Установка для екстракції ліпідних фракцій зрідженими газами

Установка для екстракції ліпідних фракцій зрідженими газами, що містить екстрактор, випарник з нагрівачем, конденсатор з охолоджуваним змійовиком, холодильний агрегат, напірну і збірну ємкості, яка відрізняється тим, що додатково обладнана кріогенним теплообмінником з охолоджуваними рідким азотом панелями, зливною ємкістю, що зв'язана з теплообмінником з одного боку і напірною ємкістю з другого боку, і вакуумним насосом. (19) (21) u201011214 (22) 20.09.2010 (24) 10.05.2011 (46) 10.05.2011, Бюл.№ 9, 2011 р. (72) ГОЛЬЦЕВ АНАТОЛІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ОСЕЦЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, КРАВЧЕНКО МАРІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА (73) ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КРІОБІОЛОГІЇ І КРІОМЕДИЦИНИ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 3 без скидання частини розчинника в атмосферу, що виключає реалізацію технологічних етапів, які підвищують ефективність екстракції [4]. Найбільш близькою до установки, що заявляється, є установка для екстракції ліпідних фракцій зрідженими газами, що включає екстрактор, випарник, обладнаний нагрівачем, конденсатор зі змійовиком, що охолоджується, холодильний агрегат, напірну та збірну ємкості, трубопроводи з вентилями [5]. Рекуперація розчинника в даній установці здійснюється після його зливу разом з екстрактом в випарник, де починається його інтенсивне випарування. За рахунок різниці тисків пари розчинника надходять до конденсатора, де конденсуються на змійовику, що охолоджується холодильним агрегатом, і повертаються в напорну ємкість, що знаходиться під конденсатором, для його повторного використання. При цьому відбувається безперервний нагрів суміші «розчинник-екстракт» для підтримки заданої постійної температури рідкої фази в процесі випарування розчинника. Після рекуперації розчинника витягнута ліпідна фракція, що залишилася в випарнику, зливається в збірну ємкість. Недоліком установки є великі втрати розчинника (від 1% до 5%, в залежності від виду сировини) при рекуперації за рахунок: - високого залишкового змісту розчинника в шроті, екстракті, ємкостях і трубопроводах установки, що неминуче при пасивній конденсації на охолоджуваному холодильним агрегатом змійовику; - неможливості різкого зниження тиску в процесі екстрагування без скидання розчинника в атмосферу [4[; - неможливості примусового усунення залишкового хладону із екстрактора і випарника шляхом його відкачки вакуумним насосом, оскільки в цьому випадку він не встигає конденсуватися на змійовику конденсатора, температура поверхні якого в даній установці всього на 10-15 градусів нижче температури конденсації залишкового хладону. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити відому установку для екстракції ліпідних фракцій зрідженими газами таким чином, щоб вона забезпечила можливість скоротити втрати розчинника в процесі рекуперації. Ця задача вирішується тим, що установка для екстракції ліпідних фракцій, що містить екстрактор, випарник з нагрівачем, конденсатор з охолоджуваним змійовиком, холодильний агрегат, напорну і збірну ємкості, трубопроводи з вентилями, згідно з корисною моделлю, додатково обладнана кріогенним теплообмінником з охолоджуваними рідким азотом панелями, зливною ємкістю, що зв’язана з теплообмінником з одного боку і напорною ємкістю з іншого, і вакуумним насосом. Заявлена установка дозволяє знизити втрати розчинника в процесі рекуперації на 3...5% в процесі кожного екстракційного циклу за рахунок зменшення його вмісту в екстракті і шроті до 0,01% після 30...40 хвилин вакуумної відкачки екстрактора, випарника та трубопроводів, і на 50...60% при 59166 4 скиданні тиску в екстракторі зі швидкостями від 0,5 до 1 МПа/хв безпосередньо в процесі екстракції. Принципова схема установки для екстракції ліпідних фракцій показана на кресленні. Установка містить екстрактор 1, напорну ємкість 2, випарник 3 з нагрівачем 4, холодильний агрегат 5, конденсатор 6 з охолоджуваним змійовиком 7, збірну ємкість 8, кріогенний теплообмінник 9 з охолоджуваними рідким азотом панелями 10, зливну ємкість 11 і вакуумний насос 12. Оперативне з'єднання перелічених вузлів в режимах екстракції ліпідних фракцій і рекуперації розчинника забезпечується трубопроводами з набором вентилів 13-23. Принцип роботи установки. Завантажена в екстрактор 1 сировина піддається обробці рідким хладоном, що надходить в екстрактор 1 з напорної ємкості 2. Після завершення процесу екстракції рідкий хладон разом з розчиненими в ньому речовинами зливається в випарник 3, де за рахунок зниження тиску відбувається його кипіння і інтенсивне випарування. Для компенсації питомої теплоти випарування в даному випадку використовується нагрівам 4. При наступній рекуперації пари хладону поступають в конденсатор 6, конденсуються на змійовику 7, що охолоджується холодильним агрегатом 5, і зливаються в напорну ємкість 2. Після завершення пасивної конденсації хладону в конденсаторі 6 відчиняються вентилі 15, 16, 18, 19, включається вакуумний насос 12 і при закритих вентилях 13, 14, 17, 20, 21, 22, 23 починається відкачка залишкових парів хладону з випарника 3, екстрактора 1 і трубопроводів через кріогенний теплообмінник 9. Пари хладону при цьому конденсуються на охолоджуваних рідким азотом панелях 10 кріогенного теплообмінника 9 і переходять в твердофазне становище. Після завершення процесу осідання парів хладону в кріогенному теплообміннику 9 вентилі 18 і 19 зачиняються і починається відігрів панелей 10. При цьому шари хладону, що намерзли на них, переходять в рідке становище і через вентиль 20 стікають в зливну ємкість 11. Після завершення відтавання вентиль 20 зачиняється, тиск в ємкостях 2 і 11 при відчиненому вентилі 21 вирівнюється і рідкий хладон стікає в напорну ємкість 2 для повторного використання. Знегажений екстракт при цьому зливається в збірну ємкість 8. Згідно з проведений експериментальним дослідженням середня витрата рідкого азоту в кріогенному теплообміннику при рекуперації залишкового хладону становить 3...5 літрів на літр рекуперованого розчинника. З урахуванням того, що вартість одного літру спеціально підібраного хладонового розчинника при екстракції з високою вибірковою здатністю становить 200...300 грн., а вартість одного літра рідкого азоту 2...3 грн., економія становить до 50 грн. за екстракційний цикл. Джерела інформації: 1. Кас’янов Г.І. Аналіз сучасних технологій харчової біоіндустрії. - Вісник біотехнології і фізикохімічної біології. - 2008. - Т.4, №1. - С. 48-56. 2. Кошевий Є.П., Обрєзкова І.К., Попова С.А. Хладони в екстракційній технологи. Огляд інформації. - Сер.» Пафюмерно-косметична та ефіроо 5 59166 лійна промисловість». М.: ЦНДІТЕ харч.промисловості. - 1977. - 24 с. 3. Ветров П.П., Прокопенко О.П., Дранік Л.І. та ін. - Хім.-фарм. журн. - 1976. - Т.10, №6. - С. 115118. 4. Леончик Б.І., Александров Л.Г., Кас'янов Г.І., Кріулін В.П. Екстракція рослинної сировини зрідженими газами зі збросом тиску. - Харчова технологія. - 1977. - №1. - С. 136-139. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 5. Ветров П.П., Прокопенко О.П. Сучасне становище і перспективи використання зріджених газів для екстракції природних речовин із рослинної сировини. Огляд інформації. - Сер. «Хімікофармацевтична промисловість». - М.: ЦЕНТІ міністерства медичної промисловості. - 1984. - вип.8. 35 с. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601