Вібраційний екстрактор

Вібраційний екстрактор, що включає вертикальний циліндричний корпус із пристроями безперервного введення та виведення відповідно рідкої та твердої фаз, встановлені у робочому об'ємі корпуса вертикальні штоки, що забезпечені від приводу можливістю вертикального взаємовідносного протиспрямованого коливального руху з заданими та регульованими амплітудами і частотами, із почергово закріпленими на них сепарувально-транспортувальними тарілками, який відрізняється тим, що сепарувальнотранспортувальні тарілки мають багатопелюсткову конструкцію, в якій пластини-пелюстки виконані з гнучкого еластичного перфорованого матеріалу та з саморегульованими за пропускною здатністю по твердій фазі живими перерізами. Винахід належить до екстракційної техніки безперервної дії і може бути використаний у хімічній, харчовій та фармацевтичній промисловостях для екстрагування цільових компонентів із подрібненої рослинної сировини кореневого, листового, трав'яного та плодово-ягідного походження в системі тверде тіло - рідина з малою різницею густин фаз. Відомий апарат для екстрагування [SU 1214130 A, бюл. №8 від 28.02.1986], що має вертикальний корпус із пристроями введення та виведення фаз і встановлені в корпусі з можливістю повздовжнього зворотно-поступального руху штоками із закріпленими на них тарілками з односпрямованими відкритими транспортувальними елементами. Недоліками цього апарату є нерегульована протитечійна транспортувальна здатність при віброекстрагуванні із рослинної сировини невизначеної геометричної форми та невстановлених розмірів (кореневого, листового, трав'яного та плодовоягідного походження). Найбільш близьким до об'єкта, що заявляється, за технічною сутністю та досяжному результату є апарат [UA 14515 U, бюл. №5 від 11.02.2006], що включає в себе вертикальний корпус із пристроями введення і виведення фаз, встановлені в корпусі з можливістю поздовжнього зворотнопоступального руху штоки зі змонтованими на них гумові тарілками, який відрізняється тим, що транспортуючі гумові тарілки є перфорованими, мають зрізаний конус, що зменшує гідравлічний опір, і стопори, які жорстоко закріплені у горизонтальній площині. Недоліками такого апарата залишаються: а) висока матеріалоємність транспортуючих тарілок; б) конструктивна складність шарнірностопорного способу передачі коливань від штоків через механічні створки, - до суцільної нерівномірногнучкої поверхні гумової тарілки; в) нерівномірне розділення двофазної суміші в живому перерізі між стінкою апарата та периферійною кромкою гумової тарілки, відповідно, - в області механічних створок та в області між ними; г) транспортування твердої фази тільки по периферійному каналу тарілки, а саме, в перерізі, обмеженому стінкою корпуса апарата та зовнішньою кромкою поверхні гумової тарілки (при її русі вниз); (19) UA (11) 92851 (13) C2 (21) a200907181 (22) 09.07.2009 (24) 10.12.2010 (46) 10.12.2010, Бюл.№ 23, 2010 р. (72) ЗАВ'ЯЛОВ ВОЛОДИМИР ЛЕОНІДОВИЧ, БОДРОВ ВІКТОР СЕМЕНОВИЧ, МИСЮРА ТАРАС ГРИГОРОВИЧ, ПОПОВА НАТАЛІЯ ВІКТОРІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ (56) SU 1214130 A; 28.02.1986 UA 14515 U; 15.05.2006 UA 86485 C2; 12.01.2009 UA 27705 U; 12.11.2007 SU 1542564 A1; 15.02.1990 SU 1304842 A1; 23.04.1987 SU 1080837 A; 23.03.1984 SU 1049077 A; 23.10.1983 RU 2147454 C1; 20.04.2000 3 92851 4 д) наявність під нижньою та над верхньою На Фіг.3 зображено вид зверху тарілки з гнучплощинами тарілок тривалої у часі застійної зони кими еластичними пластинами-стулками при її русі двофазної суміші. униз. Перераховані недоліки можуть суттєво вплиНа Фіг.4 зображено переріз А-А тарілки з гнучвати на енерговитратні показники апарата та, осокими еластичними пластинами-стулками при її русі бливо, на кінетику масообміну і, як наслідок, на униз. узагальнену процесно-апаратурну ефективність На Фіг.5 зображено ізометрію тарілки з гнучапарата. кими еластичними пластинами-стулками при її русі В основну винаходу покладено задачу ствоуверх. рення такої конструкції екстрактора, яка забезпеНа Фіг.6 зображено вид зверху тарілки з гнуччить безперервно-періодичне протиспрямоване кими еластичними пластинами-стулками при її русі взаємопроникнене переміщення твердої і рідкої уверх. фаз в робочому об'ємі апарата з одночасною реаНа Фіг.7 зображено переріз Б-Б тарілки з гнучлізацією таких ефектів: кими еластичними пластинами-стулками при її русі а) безперервне інтенсивне оновлення поверхні уверх. контакту твердої та рідкої фаз в двофазному потоВібраційний екстрактор представляє собою ці у всіх його перерізах по висоті апарата і, як наапарат безперервної дії і складається з вертикаслідок, створення та підтримання тривалого у часі льного корпуса 1 із пристроями введення 2 та вимаксимального значення рушійних сил теплообведення 3 рідкої фази та із пристроями введення 4 мінну та масообміну; та виведення 5 твердої фази, та із встановленими б) рівномірність та усталеність у часі масових у його робочому об'ємі 6 двома вертикальними витрат двофазного потоку у всіх його перерізах по штоками 7, які забезпечені від приводу 8 вертикависоті апарата і, як наслідок, вирівнювання його льного взаємовідносного протиспрямованого когідродинамічних та тепло-масообмінних характеливального руху із заданими амплітудами та часристик в таких перерізах та збільшення сепаруютотами, та такі, що несуть на собі по черзі чої і транспортуючої ефективності робочих тарілок закріплені на них сепарувально-транспортувальні апарата; тарілки 9 необхідної кількості. в) ліквідація під- та надтарілочних застійних Тарілка 9 складається з базової частини, що зон і, як наслідок, інтенсифікація кінетики тепломає периферійну рамку-обичайку 10 із вертикальмасообміну в локальних робочих об'ємах апарата, ним по периферії бортом 11 певної висоти, позбавлених застійних зон. центральну маточину 12 з радіальними спицями Поставлена задача вирішується тим, що віб13, що жорстко з'єднують обичайку 10 із маточираційний екстрактор включає вертикальний цилінною 12, та - з регулярної решітки 14. дричний корпус із пристроями безперервного проГнучка регульована частина тарілки представтиспрямованого введення та виведення відповідно ляє собою багатостулкову з гнучкого еластичного рідкої та твердої фаз, встановлені у робочому перфорованого матеріалу конструкцію - пластиниоб'ємі корпуса вертикальні штоки, що забезпечені стулки 15, що розташовані на решітці 14 та жорствід приводу можливістю вертикального взаємовідко фіксовані накладками 16 проміжних ребрах 18. носного протиспрямованого коливального руху з Периферійні площини пластин-стулок 15 з пезаданими та регульованими амплітудами і частовним зазором досягають борта 11 тарілки та лягатами та із по черзі закріпленими на них сепарувають на горизонтальні опорні виступи 17 обичайки льно-транспортувальними тарілками. 10, а внутрішні площини пластин-стулок також з Згідно винаходу, сепарувальнопевним зазором досягають маточину 12 та лягатранспортувальні тарілки містять рухомі пластиниють на її опорні виступи; нижні площини пластинстулки з гнучкого еластичного перфорованого мастулок 15 лягають на решітку 14, яка жорстко уктеріалу та з саморегульованими за пропускною ладена в границях верхньої площині спиць 13 та здатністю по твердій фазі живими перерізами. проміжних ребер 18. Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими Вібраційний екстрактор працює так. Екстраознаками і очікуваним технічним результатом погент вводиться в робочий об'єм 6 корпуса 1 апаралягає в наступному. Коливальним та із регульовата через пристрій 2, переміщується зверху до низу ною частотою рухом тарілок та, відповідно, синхробочого об'єму 6 апарата і після контактування з ронним відкриттям та закриттям пластин-стулок, твердою фазою, вже у вигляді екстракту, вивозакріплених на тарілках, забезпечується створендиться через пристрій 3. Тверда фаза вводиться в ня однорідної структури та усталений режим перобочий об'єм апарата через пристрій 4, пенетрує реміщень двофазних потоків у всіх живих перерів рідку фазу, змішується з нею: таке забезпечує зах над- та підтарілкових робочих об'ємах, що утворення двофазної суміші, яка подалі піддається тягне за собою ліквідацію застійних зон та інтендіянням гідромеханічних коливань з боку багатоссифікацію тепло-масообміну між взаємодіючими тулкових тарілок 9, а саме, як приклад: при русі фазами. штока 7 від приводу 8 з "непарними" тарілками На Фіг.1 зображено загальний вид вібраційнодонизу пластини-стулки 15, які жорстко фіксовані го екстрактора з гнучкими еластичними пластинанакладками 16 на проміжних ребрах 18 тарілок 9, ми-стулками. піднімаються під дією сил тиску підтарілчатих стоНа Фіг.2 зображено ізометрію тарілки з гнучвпів рідини - двофазної суміші і, таким чином утвокими еластичними пластинами-стулками при її русі рені периферійні та внутрішні радіальні канали та униз. їх живі перерізи забезпечують транспортування двофазної суміші в надтарілочний об'єм; одночас 5 92851 6 но, при протифазовому русі штока 7 від приводу 8 труванням через перфорації в пластинах-стулках з "парними" тарілками догори (вверх), їх пластини15. Такі послідовні діяння "парних" і "непарних" стулки 15, які жорстко фіксовані накладками 16 на тарілок забезпечує транспортування твердої фази проміжних ребрах 18, під дією сил тиску надтарів робочому об'ємі 6 від пристрою 4 до пристрою 5. лочного стовпа двофазної суміші периферійні Технічним результатам буде передбачена моплощини пластин-стулок 15 лягають на горизонтажливість зовнішнього та одночасного регулювання льні опорні виступи 17 обичайки 10 і з певним зачастоти коливань всіх тарілок та відповідно велизором досягають борта 11 тарілки 9, а внутрішні чини їх живих перерізів, а саме ступеня сепаруюплощини пластин-стулок також з певним зазором чої і транспортувальної здатності основних рободосягають маточину 12 та лягають на її опорні чих елементів тарілок - гнучких еластичних виступи; нижні площини пластин-стулок 15 лягаперфорованих пластин-стулок, - що забезпечить ють на решітку 14, яка жорстко укладена в гранигідродинамічну структуру двофазного рухомого цях верхньої площини спиць 13 та проміжних ресередовища-суміші з мінімізованими негативними бер 18, перекривають живі перерізи в площині цих ефектами застійних зон як по периферії, так і в тарілок і, як наслідок, забезпечують накопичення центральній частині робочого об'єму апарата і твердої фази у відповідному ("своєму") надтарілоінтенсивне оновлення поверхонь контакту фаз в чному робочому об'ємі та одночасне сепарування центральних та периферійних потоках. рідкої фази в підтарілочний робочий об'єм, - філь 7 92851 8 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 92851 Підписне 10 Тираж 26 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