МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ ЭКСТРАКТОРОВ И ПОКАЗАТЕЛИ ИХ РАБОТЫ

Все современные промышленные конструкции непрерывно действующих экстракторов можно разбить на три группы соот­ветственно трем способам экстракции, т. е. на экстракторы, ра­ботающие:

А) по способу погружения масличного материала в раствори­тель;

Б) по способу' многократного орошения;

В) по смешанному способу.

Экстракторы, работающие по способу погружения. К наиболее распространенным в промышленности экстракторам этой группы относятся:

А) вертикальные шнековые типа Гильдебрандта;

Б) башенные Олье;

В) тарельчатые Андерсона;

Г) колонные Бонотто;

Д) горизонтальные шнековые системы «Дисолекс»;

Е) кольцевые пластинчатые «Миаг».

К экстракторам этой группы, мене^е распрострайенным, чем вышеуказанные, относятся: вертикальный шнековый Круппа, шне­ковый Фаута, ленточный Сильвано и Ломбарди-Перри, ротаци­онный Больмана [54], шнековый Форда [44], шнековый горизон­тальный Детрекса, наклонный шнековый Шлотерхозе, пластин­чатый Эгрот [102], колесный Кеннеди [132], Эллис-Челмерс [133] и другие.

Ниже даем описание и показатели работы наиболее распро­страненных в промышленности экстракторов.

Вертикальный шнековый экстрактор НД-1250 типа Гильдебрандта. Модернизированный шнековый экс­трактор НД-1250 типа Гильдебрандта. в настоящее время осо­бенно широко внедряется в "маслоэкстракционном производстве СССР.

Корпус экстрактора (рис. 29) состоит из загрузочной колон­ны 1, передаточного шнека 2 и экстракционной колонны 3. От­дельные царги корпуса экстрактора соединены между собой фланцами, плотно зажимаёмыми болтами на свинцовых про­кладках. Внутри корпуса расположены перфорированные рабо­чие шнеки 4. Шнеки каждой колонны приводятся во вращение от электромотора через соответствующие редукторы 5. Вал шне­ка загрузочной колонны соединяется с валом редуктора с по­мощью продольно свертной муфты 6. Вал горизонтального шнека составляет одно целое с первым звеном вала редуктора. Валы шнека экстракционной загрузочной колонны разъемные и соеди­няются между собой стальными полумуфта, ми.

В местах перехода валов шнеков через крышки корпуса экс­трактора устроены сальниковые уплотнения. Шнековые валы загрузочной и экстракционной колонн подвешены на упорных шарикоподшипниках, установленных на плитах редукторов. Концы валов шнеков загрузочной и экстракционной колонн покоятся в направляющих подшипниках. В верхней части - шне­кового вала экстракционной колонны укреплены лопасти сбра­сывателя шрота, приводимого во вращение от редуктора 7 экс­тракционной колонны через цепную передачу 8. Внутри верхней

Цилиндрической части загрузочной колонны расположен крон­штейн, предотвращающий проворачивание экстрагируемого ма­териала вместе со шнеком и способствующий лучшему захвату материала приемным витком шнека.

Для предотвращения проворачивания материала горизон­тальным шнеком и шнеком экстракционной колонны вдоль образующей цилиндров крепятся направляющие планки.

На уровне верхнего приемного витка загрузочной колонны установлен цедильник 9 для предварительной фильтрации мис­целлы и для вывода ее из экстрактора. Цедильник представляет собой два железных кольца, связанных металлическими планка­ми, поставленными на ребро. Образованный таким путем каркас цилиндра имеет іна высоте семь поясов из круглого железа, на которых навиты вертикально расположенные латунные полоски, имеющие завитки на каждом поясе. Полоски фигурные, трапе­циевидного сечения, штампованные. При наборе они образуют зазоры снаружи 1 мм и внутри 0,3 мм. Поверхность цедильника может промываться бензином, подведенным к этому участку специальным трубопроводом. Для отвода мисцеллы и для про­мывки цедилки имеются патрубки 10. Чистый растворитель по­дается через форсунки, вставляемые в патрубки 11. В корпусе экстрактора имеется патрубок 12 для загрузки экстрагируемого материала, люк-лаз 13 для осмотра приемного участка экстрак­тора, отверстие для выброса шрота 14 и смотровые фонари. В днище экстракционной колонны расположена вторая цедилка 15 с патрубками 16 для слива мисцеллы и 17 для дополни­тельной подачи чистого растворителя. Шнеки загрузочной и экс­тракционной колонн, а также передаточный шнек вращаются по часовой стрелке, сбрасыватель шрота — против часовой стрелки.

Экстрактор НД-1250 имеет контрольный зеерный фильтр 18, патрубки 19 и линии для гидравлического размыва пробок и ликвидации запрессовок без разборки и подъема царг, тахо­метр 20, приспособление для регулирования высоты уровня ма­териала в загрузочной колонне экстрактора и автоматического выключения электродвигателя на этой колонне при понижении уровня материала ниже нормального. Назначение фильтра-кон - тролера заключается в том, чтобы предотвратить перебросы растворителя из экстракционной колонны в испаритель в случае внезапного повышения его уровня и отвести растворитель по сбросной линии (через смотровой фонарь) вместе с мисцеллой из экстрактора. Однако назначение фильтра-контролера не ограни­чивается только этим. В нормальных условиях при помощи это­го фильтра наиболее эффективно обеспечивается сток раствори­теля из материала перед выходом его из экстрактора. Самоочи­стка фильтрующей поверхности зеерного фильтра осуществляет­ся аналогично тому, как это происходит в основном зеерном фильтре, а именно—движущимся в экстракторе потоком мате-

Таблица 16

Риала и промывкой свежим растворителем через соответствую­щий патрубок. На случай засорения зеерного фильтра для от­бора избыточного растворителя предусматривается обводная линия (сообщающая камеру фильтра с мисцелловой линией), которая автоматически вступает в действие, как только уровень в колонне 3 достигнет уровня расположения этой линии. Смот­ровые фонари служат для наблюдения за перемещением материала в экстракторе. Экстрактор НД-1250 по сравнению с НД-1000: а) допускает варьирование дозировки растворителя в более широких пределах, что создает условия для глубокого извлечения масла; б) стабилизует технологический процесс зи счет уменьшения бензиномасляной пленки, удерживаемой части­цами шрота; в) улучшает условия работы шнекового испарителя за счет наиболее полного стока растворителя; д) улучшает про­тивопожарные условия маслоэкстракционного производства.

Экстрактор НД-1000 устроен аналогично с экстрактором НД-1250, но в нем отсутствуют те' специальные приспособления, о которых упоминалось выше.

В табл. 16 приводится техническая характеристика основных моделей шнековых экстракторов.

Экстрагирование масличного материала в вертикальном шне­ковом экстракторе позволяет вести процесс по принципу абсо­лютного противотока в тонких слоях с перемешиванием. Типич­ная кривая экстракции жмыха в этом экстракторе представлена на рис. 30. Для этой кривой характерна большая скорость экс­тракции в начале процесса (примерно в течение 30 минут) и снижение ее на втором этапе. Повышение концентрации мис­целлы идет сравнительно плавно, без резкого перелома, харак­терного для шрота.

Для наиболее полного извлечения масла и получения наи­большей производительности экстрактора необходимо, чтобы материал, поступающий в экстрактор, по своей структуре соот­ветствовал тем требованиям, какие обусловливались в главах 3 и 4 для каждого вида перерабатываемого сырья.

В табл. 17 приводятся режимы и показатели работы экстрак­тора НД-1000 при переработке различных видов сырья, перера­батываемого в СССР.

Бензин при поступлении в экстрактор должен быть прозрач­ным, не содержать мути или осадка воды, иметь температуру после подогревателя 50—55° и содержать не более 0,1% масла.

Башенные экстракторы Оль е. Экстрактор Олье (рис. 31) имеет рабочую колонну 1 и ковшовую норию 2 для окончательного обезжиривания и выгрузки. материала из аппа­рата. Колонна и нория укреплены на цокольной плите 3. На валу 4 закреплены шестнадцать мешалок 5 и направляющие перфорированные конусы 6. В нижней части вал имеет шнеко­вые витки 7, служащие для равномерной разгрузки экстракционной колонны от предварительно обезжиренного материала. Вал экстрактора подвешен на верхнем подшипнике редуктора вариатора 8, с помощью которого регулируется число оборотов вала, а следовательно, и пропускная способность экстрактора. Цилиндрический корпус экстракционной колонны оборудован специальными перфорированными воронками 9. Чередование

О 4 8 12162024283236404448525660646872

Время 8 минутах

Рис. 30. Кривая экстракции подсолнечного жмыха в шнековом экстракторе.

Неподвижных воронок и вращающихся конусов позволяет потоку материала при его движении сверху вниз то суживаться, то рас­ширяться. Загрузочный бункер 10 служит для запаса материала и для создания газового затвора и слоя, через который произво­дится самофильтрация конечной мисцеллы.

В ковшовой нории, перфорированные ковши которой выхо­дят над уровнем растворителя, помимо окончательной промывки экстрагируемого материала чистым бензином, происходит и ча­стичное стекание растворителя из шрота, направляемого на шне - ковый испаритель. Ковши нории приводятся в движение от ре­дуктора 5 через промежуточную передачу 12 с помощью цепи 13. Чистый растворитель поступает через патрубок 14, а мисцел-
ла выходит через патрубок 15, снабженный смотровым фона­рем. В нижней части экстрактора имеется смотровой люк-лаз 16 Свежий материал подается в экстрактор через самотечную тру

Бу 17, в которой установ лен ворошитель и фото электрический сигнализа тор степени заполнения трубы материалом. Са­мотек 18 служит для от­вода шрота. Для откачки мисцеллы из экстрактора при его остановке, а так­же для дополнительной подачи растворителя име­ются патрубки 11, 19, 20 и 21.

При нормальной рабо­те загрузочная труба 17 должна быть целиком за­полнена материалом. В случае же ее опорожне­ния пучок света, падаю­щий на фотоэлемент, дает сигнал о недостаче мате­риала. Обязательный не­большой избыток мате­риала, пе принимаемый экстрактором, сбрасыва­ется в резервный бункер, расположенный рядом с экстрактором и являю­щийся составной частью экстракционной установки Олье. Из загрузочной камеры материал прохо­дит экстракционную ко­лонну сверху вниз, пере­мещаясь при этом по ко­нусам я воронкам и раз­рыхляясь мешалками. Снизу колонны частично обезжиренный материал регулирующим шнеком проталкивается к основа­нию нории, откуда ковши подают его ззерх к вы­ходной течке для шро­та.

Лротивоточно движению экстрагируемого материала чистый растворитель поступает в верхнюю часть нории, а выходит из верхней части загрузочного бункера. При прохождении конеч­ной мисцеллы через слой материала мисцелла частично само­фильтруется, чем облегчается работа основных мисцелловьи фильтров.

Согласно гарантиям фирмы Олье, башенный экстрактор предназначен для экстракции главным образом жмыхов, под­готовленных в виде крупки. Масличность жмыха, поступа­ющего на экстракцию, не дол­жна быть выше 15%. Экстрак­тор, описанный выше, рассчи­тан на переработку 100 т жмы­ха в сутки при мощности при­водного электродвигателя 8 кет.

Масличность шрота незави­симо от рода перерабатываемо­го жмыха колеблется от 0,3 до 0,55%; масличность конечной мисцеллы — от 7 до 10%.

Тарельчатый экстрак­тор Андерсона Этот тип экстрактора наиболее распро­странен в маслоэкстракционном производстве США и меньше в других странах (Италии, Ин­дии, Венесуэле, Мексике и др.).

Экстрактор Андерсона (рис. 32) представляет собой колон­ну 1 с внутренними тарелками 2, имеющими радиальные вы­резы 3 и клапаны 4 для пере­пуска материала с верхних та­релок на нижние. Вал 5 со шнековым звеном 6, верхняя часть которого снабжена двух-

Рис. 32. Тарельчатый экстрактор Андерсона.

Заходным витком, имеет мешалки 7, перемещающие экстраги­руемый материал. Вал приводится во вращение от электродви­гателя 8 через редуктор 9. Число оборотов вала от 3 до 8 в минуту. Внизу колонны имеется шнековый отжимной аппарат 10 с конусной втулкой, регулирующей кольцевой зазор выходного отверстия для шрота. Шнековый вал и зажимно Й конус приво­дятся во вращение от электродвигателя 12 через редуктор 11. В верхней части колонны расположена отстойная камера 14 для
мисцеллы. Чистый растворитель подается через патрубок 18, а мисцелла отводится через патрубок 19. Подача экстрагируемого материала осуществляется с помощью шнека 15. Обезжиренный остаток (шрот) отводится на испаритель редлером 17, приводи­мым во вращение от электродвигателя 13 через редуктор 16, составляющим одно целое с экстр акторqM.

Экстрагируемый материал в виде лепестка, сырой мятки или жмыха, поданный в шнековый питатель, захватывается era витками и подводится к вертикальному загрузочному шнеку, которым и проталкивается к верхней. тарелке экстрактора, за­полненного растворителем. Перемещаясь с помощью мешалок по винтовой линии сверху вниз, экстрагируемый материал, буду­чи все время погруженным в противбточно движущийся раство­ритель, обезжиривается. Обезжиренный остаток с масличностью 0,6—tl,0%, попадая из экстракционной колонны в отжимной ап­парат, с помощью шнековых витков переменного шага и конус­ной втулки частично освобождается от растворителя. При этом содержание в шроте растворителя понижается в среднем до 30% [102]. Из отжимного аппарата шрот редлером направляет­ся в испаритель. Растворитель, двигаясь напором насоса снизу вверх, обогащается маслом и выходит через отстойную камеру на мисцелловый фильтр.

Согласно рекламным данным фирмы Андерсон [її34], экстрак­торы изготовляются производительностью от 25 до 300 т семян в сутки.

Установка типа А перерабатывает в сутки: а) соевых семян (в виде сырого лепестка) 192 г при масличности шрота 0,62%; б) семян хлопчатника в виде лепестков экспеллерных жмыхов 307 г в сутки при масличности шрота 0,3%.

Установка типа Д перерабатывает: а) сырой лепесток хлоп­ковых семян в количестве 180 г в сутки (в переводе на семена) при масличности шрота 0,47 %; - б) сырой лепесток арахиса '115 г при масличности шрота 0,61 %; в) сырой лепесток семян сои 92 т ,в сутки яри масличности шрота 0,61%.

Колонный экстрактор Бонотто. Как уже отмеча­лось,,к особенностям экстракторов, работающих по способу по­гружения экстрагируемого материала в растворитель, относится возможность всплывания легких низкомасличных частиц в креп­кой мисцелле. Для предотвращения этого явления практикуется предварительное смачивание экстрагируемого материала в так называемых предэкстракторах.

Экстракторы Бонотто снабжены пред экстр актором и состоят из вертикальной цилиндрической колонны с расположенным внутри нее валом, на котором закреплены двадцать две гори­зонтальные ситчатые тарелки. Верхняя поверхность каждой та­релки очищается стационарным скребком, прикрепленным к внутренней стенке цилиндра. В каждой тарелке имеется ради­альная щель, через которую во время вращения вала скребки сгребают материал, находящийся непосредственно под ними. Расположение щелей таково, что материал движется сверху вниз по винтовой линии. Предэкстрактор 1 (рис. 33), в котором пред­варительно смачивается материал, представляет собой конвейер с контурными перфорированными скребками (редлер), переме­щающимися против часовой стрелки. В левой части предэкстрак - тора расположены бункер для приема материала 2 и зеерный

13

Рис. 33. Экстрактор Ь'онотто с предэкстрактором.

Фильтр для мисцеллы 3. Верхняя часть конвейера, проходящая через приемную камеру 4 экстрактора, имеет течку 5, через ко­торую производится загрузка верхней тарелки экстракционной колонны. Внизу этой колонны расположено отжимное и уплот­няющее шнековое устройство 6 с регулирующим приспособле­нием и бункером 7, соединенным со шнеком 8, отводящим отжа­тый шрот на испаритель. Растворитель подается через патрубок 8а, а промежуточная мисцелла отводится из колонны в пред­экстрактор через патрубки 9 и 10, а конечная мисцелла выходит через патрубок 11. Через патрубок 12 отводится смесь паров растворителя и воздуха. Привод вала экстрактора и отжимного механизма осуществляется от соответствующих редукционных передач 13 и 14. Для переброса избытка материала в предэкс - тракторе имеется течка 15.

Экстрагируемый материал в виде лепестка или крупки из приемного бункера, поступая в предэкстрактор, смачивается в нем промежуточной мисцеллой и перемешивается по всей трассе правой ветви конвейера. Смоченный материал подается в экс­тракционную колонну, где омывается мисцеллой и чистым рас - творителем. Обезжиренный, «о смоченный растворителем матери­ал, поступает в уплотняющее и отжимное устройство, где из него отжимается часть растворителя. Отсюда шрот подается в испаритель. Чистый растворитель, подаваемый в нижнюю часть экстрактора, пройдя снизу вверх через слой материала в колонне и предэкстракторе, обогащается маслом и затем через зеерный фильтр уходит на фильтрацию.

Рис. 34. Повышение концентраций мисцеллы в 'предэкстракторе.

Согласно данным Багота [134], при переработке 100 г семян сои или льна в сутки масличность шрота составляет 0,4%, при­чем концентрация гексановой мисцеллы на участке экстрак­ционных тарелок, как правило, равна 10—14%. Однако за счет предэкстрактора эта концентрация, по. данным автора [1'34], поднимается до 30—40% (рис. 34). Помимо насыщения, в пред­экстракторе происходит и самофильтрация мисцеллы. Поэтому взмученная в экстракционной колонне мисцелла значительно осветляется в предэкстракторе. Продолжительность экстракции соевого лепестка составляет 13 минут. Соотношение веса эк­страгируемого материала и растворителя при экстракции семян сои равно 1:1,4.

Горизонтальные шнековые экстракторы си­стемы «Д и с о л е к с». Для экстракции в жидкой среде спосо­бом погружения не только низкомасличного сырья, но и высоко­масличных семян и жмыхов, имеющих мучнистую структуру, фирма Андерсона разработала и рекламирует в настоящее вре­мя новую экстракционную систему «Дисолекс». Согласно рек­ламным сообщениям [135а, 136а], на этой установке можно по­лучить шрот с масличностью до 0,5% при экстракции сырого ле­

Пестка, высокомасличных жмыхов, имеющих нестойкую, мучни­стую структуру, а также кукурузных зародышей, рисовой муче­ли и т. п.

Экстрагируемый материал, пройдя питательное устройство 4 (рис. 35), загружается в горизонтальный экстрактор 1, где об­рабатывается растворителем, движущимся навстречу материа­лу. В головной части экстрактора устроен декантатор 2, служа: щий для отделения твердых частиц шрота (взвесей) от крепкой конечной мисцеллы. Согласно указаниям фирмы, в этом экстрак­торе 'можно перерабатывать благодаря устройству деканта­тора мелкоструктурный материал, содержащий до 60% мучни­стых фракций, проходящих через сито в 200 меш (с отверстиями 0 0,12 мм). Материал, пройдя экстрактор 1, попадает в элева­тор 5, где окончательно промывается чистым обезвоженным обо­ротным растворителем. При прохождении смоченного шрота по элеватору из него по трассе транспортера 7 с помощью разреже­ния, создаваемого в вакуум-фильтре 6, отсасывается значитель­ная часть растворителя. Шрот окончательно освобождается от растворителя в шнековом испарителе 8, откуда готовый шрот по трассе отводится на дальнейшую обработку. Чистый растворитель через расходомер и подогреватель направляется частично в экстрактор, а частично—в элеватор. Пройдя противоточно экс­трагируемому материалу, растворитель, насытившись маслом, в виде концентрированной мисцеллы проходит декантатор 2. Бла­годаря этой декантации выходящая из экстрактора конечная мисцелла (даже при экстракции особо тонко измельченного материала) содержит ие более 1 % взвешенных частиц шрота,

Что облегчает последующую фильтрацию мисцеллы. Из декан­татора насосом 3 мисцелла по­дается на непрерывно действую­щий фильтр 6, откуда направ­ляется на фильтрацию.

Кольцевой пластинча­тый экстрактор «М и а г». В этих экстракторах (рис. 38) материал подается в кольцевой корпус в концентрированную мисцеллу, а затем по мере про­движения против часовой стрел­ки—їв более слабую мисцеллу и, наконец, в зону чистого раство­рителя. В отличие от других си­стем экстракторов, ввиду пере­мещения в ходе экстракции това­ра с одной поверхности пласти­ны на другую, исключается необ­ходимость в специальном очи­стительном приспособлении для очистки отверстий этих пластин. Согласно данным фирмы, экс­трактор изготовляется произво­дительностью 200 г' сырого ле­пестка в сутки.

Экстракторы, работающие по способу многократного ороше­ния. Из этой группы экстракторов в промышленности наибольшее распространение нашли следующие: а) вертикальные ковшовые экстракторы Больмана, Френча и др.; б) горизонтальные ков­шовые экстракторы Бамага и Френча; в) ленточные экстракто­ры Де-Смета и Лурги.

Помимо указанных экстракторов, известны вертикальные ковшовые экстракторы, изготовляемые в Чехословакии и Венг­рии, а также опытный горизонтальный ковшовый экстрактор Ильина (СССР) с гидравлическим приводом.

Рис. 36. Экстрактор «Миаг»:

7—кольцевой корпус; 2—диск с сет­чатыми пластинами; 3—питатель; 4—патрубок для растворителя; 5— зеерная камера; &—разгрузочный патрубок; отвод мисцеллы.

Вертикальные ковшовые экстракторы. Для этого типа экстрактора характерным является то, что ковши од­ной стороны аппарата орошаются растворителем прямоточно и экстракция протекает только в две ступени. Устройство экстрак­
тора видно из рис. 37. Работа экстрактора происходит по опре­деленному циклу [37]. Один цикл включает следующие опера­ции: а) орошение ковша слабой мисцеллой через верхние фор­сунки перед засыпкой их материалом; б) загрузка ковша мате-

Рис. 37. Вертикальный ковшовый энст, ракто|р:

/—корпус; 2—порционный питатель; Л—верхняя камера; ^регулирующие щечки; Л— средняя камера; 6—шиберы; 7>-^рычаги; 8—нижние шиберы; 9—нижняя' камера; 10— несущие звездочки; 11—натяжные звездочки; 12—подвижные подшипники; 13—іковшовая цепь; 14—кронштейны; IS—ковш: /6—трубки перфорированные; 17—карманы; 18—тормоз­ные пальцы; /9—тормозная рейка; 20—направляющие планки; 21—встряхивающие молот­ки; 22—гребенка; 23—бункер; 24—разгрузочные шнеки; 25t—перегородка для слабой и крепкой мисцеллы; 26—лестница; 27—площадка.

Риалом; в) разгрузка порционника; г) орошение слабой мисцел­лой материала в ковшах через нижние форсунки; д) орошение чистым бензином предварительно обезжиренного материала че­рез форсунки. Один цикл ковша продолжается в зависимости от установленного режима от 480 до 180 секунд.

По данным Милле'ровского завода, после усовершенст­вования ковшей, заключавшегося в установке съемных ороси­
тельных трубок, легко доступных для очистки, при переработке жмыховой крупки подсолнечных семян экстрактор показывает в среднем пропускную способность 220 г при масличности шрота 0,8—1,0%. Подача чистого бензина составляла 5,5—6,0 м3/час. Благодаря хорошему сливанию бензина в шроте, поступающем из экстрактора и испаритель, остается 29—30%.

Помимо указан­ной конструкции вертикального ков - шового экстрактора, в США фирмой «Френч» выпускают­ся аналогичные экс­тракторы с 32 ков­шами. Освоено изго­товление подобных экстракторов в Че­хословакии и Вен­грии. В некоторых образцах экстракто­ров в корпусе ме­жду ветвями ковшей делается проем, по­зволяющий просве­чивать через иллю­минаторы верти­кальные стороны ковшей.

При переработ­ке сырого соевого лепестка в США, по данным Кениона [66], экстрактор про­пускает 240 т семян при масличности Рис. 38. Прямоугольный ковшовый экстрактор шрота 0,4% и кон - фирмы «Френч». центрации мисцеллы

25—28%.

В Польше на Гдыньском заводе іпри переработке 150—160 т семян рапса в сутки масличность шрота колеблется от 0,8 до

И%.

Масличность льняного шрота составляет в среднем 0,85%, арахиса — 1,1%, а копры — 1,5—3,4%.

Промежуточным между вертикальным и горизонтальным ковшовым экстрактором является прямоугольный ковшовый экс­трактор, изготовляемый фирмой «Френч» в США (рис. 38). В этом экстракторе извлечение масла осуществляется в четыре
ступени, поэтому по сравнению с вертикальным прямоугольный экстрактор в конструктивном и технологическом отношении име­ет преимущества, заключающиеся в уменьшении габаритов, уве­личении числа ступеней и повышении концентрации конечной мисцеллы.

Горизонтальные ковшовые экстракторы. При экстракции масличного материала в ковшовых экстракторах в отличие от экстракторов, работающих по способу погружения, процесс извлечения масла происходит в условиях относительно­го противотока вследствие того, что материал, находящийся в ковшах, пребывает в покое.

Рис. 39. Экстрактор Бамага-Меннинга:

Л— корпус: 2—питатель-иорционник; 3—ведущие звездочки; 4—ковши; 5—мисцеллосбор- ники для рсциркулирующей мисцеллы; 6—разгрузочные шнеки; 7—ороситель чистого рас­творителя; 5—оросители мисцеллы; 9—насосы для мисцеллы; 10—рычажный механизм;

11—патрубки.

Современные горизонтальные экстракторы обеспечивают чет­кое разделение ступеней экстракции. Существует несколько кон­струкций горизонтальных ковшовых экстракторов Бамага, Френ­ча и др. Ознакомимся с наиболее типичным из них — экстракто­ром Бамага-Меннинга, изготовляемым в Англии.

Этот экстрактор (рис. 39) в качестве рабочего органа имеет цепи с ковшами, имеющими перфорированные днища, ведущую л ведомую звездочки, на которых подвешены рабочие цепи. Сверху расположен іпитатель-іпорцион. ник, аналогичный тому, что имеется в вертикальном экстракторе. Опускание и возврат ши­беров в закрытое положение осуществляется с помощью рычаж­ного механизма. Механизм порционника действует согласован но с движением рабочей цепи экстрактора для обеспечения за грузки ковшей свежим материалом.

В процессе работы каждый ковш, орошаясь, огибает звез­дочку и переходит из положения верхней ветви цепи в положе­ние нижней ветви. По мере дальнейшего продвижения ковш с содержимым подводится под оросйтели, где прежде всего под­вергается орошению наиболее крепкой мисцеллой, а затем уже, пройдя еще целый ряд ступеней, орошается мисцёллами более слабыми в порядке постепенного снижения их концентрации. Пройдя зону стекания растворителя, ковш подводится к месту разгрузки и, опрокидываясь, сбрасывает обезжиренный продукт в бункеры со шнеками, которые транспортируют этот продукт на испарители для отгонки растворителя. Растворитель, обогащен­ный маслом, достигнув предельной концентрации, подается на фильтрацию и частично на замачивание экстракционного мате­риала в загрузочном бункере, а затем направляется на дальней­шую обработку. Привод экстрактора осуществляется от одного электродвигателя мощностью в 3,0 кет с редуктором, позволяю­щим вести экстракцию в течение 1,5—3 часов.

К характерным особенностям этого экстрактора следует от­нести возможность получения чистых мисцелл с незначительным содержанием взвесей вследствие хорошей самофильтрации мис­целлы через слой экстрагируемого 'материала в процессе экс­тракции.

Производительность экстрактора при 32 ковшах и емкости одного ковша 400 кг составляет 145—И-50 г рапсового жмыха в сутки при времени одного цикла 225 сек. Конечная концентра­ция мисцеллы при переработке жмыха с масличностью около 22% составляет 25—30%, масличность шрота—около 1%. Каждый мисцелловый циркуляционный насос накачивает обыч­но 100 л мисцеллы в минуту. Однако мощность этих насосов рассчитана на возможность прокачки в рециркуляционной систе­ме до 200 л/мин.

Ленточные экстракторы. Попытки экстрагирования масличных семян многократным орошением в слое на ленточ­ном транспортере за последние 20 лет предпринимались неодно­кратно рядом изобретателей и исследователей: Бемом, Ильиным [54], Гавриленко [136]. Однако надежную, получившую распрост­ранение в промышленности ленточную установку удалось скон­струировать только после второй мировой войны. В настоящее время эксплуатируется в различных странах (в том числе и в СССР) более 50 установок экстрактора Де-Смета мощностью от 10 до 400 г в сутки экстрагируемого материала и несколько ленточных экстракторов Лурги.

Одним из факторов, обусловивших широкое распространение экстракторов многократного орошения, является использование принципа управления рециркуляцией больших количеств проме­жуточных мисцелл на каждой ступени экстракции. Это обстоя­тельство позволяет иметь чистую и высококонцентрированную мисцеллу.

Кривые экстракции льняных форпрессовых жмыхов по спо­собу Де-Смета [137], представленные на рис. 40, показывают ход. процесса извлечения масла и возрастания концентраций мисцеллы. Как видно из диаграммы, для экстракции на ленточ­ном экстракторе характерна большая продолжительность про­цесса.

Рис. 40. Кривые экстракции семян льяа на ленточном экстракторе.

Наряду с положительными факторами ленточные экстракто­ры имеют и отрицательные, заключающиеся в том, что полезно используется только одна (верхняя) половина ленты и что в овязи с высоким слоем экстрагируемого материала требуется много времени на экстракцию.

Экстрактор Де-Смета. Современная конструкция экс­трактора Де-Смета типа 11-8 (6 Lj 1), установленного на Ро­стовском заводе, представлена на рис. 41.

Экстрактор состоит из стального корпуса, в верхней части которого расположены две крышки на гидравлических затворах. Корпус экстрактора соединен с атмосферой через гидравличе­ский затвор 5. Экстрагируемый материал перемещается внутри аппарата на ленточном транспортере 1, состоящем из отдель­ных секций, поставленных на ролики, с обшивкой из перфори­рованного железа, покрытого сеткой из монельметалла. Шибер 2 регулирует высоту слоя экстрагируемого материала от 0,6 до 1,2 м, а два боковых листа определяют его ширину. Звездочки 3 вращают шарнирную ленту, причем скорость вращения звез­дочки может меняться в широком диапазоне благодаря наличию вариатора скоростей с передаточным числом 200 : 860. Привод ведущих звездочек осуществляется через редуктор и вариатор от электродвигателя мощностью 1 кет. Над слоем материала

Рис. 41, Экстрактор Де-Смета: /—водяной пар насыщенный; //^конденсат; ///—бензин; /V—мисцелла; V—воздушно-

Газовая смесь.

Расположен ряд форсунок 4 специальной конструкции. Послед: ние имеют устройство., обеспечивающее равномерное распреде­ление растворителя над слоем материала. Под лентой располо­жен ряд приемных воронок а, б, в, г, д, в, ж, з, и, к, л для мис­целлы, соответствующих количеству ступеней экстракции. Каж­дая воронка питает определенный центробежный насос Н, кото­рый в свою очередь питает соответствующий распылитель. Насо­сы располагаются в виде блоков на одном валу с электродвига­телем. Каждая ступень экстрактора имеет осушительную зону для некоторого стока растворителя. Верхний слой материала на участке осушительной зоны прочесывается грабельным скреб­ком, который выполняет двойную функцию: восстанавливает хо­рошую проницаемость слоя (материала, мелкие частицы которого имеют тенденцию. к слеживанию, и создает валики из материала, которые разделяют зоны орошения и препятствуют смешению мисцеллы разной концентрации на поверхности экстрагируемого материала.

Экстрагируемый материал в виде жмыховой крупки или ле­пестка через шлюзовой затвор 6 поступает в бункер 7, откуда медленно увлекается ленточным транспортером. При движении ленты материал подвергается орошению сначала крепкой мис­целлой, а затем мисцеллой все меньшей и меньшей концентра­ции и, наконец, чистым растворителем. /Іеред разгрузочным бункером 8 материал через распылитель 9 орошается чистым растворителем, поступающим из. резервуара оборотного раство­рителя через подогреватель 10 (конструкции «труба в трубе») и расходомер 11. Обезжиренный материал, сваливающийся с лен­ты в бункер 8, с помощью ворошителя 12 подается в шнековый испаритель. Как видно из рисунка, циркуляция мисцеллы по ступеням производится с соблюдением противотока в замкнутом цикле в каждой ступени. При этом при последовательном пере­ливании мисцеллы из воронки в воронку свежий растворитель, насыщаясь маслом, приобретает прогрессивно возрастающую концентрацию. Конечная, наиболее насыщенная маслом мисцел­ла из воронки JI перетекает в сборную воронку 18, откуда на­правляется в мисцеллосборник.

При настроенной работе экстрактора в системе устанавли­вается постоянное соотношение между экстрагированным в оп­ределенной секции маслом и разницей между количеством мас­ла, поступающим при переливе в предшествующую воронку и затем переливающимся вместе с растворителем в последующую воронку. Преимущество такой циркуляции мисцеллы становится очевидным, если принять во внимание, что производительность циркуляционных насосов Я1; Я2 и т. д. может в 30 раз превос­ходить количество растворителя, подаваемого в экстрактор через распылитель 9. Индивидуальные краны, располагаемые на ли­нии растворителя (мисцеллы) у каждого распылителя, позво­ляют регулировать интенсивность орошения каждой ступени.

После разгрузки смоченного шрота в бункер для очистки сетки от приставшего к ней шрота из автоматически действую­щего порционного аппарата 13 через форсунку 14 периодиче­ски подается чистая фильтрованная мисцелла, которая сливает­ся в воронку 15. Из того - же аппарата 13 одновременно при промывке сетки через патрубок смываются и частицы шрота со стенок. Мутная мисцелла из воронки 15 насосом НМ через по­догреватель 16 подается в качающийся желоб 17 и оттуда на свежий слой материала. Часть чистой фильтрованной мисцеллы подается на второй промывной аппарат 13а, из которого также автоматически промываются стенки воронки 18 для конечной мисцеллы. Смываемый шлам из воронки 18 через подогрева­тель 19 насосом НМК также подается в качающийся желоб 17, а оттуда на свежезагружаемый материал. Мисцелловый шлам перед возвратом его в экстрактор подогревается, чтобы не до­пустить излишнего охлаждения материала.

Для лучшего обслуживания и упрощения управления ра­ботой экстрактора он оснащается: а) цепной передачей, соеди­няющей питательный транспортер Для экстрагируемого материа­ла со шлюзовым затвором; б) автоматическим устройством с ртутными контактами, управляющим пуском и остановкой экс­трактора при нехватке материала в питательном бункере; в) ре­гулируемой задвижкой высоты слоя материала. Помимо этого, корпус экстрактора на всех важных участках имеет смотровые окна со светильниками, позволяющими наблюдать за орошени­ем материала и состоянием верхнего слоя его.

В табл. 18 приведены технические данные и показатели ра­боты двух установленных и эксплуатируемых в СССР экстрак­торов Де-Смета типа 01-8 (2L/1) и 11-8 (6L/1).

Таблица 18

Тип экстрактора

11-8 (61/1)

01-8 (21/1)

Показатели

Число пластин на рабочей ленте в шт. . . Размер пластин из монельметалла в мм.

Длина ленты в м:

Общая

Рабочая

Ширина слоя материала в мм

Высота слоя материала в м

Скорость движения ленты в ж/час

Количество сборников для мисцеллы В ШХ. . •

Площадь сечения сборника для мисцеллы в м-

Электродвигатель для привода ленты мощно-' стью в кет

Число оборотов электродвигателя в мии. .

Группа насосов (из 4 насосов каждая) в шт.

Электродвигатели к насосам в шт

Мощность каждого электродвигателя в кет

Производительность экстрактора на экстраги­руемый материал в mjcymKu:

85 85

140 140

Сырой соевый лепесток толщиной 0,2—0,3 мм

Жмых арахиса с масличностью 18—22*4

Продолжение

Экстрактор Лурги. Экстрактор (рис. 42) состоит из корпуса, загрузочного бункера, рамного конвейера, состоящего из 68 ^трехсторонних рамок (для экстрактора производитель­ностью 200 г экстрагируемого сырья в сутки), двух сетчатых ленточных конвейеров, играющих роль ложных днищ, рамного конвейера, бункера для проэкстрагированного материала (шро­та) и мисцеллосборников, причем мисцеллосборники располо­жены в два ряда. Мисцеллосборники крепких мисцелл, распо­ложенные под верхней сетчатой лентой, имеют переливные тру -

'SSI

Бы в правые нижние мисцеллосборники. Нижние левые мис­целлосборники принимают слабые мисцеллы нижней экстрак­ционной трассы. В комплект экстрактора входят циркуляцион­ные насосы и распределительные форсунки. Экстрагируемый материал, поданный из бункера в ячейки рамного конвейера, задерживается на верхней сетчатой ленте и вместе с нею пере­мещается против часовой стрелки к противоположному концу. Верхняя и нижняя сетчатые ленты длиной по 9 м приводятся во вращение от электродвигателя мощностью 3,5 кет через редуктор и вариатор, с помощью которого можно менять ско­рость движения ленты от 2,7 до 9 м в час, а продолжительность экстракции от 2 до 6 час. Так как рамный конвейер приводится в движение фрикциоюо от сетчатой ленты и вращается с оди­наковой скоростью с лентой, то экстрагируемый материал лежит спокойно на всей горизонтальной трассе верхней ленты. Как только рамка выходит за пределы верхней ленты, экстрагируе­мый материал из верхней рамки пересыпается в свободную рам­ку нижней движущейся ветви рамного конвейера. При этом так же, как и на верхней зоне экстрактора, материал удержи­вается нижней сетчатой лентой и передвигается вместе с нею в сторону разгрузки. По выходе рамки из нижней трассы экс­трактора проакстрагированный материал из рамки конвейера вы­валивается в разгрузочный бункер, а оттуда направляется в испаритель растворителя из шрота. По мере продвижения от загрузочного бункера до разгрузочного масличный материал противоточно, многоступенчато орошается сначала мисцеллой различной концентрации, а затем чистым растворителем. Тем­пература растворителя и циркуляционной мисцеллы на каждой ступени поддерживается постоянной (45—50°) с помощью труб­чатых подогревателей. В этом экстракторе принцип многосту­пенчатой рециркуляции мисцеллы через экстрагируемый мате­риал обеспечивает получение конечной мисцеллы повышенной концентрации и чистоты за счет ее самофильтрации через не­подвижно лежащий на ленте слой материала.

Экстракторы, работающие по смешанному способу. К этой группе экстракторов относятся применяемые в промышленности ротационный экстрактор Блау-Нокса и экстрактор системы «Фильтрекс».

Экстрактор Блау-Нокса. Для этого аппарата харак­терны высокий слой экстрагируемого материала и стекание мис­целлы и остаточного растворителя под действием силы тяже­сти. Имеются указания [138] об успешной эксплуатации этих экстракторов на маслоэкстракционных заводах Китая, а также на заводах компании «Глиден» в Индиане и на заводе «Рель - стон и К0» в США.

Экстрактор (рис. 43), рассчитанный на пропускную способ­ность 250 г соевых, семян в сутки, имеет диаметр 6,7 м и вы­соту 3,7 м.

Экстрактор состоит из ротора І, выполненного в виде верти­кального полого вала, на котором укреплены в радиальном по­ложении восемнадцать отдельных камер 2, имеющих откидные перфорированные днища 3. Ротор при вращении опирается сво­ей периферийной частью на круговой монорельс 4 с помощью роликов 5. Ротор помещен в корпусе, снабженном отъемной крышкой 6. В стенках корпуса имеются вводы для ороситель­ных устройств 7 и шнек 8 для питания экстрактора. В нижней части корпуса экстрактора расположены мисцеллосборники 9,

Рис. 43. Экстрактор Блау-Нокса.

Бункер для приема материала после экстракции 10 и два раз­грузочных шнека 11, передающих шрот на испарители. Каждый мисцеллосборник имеет индивидуальный насос 12 для перекачки циркуляционной мисцеллы. Ротор приводится в движение от электродвигателя через редуктор с вариатором. В шнеке 8 ма­териал предварительно смачивается мисцеллой, которая подает­ся в него по трубопроводу 13. После разгрузки камеры, проис­ходящей в результате открытия днища, в момент, когда роли­ки 5 сходят с монорельса, и промывки днища камеры мисцел­лой ролики, скользя вначале по наклонному рельсу, а затем попадая на основной круговой монорельс, поджимают откидное днище к нижней части камеры. Будучи затем подведенной под загрузочную трубу 14, камера заполняется из шнека 8 мате­риалом. По мере вращения ротора экстрагируемый материал подвергается орошению в противотоке таким образом, что на

Наиболее обезжиренный материал действует чистый раствори­тель. Орошая последовательно камеры, содержащие более мас­личные слои экстрагируемого материала, растворитель посте­пенно насыщается маслом и, пройдя зону свежого материала с наивысшей концентрацией, отводится из аппарата. По оконча­нии экстракции, что соответствует полному обороту ротора, обез­жиренный материал автоматически выгружается из камеры в > бункер 10, откуда шнеками 11 транспортируется в испарители,

И экстракционный цикл повторяется снова. Из восемнадцати ка­мер экстрактора всегда находятся под разгрузкой и загрузкой і по одной камере и на экстракции — остальные пятнадцать. По

Данным Бейли [44], из экстрактора мисцелла выходит очень чистой. К недостаткам аппарата Бейли относит явления промо­ин и залетания материала, наблюдаемые в толще экстрагируе­мого материала, что снижает эффективность действия раствори- I теля и вызывает неравномерную масличность шрота.

На заводе Глиден (США) при экстракции сырого соевого лепестка экстрактор Блау-Нокса пропускает 305 т семян в сут­ки, при масличности 0,5%.

Экстрактор системы «Фильтрекс». Использова - 4 ние смешанного способа извлечения масла, в котором соче­

Тается экстракция погружением и орошением на тарельчатом вакуум-фильтре (план-фильтре), было предложено и разрабо­тано Д'Акуином, Виксом, Спадаро и другими [62, 69, 139, 140]. Об использовании план-фильтров в других производствах име­ются указания Касаткина [141]. Схема экстракционного агре­гата системы «Фильтрекс» представлена на рис. 44. Агрегат со-

Стоит из конвейера-смесителя 1, шнекового питателя 2, тарель­чатого вакуум-фильтра 3, пяти вакуум-мисцеллосборников 4, пяти циркуляционных насосов 5, вакуум-насоса 6, насоса для. чистого растворителя 7; компрессора 8, и шнека 9 для разгруз­ки обезжиренного остатка.

Тарелка фильтра приводится во вращение от привода с ме­няющимся числом оборотов в минуту (от 0 до 3). Разгрузочный шнек делает 70 об/мин. В качестве фильтрующей поверхности применялась проволочная сетка с отверстиями 60 ниток на дюйм. Под фильтром для мисцелл смонтированы пять вертикальных мисцеллосборников. В верхней своей части мисцеллосборники подключены к вакуум-насосу. Под разгрузочную секцию тарел­ки подводится линия непрерывной продувки фильтрующей сет­чатой поверхности от застрявших в ней частиц шрота. Продув­ка осуществляется при давлении 0,07 кг/см2 компримирован - ными парами растворителя, забираемыми из верхней части ап­парата компрессором.

Работа экстрактора. Лепесток, смешанный с мисцеллой III стока в конвейере-смесителе, шнековым питателем непре­рывно и равномерно распределяется по поверхности первой по ходу материала секции. Здесь с помощью разрежения в 50— 150 мм рт. ст., создаваемого вакуум-насосом, в течение 1—2 ми­нут из шлама отсасывается в приемник концентрированная мис­целла / стока, подаваемая иа рециркуляцию через первый рас­пылитель. Оставшийся в секции осадок с некоторым количест­вом масла при дальнейшем вращении тарелки противоточно про­мывается более слабой мисцеллой и на окончательной стадии — чистым растворителем. Наиболее концентрированная мисцелла II стока, проходящая в мисцеллосборник, является конечной мисцеллой и направляется поэтому на полировочную фильтра­цию и затем на дистилляцию. Осадок экстрагируемого мате­риала после //'стока промывается мисцеллой IV стока. Полу­чаемая при этой промывке мисцелла III стока подается, как было указано выше, в конвейер-смеситель. Осадок на фильтре после III стока промывается мисцеллой V стока. Получаемая при этой промывке мисцелла IV стока направляется на осадок II стока. Осадок на фильтре после IV стока промывается чистым растворителем. Получаемая при этой промывке слабая мисцел­ла, представляющая собой мисцеллу V стока, подается на про­мывку осадка после III стока. Осадок на фильтре после V сто­ка мисцеллы, представляющий проэкстрагированный шрот, по­дается на разгрузочный шнек и отводится в испаритель-шрото - сушилку.

Установлено, что для способа фильтрация — экстракция хо­рошие результаты получаются в условиях, когда через слой экстрагируемого материала при рециркуляции проходит в час не менее 10 000 кг мисцеллы на Г м2 фильтрующей поверхно­сти.

По данным указанных авторов, переработка семян хлопчат­ника по схеме фильтрация — экстракция проводится следую­щим образсцм. Хлопковая рушанка с масличностью 28—31% и небольшим содержанием шелухи с влажностью 7,2—7,7% пред­варительно измельчается на однопарных рифленых вальцовках с зазором 0,4 мм. Получаемая при этом крупка затем на пар­ных плющильных вальцовках превращается в лепесток толщи­ной 0,1—0,18 мм. Лепестковая мятка в течение 60 минут под­вергается тепловой обработке в пятичанной жаровне. В первом чане жаровни мятка увлажняется до 15—il'80/o с доведением температуры до 93,3—99°. Во втором чане температура под­нимается до 100—102°. Обильное увлажнение мятки в первом чане проводится для облегчения связывания основной массы гос­сипола с гелевой частью ядра. Из нижнего чана мезга выхо­дит с влажностью 7,5—8,5% и температурой 104—1105°. Перед подачей мезги в конвейер-смеситель мезга охлаждается до 60° и повторно вальцуется в лепесток для разрушения комочкоз мезги, образующихся при жарении, и для понижения влаж­ности примерно на 2%. Насыпной вес сырого лепестка 352 кг/мъ, а лепестка охлажденной мезги 576,7 кг)мъ. В конвейере-смеси­теле кондиционированный лепесток замачивается в течение 15— 20 мин. мисцеллой III стока концентрацией 9—112%. Толщина слоя экстрагируемого материала на тарелках 50 мм. При четы­рехкратной промывке материала мисцеллой и чистым раство­рителем и пропуске 7,72 кг мезги в минуту масличность шрота в % колебалась в таких пределах: после замачивания 114,7; по­сле 1-й промывки—1,9; после 2-й промывки —0,9 и после 3-й —0,8.

Кривая, построенная по показателям работы экстрактора с производительностью 100 т хлопковых семян в сутки, показана на рис. 45.

При переработке льняных семян рекомендуется следую­щий режим подготовки к экстракции в системе фильтрация — экстракция. Перед жарением семена измельчают на пятиваль­цовке. Мятка при мокром ее' фракционировании должна содер­жать остатка на сите 14 меш не более 4%, прохода на сите 60 меш не менее 42%. При жарении мятка сначала пропари­вается и увлажняется до 14%, а затем подсушивается до 9,0— 10% при температуре 90—92°. После жаровни мезгу охлажда­ют, подсушивают до влажности 7,'5—8,0% и пропускают че­рез плющильные вальцовки с зазором между валками в 0,15 мм и в виде тонкого лепестка подают в смеситель, в котором кон­тактирование лепестка с мисцеллой проводится при температу­ре 50—55°. Толщину слоя экстрагируемого лепестка на диске экстрактора держат в пределах 45—50 мм. При прохождении через слой экстрагируемого лепестка 15600—Л5 700 кг мисцел­лы в час на 1 м2 фильтрующей поверхности экстрактора мас­личность шрота колеблется в пределах 0,82—0,97%. По данным

Д'Акуина, Спадаро и других {69], .производительность экстрак­тора системы «Фильтрекс» с фильтрующей поверхностью 6,04 м2

(диаметр диска 3 м) достигает 100 г льняной лепестковой мез­ги в сутки.