг. 21 Фиг. 19 47391 48 35 Фиг. 22 Фиг. 20 114 113 110 Фиг. 23 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and apparatus for extraction of soluble solids from raw materials

Назва патенту російською

Способ и устройство для экстракции растворенных веществ из сырья

МПК / Мітки

МПК: C13D 1/00, B01D 11/00

Мітки: екстракції, пристрій, розчинених, спосіб, речовин, сировини

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/24-47391-sposib-ta-pristrijj-dlya-ekstrakci-rozchinenikh-rechovin-z-sirovini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб та пристрій для екстракції розчинених речовин з сировини</a>

Подібні патенти