МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
ОЧИСТКА МИСЦЕЛЛЫ И ПРИМЕНЯЕМАЯ ПРИ ЭТОМ АППАРАТУРА
Из трех основных способов разделения жидких неоднородных систем — отстаивания, фильтрации и центрифугирования — в маслоэкстракционном производстве наибольшее применение получил способ фильтрации. Однако в отдельных случаях применяются и оба других способа в виде самостоятельных или вспомогательных операций.
Мисцелловые ОТСТОЙНИКИ (мисцеллосборніі; к и) представляют собой преимущественно цилиндрические вертикальные резервуары с коническим днищем. По мере осаждения осадок сливается в шламовыпариватель или экстрактор. Осаждение твердых частиц в мисцелле подчиняется закону Стокса: скорость осаждения шлама зависит от вязкости мисцеллы (т. е. от температуры и концентрации) и разности удельных весов мисцеллы и частиц. Производительность мисцеллового отстойника зависит только от скорости и поверхности осаждения и не зависит от высоты. Пьэтому целесообразно отстойники делать многоярусными (рис. 57), с них шлам может отводиться в экстрактор [37].
Отстойник-гидрата тор для мисцеллы, используемый на экстракционной установке, оборудован системой, пезволяю-
щей вести обработку мисцеллы раствором поваренной соли. При такой обработке удается коагулировать значительное количество коллоидно-растворенных веществ мисцеллы и быстро осадить с помощью обводнения набухающие частицы белковых веществ. Такая обработка не особенно мутных мисцелл позволяет отказаться от последующей ее фильтрации. На рис. 58 представлена схема такого мисцеллов'ого отстойника-гидрататора. Сырая мисцелла, поступающая из декантатора по трубе 1, смешивается в фонаре 2 с раствором NaCl, нагнетаемым насосом 3. Смесь мисцеллы и раствора соли, пройдя іпо кольцевому зазору 4, входит внутрь аппарата и расслаивается. Чистая мисцелла, всплывающая вверх, отводится через воронки 5 или 6 и фонарь 7 к насосу 8 и далее на дистилляцию. Осевший в конусе водный раствор соли через патрубки 9, 10 или 11 направляется вновь ■к насосу 3 для циркуляции. По мере использования отработанный раствор соли сливается в воронку 12 и направляется в или з
Шнековый испаритель дворовую жироловушку. Раствор соли приготовляется в бачке 13. Краны 14 служат для отбора проб. По трубам 15 и 16 в отстойник поступает перелив чистой мисцеллы с декантатора и с автоматических приборов дис - тиляционной установки. Трубой 17 отстойник соединен с газо-воздушной линией цеха.
Рис. 57. Многоярусный
Отстойник: 1—зонты; 2—отвод чистой мисцеллы; 3—отвод шлама.
Поступление ! мисцеллы
Отстойник-гидрататор.
В экстракционных установках Де-Смета, эксплуатируемых в СССР, для хранения, гидратации и отстаивания мисцеллы служат горизонтальные аппараты с солевой .подушкой. Отстоявшаяся чистая мисцелла от водится из отстойника по шарнирной трубе, которая соединена с автоматическим
выключателем электродвигателя насоса, срабатывающим в момент, когда воронка шарнирной трубы опустится в слой солевого раствора. Это приспособление предотвращает попадание солевого раствора в дистиллятор.
Мисцелловые фильтры являются наиболее распространенными аппаратами, применяемыми для освобождения мисцеллы от твердых частиц. Способ фильтрации на этих аппаратах основан на задержании твёрдых частиц пористыми перегородками, способными пропускать жидкую фазу и задерживать твердые примеси. При фильтрации жидкость в начальный момент преодолевает гидравлическое сопротивление только перегородки, но в дальнейшем в связи с образованием на фильтрующей перегородке осадка к указанному сопротивлению добавляется и сопротивление слоя осадка. Толщина и характер слоя осадка является основным фактором, определяющим производительность фильтра и расход энергии на продавливапие жидкости через фильтр. Большинство применяемых фильтрующих перегородок (ткани, сетки, зееры и т. п.) в начале процесса пропускает некоторое количество гонких суспендированных частиц. Однако после того как на поверхности перегородки образуется осадок, поры которого меньше, чем поры перегородки, эффект фильтрации улучшается и содержание твердой фазьг в фильтрате доходит до нормы. Хорошие результаты достигаются при равномерном и непрерывном давлении и подаче суспензий на фильтрацию без толчков. В практике маслоэкстракционного производства фильтрация мисцеллы обычно сопровождается промывкой фильтров, а в некоторых случаях промывкой и просушкой отфильтрованного осадка. Движение жидкости при фильтрации нельзя рассматривать как ламинарное движение по капиллярам, так как все каналы фильтрующей среды сообщаются между собой и представляют сплошное пористое пространство.
На практике' фильтрация мисцеллы происходит при постоянном давлении и постепенно уменьшающейся скорости фильтрации (патронные фильтры, фильтрпрессы) или при постоянной скорости фильтрации и постепенно возрастающем давлении.
По способу работы мисцелловые фильтры делятся на фильтры периодического и фильтры непрерывного действия. К первой группе относятся фильтрпрессы, мешочные и патронные фильтры, а ко второй — барабанные фильтры.
Фильтры периодического действия. Мисцелловые фильтрпрессы применяются уже давно, они отличаются относительно низкой производительностью и требуют большой затраты рабочей силы при тяжелых условиях труда во время перезарядок. Несмотря на перечисленные недостатки, фильтрпрессы все же применяются еще в промышленности благодаря возможности создания высоких давлений. Особое место в группе мисцелловых фильтров периодического действия занимают более сложные аппараты, в которых предусмотрено механическое удаление осадков и очистка фильтрующей поверхности обратным током фильтрата, т. е. чистой мисцеллы. Рассмотрим устройство и работу мисцелловых фильтрпресса, мешочного и патронного фильтров.
Фильтрпресс для масляных мисцелл (рис. 59), входящий в комплект старых г ил ьдеб ра ндтовски х экстракционных установок. обычно дополняется парообразователем, <в котором готовятся перегретые пары бензина, необходимые для продувки и сушки фильтрпрессного шлама [37].
Рис. 59. Фильтрпресс:
Л 2, 5—опорные станины; 3, 13—полые станины; 4—траверзы; 6—паровая труба; 7—манометр; 8—шток; 9, 10—штурвалы; //>—плиты, (А—правые, В—левые); /2—рамы.
Мешочные фильтры (рис. 60). При работе на ковшовых экстракторах в связи с некоторой самофильтрацией мисцеллы через слой неподвижно лежащего в ковшах материала, содержание твердых частиц в сырой мисцелле сравнительно невелико (0,02—0,04%), поэтому для окончательного освобождения суспендированных частиц применяются мешочные фильтры.
Загрязненная мисцелла, поступающая внутрь фильтра под напором, создаваемым насосом, проходит через ткань и, двигаясь по каналам, образующимся вдоль цепей, к дырчатой трубе, собирается в коллекторе. Из коллектора чистая мисцелла направляется в сборник мисцеллы. Частицы шрота, оседающие на ткани, по мере накопления отводятся в экстрактор. Фильтр продувают периодически, как только давление мисцеллы в нем достигает 1,5 ати. Если продувка не снижает давления, то фильтр ставят на промывку обратным током чистой мисцеллы. При сильном загрязнении фильтр перезаряжают.
Аналогичными фильтрами комплектуется экстракционная установка Олье. Для экстрактора производительностью 200 г жмьиха в сутки фирма Олье рекомендует устанавливать 8 фильтров, каждый из которых состоит из 20 фильтрующих рам с мешалками для очистки и разгрузки шлама.
Рис. 60. Мешочный фильтр:
/—корпус; 2—крышка; 3—зажимы; -/-^перфорированные трубы; 5—ииипели; 61— мешок; 7—коллектор; в—цепи; 9—сливная труба; 10—патрубок для чистой мисцеллы; //—промывная труба: 12—вход загрязненной мисцеллы; /Зі—паровая
Труба; К—рамы; IS—противовес; 16—отростки для труб
Патронные фильтры (рис. 61|). Аппараты этого типа предназначены для фильтрации мисцелл, содержащих значительное количество твердых взвесей (от 0,5 и выше). Применение патронных фильтров взамен фильтрпрессов обусловливается" их высокой производительностью, механизированной промывкой и простотой обслуживания [37].
Работа патронного фильтра протекает следующим образом. Загрязненная мисцелла, входящая внутрь, фильтруется через патроны и, пройдя коллектор, выходит из аппарата через фонарь. Через каждые 24—48 часов, в зависимости от загрязненности мисцеллы, подача жидкости прекращается и фильтрующая ткань промывается обратным током чистой мисцеллы. Для этого, закрыв входной и выходной краны, из монжю внутрь патронов подают под давлением чистую мисцеллу, которая смывает слой осадка с ткани. Толщина слоя около 4—6 мм. Шлам, собирающийся в конусе, отводится в загрузочную коЛонну экстрактора. После промывки фильтр вновь ставится в рабочее положение.
В конструкции патронов предусмотрена возможность посвер - ки качества фильтрата мисцеллы по каждому патрону. Фильтрующая поверхность каждого патрона 0,6 м2. Общая фильтрующая поверхность аппарата 15 м2. Фильтр работает под давлением 0,5 ати, создаваемым напорным бачком, расположенным на высоте 5 ж от уровня приемного патрубка или под давлением
Рис. 61. Патронный фильтр: /—корпус фильтра; 2—.патрои фильтрующий; А—спуск шлама; 4—мешалки; 5—поступление мутной мисцеллы; 6—отвод чистой мисцеллы; 7>—поступление промывной мисцеллы; 8—напорный бак промывной
Мисцеллы.
До 1,5 ати, создаваемым насосом. Давление обратного тока мисцеллы при. промывке около 4 ати, 'не выше.
Работа фильтра с перлоновой тканью характеризуется диаграммой, представленной на рис. 62.
Перлон в качестве фильтрующей среды был принят потому, что благодаря отсутствию на поверхности перлоновых ниток ворса шлам не связывается в твердую лепешку и, как показали испытания, при промывке обратным током осадок полностью смывается с 2000 поверхности ткани. 1д0
Фильтры непрерывного действия. ^ Фильтры этого типа чаще всего пред - ^ isoo ставляют собой вращающиеся бара - > баны или диски и работают под ваку - « шо умом или давлением. Барабанный мис - | целловый фильтр, работающий под I вакуумом, применяется в экстракцион - ^ ной установке системы «Дисолекс» и I 1000 др. Более или менее ясных данных о I 8до работе этих фильтров при очистке мас - | ляных мисцелл не имеется. В СССР <| воо на отдельных заводах нашел примене- ^ ние барабанный мисцелловый фильтр, ^ ш описанный Р. И. Спиновым [164]. ^ Фильтр представляет собой лерфори - 200 рованный барабан в герметическом корпусе. Наружная поверхность барабана покрыта фильтровальной тканью.
Нефильтрованная мисцелла, вводи - Рис. 62. Диаграмма фильт - мая внутрь корпуса по дырчатым труб - рации,
Кам, распыляется на фильтрующую поверхность барабана. Пройдя фильтрующую среду и освободившись от твердых частиц, чистая мисцелла по трубе полого вала барабана выводится из фильтра.
Струйки мисцеллы, выходящие из распылителей, смывают осадок, который сливается в коническое днище и отводится в экстрактор. При фильтрующей поверхности в 2,6 м2 аппарат обеспечивает очистку при температуре 50° около 2,5 мъ/час подсолнечной мисцеллы с начальным содержанием твердых частиц от 0,06 до 0,12%. Содержание твердых частиц после фильтрации от 0,004 до 0,008%.
Центрифуги. Отделение твердых частиц из мисцеллы при ее очистке перед дистилляцией с помощью центрифугирования не нашло широкого применения.. Однако центрифуги для отделения соапстока при рафинации мисцеллы перед дистилляцией уже используются на некоторых американских заводах [165, 166]. О конструктивных особенностях этих центрифуг данных в литературе пока не имеется.