Дифузійний апарат для екстракції буряків
Корисна модель відноситься до пристроїв для екстракції буряків і може використовуватись у цукровій промисловості. Заявлений дифузійний апарат включає корпус, розділений вертикальною, яка не доходить до дна, перегородкою на закриту та відкриту зони. На кришці закритої зони встановлений пульсатор з парогенератором та приводом та датчиком рівня рідини, з'єднані між собою через блок управління. У верхній частині закритої зони розташована завантажувальна труба з патрубком для відбору соку. У нижній частині закритої зони розташовані патрубки для подачі та відбору соку. Сік, відібраний з вихідного патрубка, надходить в нагрівач, нагрівається до 85-90°C і подається в якості рідини, що ошпарює, у верхню частину завантажувальної туби і нижній вхідний патрубок закритої зони корпусу. Відкрита зона з'єднана з трубою для вивантаження проекстрагованої сировини. Ця зона має патрубки, розташовані: один – у верхній частині труби для вивантаження проекстрагованої сировини, для подачі води, а інший – у відкритій зоні корпусу для подачі жомопресової води.Дифузійний апарат для екстракції буряка з'єднує в собі функції ошпарювання та екстракції, простий, зручний та екологічний. У ньому досягається високий ступінь екстракції при більш низькій температурі і менший час, ніж у відомих дифузійних апаратах. Цей ефект досягається за рахунок оптимізації температури нагрівання, пульсаційного руху стружки в протитоці рідкої фази без механічного перемішування. При цьому одержують дифузійний сік високої якості. Таким чином, у пропонованому дифузійному апараті для екстракції буряків досягається заявлений технічний результат.1 н.п. ф-ли, 1 фігура
Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме до пристроїв масо-і теплообмінних процесіввикористовуватися, наприклад, для виробництва дифузійного соку цукрових буряків у цукровій промисловості.
Найбільш ефективними є дифузійні апарати, в яких реалізовано протиточний рух бурякової стружки (твердої фази) та екстрагента (рідкої фази). Відомі численні варіанти дифузійних апаратів безперервної дії, наприклад (А.с. 1830951 A1, опубл. 1996, А.с. 1835861 A1, опубл. 1996). Вони досить складні за конструкцією, використовують для подачі та перемішування сировини різні механічні пристрої. Використання лопатевих валів, шнеків усередині дифузійних апаратів призводить до подрібнення сировини, утворення застійних зон, порушення процесу фільтрації та погіршує якість дифузійного соку.
Завдання пропонованої корисної моделі – конструктивно простий, економічний, ефективний дифузійний апарат безперервної дії для екстракції цукрових буряків.
Технічний результат - спрощення процесу екстракції за рахунок суміщення в одному апараті процесу ошпарювання та екстракції бурякової стружки. Технічний результат досягається за рахунок оптимального прогріву бурякової стружки на першому етапі її обробки - ошпарювання і подальшої повної екстракції в процесі проходження стружки чергу апарат у протиточному режимі руху твердої та рідкої фаз: стружка - екстрагент під пульсаційним впливом гострої пари без механічного перемішування.
Технічний результат досягається заявленою корисною моделлю, яка являє собою корпус, розділений вертикальною перегородкою, що не доходить до його дна, на закриту і відкриту зони. У закритій зоні корпус містить з'єднані з нагрівачем не менше одного вхідного і не менше одного вихідного патрубка та трубу для завантаження сировини (бурякової стружки таошпарюючої рідкої фази) з патрубком для відбору соку. Вихідний патрубок закритої зони пов'язаний з її вхідним патрубком та із завантажувальною трубою. На кришці закритої зони встановлені пульсатор, з'єднаний з парогенератором і приводом та датчиком рівня рідини (не менше одного), з'єднані між собою через блок керування. Відкрита зона у верхній частині з'єднана з трубою для вивантаження проекстрагованої сировини - жому, на якій розташований патрубок для екстрагенту - води. У відкритій зоні розташований патрубок (не менше одного) для подачі, наприклад жомопресової води.
Рідкою фазою у процесі екстракції є; води (вихідний екстрагент), жомопресова вода, сік, що відбирається в процесі екстракції. Нагрітий сік використовується як рідина, що ошпарює.
Сутність заявленої корисної моделі пояснюється кресленням (фігура).
Дифузійний апарат для екстракції буряків включає корпус 1, розділений перегородкою 2 на зони 3 і 4. Корпус 1 виконаний порожнистим, має будь-який, наприклад, круглий переріз. Зона 3 має трубу 5 для завантаження бурякової стружки і подачі рідини, що ошпарює, з патрубком 14 для відбору дифузійного соку.
Зверху зона 3 закрита кришкою, на якій встановлений пульсатор, з'єднаний з парогенератором 7 і приводом 8 і датчиком 9 рівні рідини, з'єднані між собою через блок управління 10. У нижній частині зони 3 розташований вхідний патрубок 11 для подачі рідини, що ошпарює. Вище, розташований вихідний патрубок 12 для відведення соку на підігрів в нагрівачі 13, який гарячим, потім подають для ошпарювання стружки в завантажувальну трубу 5 і вхідний патрубок 11. Завантажувальна труба 5 розташована в корпусі 1 нижче амплітуди імпульсу гострої пари. Зона 4 містить вхідний патрубок 16 (не менше одного) для подачі жомопресової води, а у верхнійчастини зона 4 з'єднана з трубою 17 для вивантаження проекстрагованого сировини - жому буряків. На трубі 17 розташований патрубок 15 для подачі води (екстрагент).
Елементи заявленого дифузійного апарату виконані з термостійкого матеріалу (що витримує температуру не менше 100°С) реакційностійкого, наприклад, з нержавіючої сталі.
Дифузійний апарат працює наступним чином:
Бурякова стружка потрапляє у трубу 5 для завантаження сировини. Сюди ж надходить рідина, що ошпарює - сік з патрубка 12, нагрітий в нагрівачі 13. Стружка буряка опускається по завантажувальній трубі 5 разом з нагрітим соком в зону 3. При русі по трубі 5, стружка нагрівається, а сік охолоджується. Охолоджений сік відбирають через патрубок 14. Назустріч стружці, нагрітій в трубі 5 і опустилася в зону 3, через патрубок 11 надходить рідина, що ошпарює - сік, відібраний через патрубок 12 і прогрітий в нагрівачі 13.
Як тільки рівень рідкої фази досягає датчика рівня 9 рідини, сигнал надходить на блок управління 10, з нього через привід 8 на пульсатор 6 і парогенератор 7 і в зону 3 надходить імпульс гострої пари. Під дією цього імпульсу стружка рухається вниз, додатково прогріваючись. При опусканні рівня рідини нижче датчика 9 рівня рідини сигналом з блоку управління по тому ж механізму відбувається стравлювання імпульсу пари в завантажувальну трубу 5. Під дією періодично надходять імпульсів гострої пари сокостружкова суміш здійснює зворотно-поступальний рух, просуваючись із закритої зони 3 у відкриту зону 4 в протитоці надходить назустріч їй через патрубок 16 жомопресової води і воді, що надходить через патрубок 15 на трубі 17. Проекстрагована сировина -жом вивантажується через трубу 17.
Час контакту стружки зекстрагентом у заявленому апараті становить 16-20 хвилин. Температура води, що надходить для екстракції через патрубок 15 на трубі 17 становить 10-40 ° С (залежно від можливостей та наявності у виробника). Температура рідини, що ошпарює - соку, відібраного через патрубок 12, нагрітого в нагрівачі 13 і надійшов у завантажувальну трубу 5 і вхідний патрубок 11, становить 85-90°С.Температура соку, що відбирається з патрубка 14 завантажувальної труби 5 .Температура стружки в зоні 3 становить 65-70°З є оптимальною для процесу екстракції. Місткість апарату 1-4 м 3 .
Відсутність механічного перемішування сировини в дифузійному апараті, що заявляється, і пульсаційний вплив сприяє формуванню рівномірного за щільністю фільтраційного шару стружки, збереженню її структури в процесі екстракції. Це позитивно позначається на якості кінцевого дифузійного соку, оскільки знижує утворення колоїдної фази дифузійного соку.
| Таблиця | ||
| Характеристика процесу екстракції | ||
| Продукт - дифузійний сік із буряків | Заявляється апарат | Прототип |
| Час екстракції | 16-20 хв. | 20-30 хв. |
| Температура води, що подається | 10-40 ° С | 15-20°С |
| Температура дифузійного соку, що відбирається. | 25-35°С | 60-70°С |
| Доброякісність дифузійного соку | 90-93% | 89-92% |
Як видно з таблиці, пропонований дифузійний апарат забезпечує ефективну екстракцію за короткий час при ширшому температурному інтервалі екстрагента - води. Апарат енергетично економічніший, і його використання дозволяє досягти заявленого технічного результату.
1. Дифузійний апарат для екстракції буряків, що включає корпус, розділений не доходить до дна вертикальною перегородкою на закриту і відкриту зони, на кришці закритої зони встановлений пульсатор, з'єднаний з парогенератором і приводом, і датчиком рівня рідини, з'єднані між собою через блок управління, верхній половині закритої зони розташована труба для завантаження сировини, відкрита зона з'єднана з трубою для вивантаження проекстрагованої сировини з патрубком для подачі води, що відрізняється тим, що в закритій зоні розташовані пов'язані з нагрівачем вхідні та вихідні патрубки, причому вихідні патрубки пов'язані також із входом завантажувальної труби на якій розташований патрубок для відведення соку, і з вхідними патрубками, а у відкритій зоні розташований патрубок для подачі жомопресової води.
2. Дифузійний апарат з п.1, який відрізняється тим, що закрита зона корпусу містить не менше одного вихідного патрубка.
3. Дифузійний апарат за п.1, який відрізняється тим, що закрита зона корпусу містить не менше одного вхідного патрубка.