Ротаційний дифузійний апарат

Изобретение относится к оборудованию сахарной промышленности, применяемому для экстрагирования сахара из свекловичной стружки. Известен диффузионный аппарат для экстрагирования свекловичной стружки (Азрилевич М.А. Технологическое оборудование сахарных заводов. М. Пищепромиздат, 1972, с. 78). представляющий собой вращающийся горизонтально расположенный барабан, внутри которого закреплена одноэаходная винтовая поверхность для перемещения сока в противотоке к стружке и делящая аппарат на камеры. Аппарат снабжен радиальными решетками для отделения стружки от сока и перебрасывающими лотками для перемещения стружки по камерам. Недостатками этого аппарата является значительное время пребывания сока в an* парате, приводящее к снижению его качества, наличие рециркуляции сока между камерами, низкая эффективность массооб-мена в аппарате в период настаивания. Наиболее близким к предлагаемому аппарату является двухзаходный ротационный диффузионный аппарат (Азрилевич М.А. Технологическое оборудование сахарных заводов. М. Пищепромиздат, 1972, с. 78) представляющий собой вращающийся горизонтальный барабан к внутренней поверхности которого прикреплена для перемещения сока двухзаходная винтовая поверхность, делящая его на отдельные камеры, ограниченные двумя соседними витками. Для отделения стружки от сока в каждой камере установлены по две ситчатые радиальные решетки, выполненные в виде ковша. В вырезе в центральной части аппарата установлен лоток с направляющими ребрами, служащий для перемещения стружки. Недостатком этого аппарата является большая удельная нагрузка на радиальные решетки, снижающая фильтрационную способность слоя стружки и приводящая к неполному (до 12% и более) разделению сока от стружки. В результате этого происходит рециркуляция сока между камерами, что снижает эффективность массообмена и ограничивает производительность аппарата (Щеголев В.Н., Коваль Е.Т., Загорулько А.Я., Липец А.А. "Испытание доухзаходного ротационного непрерывно действующего аппарата RT-Смет на Турбовском сахарном заводе" труды ВНИИСП вып. VIII, Пищепромиздат, Москва, 1960, с. 3). Кроме того, из-за наличия центрального выреза, необходимого для установки лотков, перемещающих стружку, наблюдается рециркуляция сока в этот вырез. Наличие рециркуляции сока в аппарате приводит к смешению соков различных концентраций и снижает эффективность массообмена в камерах за счет уменьшения разности концентраций в соке и свекловичной стружке (Щеголев В,Н. "Вплив кількості циркулюючого соку на процес масообміну" Харчова промисловість, № З, 1963, с 51). Как известно (Лысянский В.Μ. "Процесе экстракции сахара из свеклы. Теория и расчет". Пищевая промышленность, М., 1993, с. 224) наименее эффективным способом проведения процесса экстракции является настаивание. В камерах ротационного аппарата в определенной фазе имеет место именно этот процесс. Конструкция аппарата не предусматривает каких-либо элементов, служащих для интенсификации массообмена в этот период. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции ротационного диффузионного аппарата, о котором установлена дополнительная перфорированная решетка, активатор сокостружечной смеси и частично перегородкой перекрыто отверстие перебрасывающего лотка, при этом обеспечивается уменьшение рециркуляции сока, приводящее к снижению полезной разности концентраций в камерах, кроме того перемешивание активатором и дополнительной решеткой способствует обновлению поверхности контакта взаимодействующих фаз и за счет этого увеличивается степень извлечения сахара из свекловичной стружки либо увеличивается производительность аппарата за счет увеличения числа его оборотов при тех же потерях сахара в жоме. Поставленная задача достигается тем, что в ротационном диффузионном аппарате, содержащем снабженный технологическими патрубками и устройствами для загрузки и выгрузки вращающийся горизонтально расположенный цилиндрический корпус, к внутренней поверхности которого прикреплена двухзаходная винтовая поверхность, делящая его на отдельные камеры, две радиальные перфорированные решетки, выполненные в виде ковша и лоток с направляющими ребрами, установленный в вырезе в центральной части аппарата, согласно изобретению внутри ковша установлена дополнительная перфорированная решетка, к виткам шнека перед ковшами радиально прикреплено по крайней мере по одному активатору, выполненному в виде пластины, установленной наклонно к винтовой поверхности шнека, а к внутренней поверхности перегрузочного лотка прикреплена наклонная перегородка. Установка внутри ковша ротационного аппарата дополнительной фильтрующей перфорированной решетки позволяет разделить порцию стружки на два независимых в гидродинамическом отношении слоя и тем самым улучшить процесс сепарации стружки от сока и уменьшить рециркуляцию сока между камерами. Также снизится при этом нагрузка на основное радиальное сито. Кроме того за счет перемешивания дополнительной ситчатой решеткой массы стружки увеличивается интенсивность массообмена о фазе настаивания в камере. Раздельное во времени прохождение массы стружки с основной и дополнительной решетки по перебрасывающим лоткам из камеры в камеру уменьшает количество стружки, каюров задерживается в камере из-за недостаточной пропускной способности перебрасывающих лотков. По данным Коваля Е.Т. (Коваль Е.Т., Щеголев В.Η и др. "Испытание двухзаходно-го ротационного непрерывно действующего аппарата Rt-смєт на Турбовском сахарном заводе"Труды ВНИИСп вып. VIII. Пищепромиздат, Москва, 1960, с. 3) оно составляет 5%. В процессе эксплуатации ротационных диффузионных аппаратов также установлено, что вследствие неравномерной загрузки камер сокостружечной смесью наблюдается переполнение камер выше выреза, служащего для установки перебрасывающих лот-kod, что приводит к рециркуляции сока между камерами. (Е.Т.Коваль, И.В.Щеголев "Расчет производительности секционного ротационного диффузора". Сах. промышленность, № 5, 1959, с. 51). Это снижает разность концентраций взаимодействующих фаз в камере аппарата и приводит к увеличению потерь сахара в жоме. Для предотвращения рециркуляции часть выреза внутри лотка перекрывается наклонной в сторону движения стружки перегородкой. Установка в аппарате перед радиальной решеткой по крайней мере по одному активатору, выполненному в виде наклонной к винтовой поверхности шнека пластины, радиально прикрепленной к шнеку, позволяет разрыхлить сокостружечную смесь, обновить поверхность контакта взаимодействующих фаз, что способствует интенсификации массообмена в этот период. (Лысянский В.М. "Процесс экстракции сахара из свеклы. Теория и расчет" Пищевая промышленность, М., 1973, с. 224). На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид с разрезом; на фиг.2 - разрез А-А (горизонтальное положение перебрасывающего лотка); на фиг.3 - разрез А-А (вертикальное положение перебрасывающего лотка); на фиг.3 - перебрасывающий лоток (аксонометрия). Ротационный аппарат для экстрагирования свекловичной стружки включает снабженный технологическими патрубками горизонтальный цилиндрический корпус 1, который опирается двумя бандажами 2 на роликовые опоры. К внутренней поверхности цилиндрического корпуса прикреплена двухзаходная винтовая поверхность 3, делящая его на отдельные камеры, ограниченные двумя соседними витками (фиг.1). В каждой камере имеются две радиальные перфорированные решетки 4 (фиг.2,3), выполненные в виде ковша и разделяющие камеру на две секции, и дополнительные перфорированные решетки 3, установленные внутри ковша. В вырезе в центральной части аппарата установлена перебрасывающая полка 6 с направляющими ребрами 7 с двух ее сторон. При этом образуются соответственно два перебрасывающих лотка для пересыпания стружки из камеры в камеру (фиг.4). К внутренней части лотка прикреплена наклонная перегородка 8 (фиг.2,3). В каждой секции установлено перед ковшами по крайней мере по одному активатору 9, выполненному в виде пластины, наклонной к винтовой поверхности шнека и радиально прикрепленной к ней. Аппарат снабжен устройствами 10, 11 для загрузки и выгрузки свекловичной стружки. Для отбора диффузионного сока имеется вращающееся сито 12, установленное в первой камере ротационного диффузионного аппарата. Для отвода воды для экстрагирования имеются патрубки 13, установленные в хвостовой части аппарата. Аппарат вращается на роликовых опорах через венечную шестерню 14 от привода. Отличие разреза (фиг.1) от реальной конструкции аппарата состоит в том, что на чертеже камеры показаны без смещения друг относительно друга. Однако это упрощение не сказывается принципиально на содержании как сущности изобретения, так и на объяснении принципа работы аппарата. Аппарат работает следующим образом. Свекловичная стружка с помощью устройства 10 подается в первую (головную) камеру аппарата и удаляется с помощью устройства 11с хвостовой части аппарата. Экстракционная жидкость подается по технологическим патрубкам 13 в хвостовые камеры аппарата, образованныедвумя соседними витками двухзаходной винтовой поверхности 3. Удаление диффузионного сока происходит в первой камере аппарата, где он отделяется от свекловичной стружки на вращающемся сите 12. Аппарат вращается на роликовых опорах через венечную шестерню 13 от привода. При вращении горизонтального цилиндрического корпуса 1 экстракционная жидкость движется двумя потоками к головной части аппарата двухзаходной винтовой поверхностью 3. Цилиндрический корпус аппарата 1 заполняется сокостружечной смесью до нижней кромки выреза, в котором устанавливается лоток для перегрузки стружки из камеры в камеру. Для предотвращения рециркуляции сока между камерами в горизонтальном положении лотка (фиг.2) внутренняя часть лотка перекрывается сплошной перегородкой 8, наклоненной в сторону движения стружки. Перемещение стружки от головной части к хвостовой происходит следующим образом. В каждую камеру аппарата стружка перегружается из соседней и смешивается с находящимся там соком. При вращении цилиндрического корпуса 1 сокостружечная смесь разрыхляется активаторами 8 (фиг.2а), за счет чего происходит обновление межфазной поверхности контактирования. При дальнейшем вращении корпуса 1 сокостружечная смесь захватывается дополнительной 5 и основной радиальной решетками 4 (фиг.3), а сок процеживается через слой стружки на основной и дополнительных, решетках. Дальнейшее вращение барабана (фиг.2) приводит к полному разделению сока от стружки, причем за счет установки дополнительной радиальной решетки 5 уменьшается удельная нагрузка на фильтрующую поверхность основной радиальной решетки 4, что способствует более полному и быстрому разделению сока от стружки. Отцеженная стружка по перебрасывающей полке 6 направляется ребрами 7 в соседнюю камеру, в направлении противоположном движению сока и так далее. За полный оборот барабана сок встречается с двумя потоками стружки и продвигается вперед на две камеры. Следовательно сок циркулирует по аппарату со скоростью вдвое большей, чем скорость перемещения стружки. Описанный ротационный диффузионный аппарат по Сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: улучшается отделение сока от стружки на радиальных ситах, уменьшается рециркуляция сока между камерами, возрастает интенсивность массообмена в аппарате, что в конечном итоге приводит к увеличению степени извлечения сахара из свекловичной стружки либо к увеличению производительности за счет увеличения числа оборотов аппарата при тех же потерях сахара в жоме.