PL186743B1 - Instalacja do ekstrakcji torfu - Google Patents

Abstract

Instalacja do ekstrakcji torfu obejmująca zbiornik ekstrak- '—2 cyjny, układ przewodów doprowadzających ciekły czynnik ekstrakcyjny oraz układ przewodów odprowadzających ekstrakt, a ewentualnie także zbiornik cyrkulacyjny i środki do utrzymywania wymuszonego przepływu ciekłego czynnika ekstrakcyjnego oraz środki do jego podgrzewania, znamienna tym, że zbiornik ekstrakcyjny ma układ nieperforowanych ścian twotzących zewnętrzny zbiornik (1) oraz wewnętrzną przestrzeń zbiornikową (3) mającą, co najmniej jedną perforowaną ścianę, korzystnie dwie przeciwległe perforowane ściany, a w szczególności całkowicie otoczoną ścianami perforowanymi, do umiejscowienia złoża torfu poddawanego ekstrakcji, ptzy C2ym wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa ma taki układ, że umożliwia przepływ rozpuszczalnika ekstrahującego głównie w kierunku ku górze, układ przewodów doprowadzających (13, 13') zapewnia płynom przepływ do wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3) 1 korzystnie zainstalowany jest tak, że wchodzi 1 otwiera się do tej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3), zaś układ przewodów odprowadzających (7,8,10,11)jest zamocowany do zewnętrznego zbiornika (!) na zewnątrz wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3), przy czym instalacja obejmuje ewentualnie zbiornik cyrkulacyjny (32) połączony z układem przewodów odprowadzających (7, 8, 10, 11) do zbierania ekstraktu, środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymania kontrolowanej cyrkulacji cieczy 1 dodatkowo obejmuje środki grzewcze (30) przewidziane do ogrzewania wskazanego ciekłego czynnika ekstrahującego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest instalacja do ekstrakcji torfu, a w szczególności instalacja do ekstrakcji torfu obejmująca zbiornik ekstrakcyjny, układ przewodów doprowadzających czynnik ekstrahujący oraz układ przewodów odprowadzających ekstrakt.

Ekstrakcję dużych ilości torfu prowadzić można metodą statyczną, lecz jak zostanie to wykazane, metoda taka okazała się niezadowalająca. Metodę statyczną powszechnie wykorzystuje się aby otrzymać - z surowców o luźnej strukturze i raczej niskim stopniu rozdrobnienia - ekstrakty metodą wymywania rzutowego za pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika. Metodę statyczną realizuje się w wannach ekstrakcyjnych, ewentualnie wyposażonych w mieszadła mechaniczne. Wanny takie napełnia się surowcem i rozpuszczalnikiem ekstrahującym w dowolnej kolejności. Okresowo można mieszać mieszaninę torfu i rozpuszczalnika.

Płyn ekstrahujący pozostawia się w kontakcie z surowcem torfowym przez okres dostateczny dla otrzymania nasyconego roztworu pożądanej lub pożądanych substancji w czynniku ekstrahującym. Następnie zezwala się opaść cząstkom torfu i albo dekantuje się ekstrakt znad złoża, albo odbiera się ekstrakt z dna ekstraktora stosując filtr.

Gdy metodę tę stosuje się w odniesieniu do surowego, powietrznie suchego torfu odbieranie ekstraktu z dna ekstraktora jest często niemożliwe z uwagi na tworzenie się niemal nieprzepuszczalnej warstwy szlamu w skutek sedymentacji napęczniałych cząstek torfu.

Jednakże, chociaż zwiększa się kontakt cząstek torfu z czynnikiem ekstrahującym poprzez intensyfikację mieszania, takie postępowanie powoduje rozproszenie warstwy mułu i sprawia, że niemożliwe jest zdekantowanie klarownego ekstraktu. Sedymentacja i pęcznienie cząstek torfu powoduje dalsze kłopoty w fazie rozładunku wanny i czyszczenia przed rozpoczęciem następnego cyklu. Sytuacja nie ulega przy tym poprawie, zarówno wówczas, gdy najpierw załaduje się wannę torfem a następnie wprowadzi się rozpuszczalnik, ani gdy kolejność tych czynności zostanie odwrócona, to znaczy gdy najpierw wypełni się wannę rozpuszczalnikiem a następnie wprowadzi się do niego torf.

Ponadto, przy dekantację pożądane substancje aktywne dyfundujądo rozpuszczalnika ekstrahującego jedynie z górnych partii złoża surowego torfu, co prowadzi do niskich stężeń w cieczy nad złożem i w konsekwencji do niskiej wydajności procesu ekstrakcji. Pożądane substancje zawarte w głębszych warstwach złoża torfowego nie są rozpuszczane lecz usuwane wraz z torfem poekstrakcyjnym.

Dynamiczną ekstrakcję także już proponowano, przykładowo w zgłoszeniu międzynarodowym opublikowanym za numerem WO 92/16600 i prowadzi się ją w ekstraktorach ze stałym złożem torfu z ciągłym przepływem cieczy ekstrakcyjnej. Rozpuszczalnik doprowadza się przez perforowane dno zbiornika na torf i penetruje on złoże w stały, równomierny sposób. Po przejściu przez złoże ekstrakt odbiera się powyżej górnego poziomu złoża torfu.

W znanym ekstraktorze objętym zgłoszeniem nr PCT/EP92/00535 czynnik ekstrahujący wprowadzało się do urządzenia pod pewnym ciśnieniem. W praktyce, w pobliżu perforowanego dna, w złożu torfu tworzył się w następstwie oddziaływania ciśnienia złoża torfu rodzaj placka, bowiem najpierw załadowywano torf, a następnie wypompowywano czynnik ekstrahujący.

186 743

Często, zdarzało się, że początkowe ciśnienie cieczy było tak wysokie, że całe złoże torfu - niezwilżone należycie - unosiło się do góry lub pozostawało suche w czasie całego procesu ekstrakcji, bowiem ciecz formowała kanały w obrębie złoża, bądź też przepływała pomiędzy złożem a ściankami ekstraktora, które to zjawisko określano terminem „efekt ścianki”. Zachodziła zatem wątpliwość, czy wszystkie cząstki torfu były naprawdę zwilżone i zawieszone w cieczy ekstrahującej w wyniku zrównoważenia szybkości przepływu cieczy i szybkości sedymentacji cząstek stałych. W rzeczywistości były duże części złoża, w których zatrzymane zostało powietrze i z tego powodu cząstki torfu nie mogły sedymentować swobodnie i były porywane przez strumień cieczy ekstrakcyjnej.

W ostatnio omówionym typie ekstraktorów, główne trudności związane były z kontrolą równomiernego i jednorodnego przepływu czynnika ekstrahującego przez złoże torfu; „efekt ścianki” powodował lepsze zwilżanie cząstek torfu w sąsiedztwie ścianek ekstraktora w porównaniu ze środkowymi partiami złoża. Z drugiej strony, w rejonie ścian osiągana była większa szybkość przepływu, co prowadziło do braku równomierności wyekstrahowania pożądanych substancji i w konsekwencji do niższej wydajności niż pożądana. Trudności w odpowietrzeniu złoża torfu były główną przyczyną tych efektów.

Jest celem wynalazku zatem, zapewnienie rozwiązania pozwalającego na ekstrakcję dynamiczną, o jakiej wspomniano powyżej, wolnego od wad znanych ekstraktorów i zapewnienia możliwości ekstrakcji torfu bez naruszenia jego naturalnej struktury kapilarnej.

Dalszym celem wynalazku jest zapewnienie rozwiązania ze stacjonarnym złożem torfu nasiąkniętym czynnikiem ekstrakcyjnym w takim samym stopniu jak naturalne złoża torfu nasiąknięte są wodą.

Innym celem wynalazku jest zapewnienie instalacji do ekstrakcji torfu, przystosowanej do bardziej ekonomicznego sposobu eksploatacji, a zatem gwarantującego wyższe wydajności.

Cele te osiągnięto dzięki opracowaniu instalacji do ekstrakcji torfu według obecnego wynalazku.

instalacja do ekstrakcji torfu obejmująca zbiornik ekstrakcyjny, układ przewodów doprowadzających ciekły czynnik ekstrakcyjny oraz układ przewodów odprowadzających ekstrakt, a ewentualnie także zbiornik cyrkulacyjny i środki do utrzymywania wymuszonego przepływu ciekłego czynnika ekstrakcyjnego oraz środki do jego podgrzewania, według wynalazku cechuje się tym, że zbiornik ekstrakcyjny ma układ nieperforowanych ścian tworzących zewnętrzny zbiornik oraz wewnętrzną przestrzeń zbiornikową mającą co najmniej jedną perforowana ścianę, korzystnie dwie przeciwległe perforowane ściany, a w szczególności całkowicie otoczoną ścianami perforowanymi, do umiejscowienia złoża torfu poddawanego ekstrakcji, przy czym wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa ma taki układ, że umożliwia przepływ rozpuszczalnika ekstrahującego głównie w kierunku ku górze, układ przewodów doprowadzających zapewnia płynom przepływ do wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej i korzystnie zainstalowany jest tak, że wchodzi i otwiera się do tej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, zaś układ przewodów odprowadzających jest zamocowany do zewnętrznego zbiornika, na zewnątrz wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, przy czym instalacja obejmuje ewentualnie zbiornik cyrkulacyjny połączony z układem przewodów odprowadzających do zbierania ekstraktu, środki do utrzymania kontrolowanej cyrkulacji ęieczy i dodatkowo obejmuje środki grzewcze przewidziane do ogrzewania wskazanego ciekłego czynnika ekstrahującego

Zgodnie z wynalazkiem w zbiorniku ekstrakcyjnym układ przewodów doprowadzających obejmuje co najmniej jeden przewód doprowadzający zasilający czynnikiem ekstrahującym komorę kolektorową z wieloma otworami rozmieszczonymi z dala od siebie do rozprowadzania tego czynnika w wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, przy czym układ przewodów doprowadzających korzystnie obejmuje co najmniej dwa otwory usytuowane na różnych poziomach.

Zgodnie z wynalazkiem w zbiorniku ekstrakcyjnym układ przewodów doprowadzających obejmuje, korzystnie, co najmniej jeden przewód doprowadzający wyposażony w co najmniej jedno odgałęzienie rozprowadzające, ustawione pod katem w stosunku do tego przewodu doprowadzającego, korzystnie pod katem 90° i mające co najmniej jeden otwór, przy czym to odgałęzienie rozprowadzające korzystnie ma co najmniej jedno ramię

186 743 boczne mające inny otwór, a czynnik ekstrahujący jest rozprowadzany przez te otwory w złożu torfu w tej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej.

Korzystnie, instalacja według wynalazku ma zbiornik ekstrakcyjny posiadający co najmniej jedną z następujących cech:

a) układ przewodów doprowadzających obejmuje co najmniej dwa przewody doprowadzające, korzystnie ustawione względem siebie współosiowo;

b) układ przewodów doprowadzających obejmuje co najmniej jeden przewód doprowadzający usytuowany zasadniczo pionowo,

c) zewnętrzny zbiornik zbiornika ekstrakcyjnego jest zaprojektowany jako zbiornik ciśnieniowy, a na tych przewodach rozmieszczone są środki do generowania i utrzymywania ciśnienia, obejmujące co najmniej jedną pompę.

Korzystnie, każdy wskazany przewód doprowadzający obejmuje wewnętrzną część przewodu doprowadzającego oraz odpowiadającą jej zewnętrzną część przewodu doprowadzającego usytuowaną na zewnątrz zbiornika zewnętrznego, a części te połączone są ze sobą i każda zewnętrzna część przewodu doprowadzającego obejmuje zawór, korzystnie sterowany poprzez elektroniczną kontrolę procesu, pozwalający zamknąć i/lub regulować przepływ czynnika ekstrahującego przez każdy przewód doprowadzający, tak, że możliwa jest niezależna praca każdego zaworu i odpowiednio, przewodów doprowadzających, przy czym zewnętrzna część przewodu doprowadzającego ma ewentualnie przepływomierz.

Korzystnie, zgodnie z wynalazkiem w zbiorniku ekstrakcyjnym układ nieperforowanych ścian zewnętrznego zbiornika w ich górnej części obejmuje co najmniej jeden wewnętrzny, korzystnie pierścieniowy, występ, a wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa obejmuje środki kołnierzowe wysunięte na zewnątrz i opierające się na występie, przy czym występ i kołnierz korzystnie tworzą zamknięcie, w szczególności obejmujące także środki doszczelniające, takie jak uszczelka, pomiędzy nimi.

Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie, w zbiorniku ekstrakcyjnym układ nieperforowanych ścian zewnętrznego zbiornika w ich górnej części obejmuje pokrywę korzystnie o kształcie stożkowym, a pokrywa ta dodatkowo obejmuje zamocowane do niej: co najmniej jedną część układu przewodów doprowadzających i co najmniej jedną część układu przewodów odprowadzających.

Zgodnie z wynalazkiem, w zbiorniku ekstrakcyjnym układ przewodów odprowadzających obejmuje co najmniej jeden górny odpływ do okresowego lub ciągłego odbierania przelewającego się ekstraktu, jak również co najmniej jeden drugi odpływ wybrany spośród co najmniej jednego pośredniego odpływu, bocznego odpływu i dwóch dennych odpływów, zwłaszcza do rzutowego odprowadzania ekstraktu z tego torfu.

Instalacja według wynalazku obejmuje także zbiornik cyrkulacyjny połączony z układem przewodów odprowadzających do zbierania ekstraktu, środki do utrzymania kontrolowanej cyrkulacji cieczy pomiędzy zbiornikiem ekstrakcyjnym ze zbiornikiem zewnętrznym i zbiornikiem wewnętrznym a zbiornikiem cyrkulacyjnym, które obejmują przewód zawracający i korzystnie co najmniej jeden zawór na tym przewodzie zawracającym i/lub pompę cyrkulacyjną umożliwiającą wymuszony przepływ cieczy.

Korzystnie, środki do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy obejmują co najmniej jedną pompę zwłaszcza jedną pompę na przewodzie odprowadzającym i inną pompę na przewodzie zawracającym, typu pompy bezpulsacyjnej, korzystnie pompy wirnikowej.

Środki do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy są ręcznie i/lub elektronicznie sterowane. Korzystnie co najmniej jedne środki do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy pracują w warunkach elektronicznej kontroli procesu.

Zgodnie z wynalazkiem instalacja obejmuje co najmniej dwa czujnikowe środki do określania poziomu cieczy w zbiorniku ekstrakcyjnym, korzystnie zainstalowane na różnych poziomach zewnętrznego zbiornika, a najkorzystniej zainstalowane na różnych poziomach górnej części zbiornika zewnętrznego.

Instalacja według wynalazku, korzystnie dodatkowo obejmuje co najmniej dwa czujnikowe środki do określania poziomu cieczy w zbiorniku ekstrakcyjnym i co najmniej jedne środki do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy kontrolowane są tymi środkami czujnikowymi.

186 743

Instalacja według wynalazku, korzystnie dodatkowo obejmuje środki grzewcze przewidziane do ogrzewania wskazanego ciekłego czynnika ekstrahującego wchodzącego do wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej zbiornika do elkstrakcji przez przewody doprowadzające, przy czym środki grzewcze korzystnie obejmują wymiennik ciepła, który w szczególności zamocowany jest na przewodzie zawracającym do dostosowywania temperatury cieczy, zaś przewód zawracający ewentualnie kieruje tę ciecz do kolektora do rozdzielenia do przewodów doprowadzających i dalej do zbiornika ekstrakcyjnego.

Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie zbiornik do ekstrakcji dodatkowo obejmuje przezroczyste otwory, zwłaszcza okienka z szybkami dobranymi dla zbiorników ciśnieniowych oraz ewentualnie urządzenie oświetlające do wizualnej kontroli procesu.

Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie zbiornik do ekstrakcji dodatkowo obejmuje środki do optycznego badania wnętrza, w celu optycznej kontroli procesu.

Korzystnie, zgodnie z wynalazkiem zbiornik do ekstracji ma dodatkowo zawór bezpieczeństwa dla uniknięcia niepożądanego nadciśnienia, przy czym zawór bezpieczeństwa jest zaopatrzony w filtr dla uniknięcia emisji cząstek torfu i/lub cieczy ekstrahującej.

Korzystnie, zgodnie z wynalazkiem co najmniej jedna część układu przewodów odprowadzających jest wyposażona w co najmniej jeden filtr do zatrzymywania cząstek torfu wewnątrz zbiornika ekstrakcyjnego.

Istnienie w zbiorniku ekstrakcyjnym zewnętrznego zbiornika, pozwalające na wnikanie rozpuszczalnika do złoża torfu od wewnątrz i/lub od zewnątrz wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej przez co najmniej jedną ścianę perforowaną tej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej umożliwia lepsze osiadanie rozproszonych cząstek torfu w przestrzeni pomiędzy wewnętrznym i zewnętrznym zbiornikiem, tak że otrzymuje się ekstrakty o wyższej czystości, co ułatwia lub nawet eliminuje konieczność dalszego przetwarzania ekstraktu.

Jeśli co najmniej dwie przeciwległe ściany wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej są perforowane, można załadować ekstraktor do wyższego poziomu niż znane ekstraktory, bez ryzyka otrzymania większej ilości zanieczyszczeń (cząstek torfu) w ekstrakcie. Nie mniej, osiągnięty zostanie w tych warunkach wyższy stopień nasycenia roztworu.

Jednakże, jeśli wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa jest całkowicie otoczona przez ściany perforowane, co powoduje zwiększenie powierzchni wymiany rozpuszczalnika i ekstrahowanych substancji w porównaniu ze znanymi ekstraktorami, sprawia to, że jest ściślejsza wymiana substancji pomiędzy rozpuszczalnikiem a złożem torfu. Wynika to z faktu, że rozpuszczalnik może wnikać do wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej ze wszystkich stron, podczas gdy pożądane substancje, po rozpuszczeniu mogą przechodzić do przestrzeni między wewnętrzną przestrzenią zbiornikową a ścianami zewnętrznego zbiornika. Ponadto użycie dwóch zbiorników, jednego umieszczonego w drugim, eliminuje niekorzystny efekt ścianki występujący w znanych ekstraktorach. W konsekwencji osiąga się wyższe nasycenie ekstraktu i lepsze wykorzystanie torfu, co prowadzi do poprawy działania i zwiększenia wydajności.

Podczas gdy znane ekstraktory miały zazwyczaj okrągły przekrój poprzeczny, w obecnym wynalazku rozważana jest optymalna konfiguracja ekstraktora w przekroju. W rzeczywistości obecny wynalazek prowadzi do zwiększenia powierzchni, na której zachodzi wymiana substancji. Chociaż dopuszczalne są różnorodne przekroje poprzeczne odpowiadające zwiększonemu stosunkowi powierzchni do objętości, nie może to jednak prowadzić do tworzenia się zbyt wielu katów, z których trudno byłoby usuwać resztki torfu i szlamu, a tym samym do uniemożliwienia oczyszczenia wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej. Tak więc równoległościenne przekroje, korzystnie przekrój prostokątny stanowiłby dobry kompromis, zwłaszcza w przypadku stosunkowo wysokiego stosunku wymiarów w jednej płaszczyźnie do grubości w kierunku prostopadłym, do tej płaszczyzny. Prowadzi to do lepszej i bardziej jednolitej penetracji rozpuszczalnika do i przez złoże torfu niż przy przekrojach okrągłych, gdzie peryferyjne regiony są zasadniczo w bliższym kontakcie z rozpuszczalnikiem niż region centralny. Stosunek krótszego boku we wskazanej większej płaszczyźnie do grubości równoległościanu powinien korzystnie przekraczać 1,5:1 i powinien osiągać stosunek wyższy niż 2:1, korzystnie wyższy niż 3:1, w szczególności 5:1 i więcej.

186 743

W tym ostatnim przypadku ukształtowanej jak plasterek wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, mogłaby mieć ona dwie duże równoległe powierzchnie w niewielkiej od siebie odległości, zasadniczo w ustawieniu pionowym i korzystnie centrycznie względem zbiornika zewnętrznego, podczas gdy ów zbiornik zewnętrzny mógłby być przedzielony środkową ścianką przegrodową połączoną z mniejszym bokiem wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, tak że rozpuszczalnik jest podawany z jednej strony przegrody przewodami zasilającymi usytuowanymi po jednej stronie przegrody i odbierany z drugiej strony ścianki przegrodowej. Przy takim układzie byłoby nawet dopuszczalne, aby dno równoległościennej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej stanowiła para wałków wyciskających, tak, że torf mógłby być wolno podawany od góry, a po wyekstrahowaniu ulec odciśnięciu i wyładowaniu. Umożliwiałoby to pracę ciągłą instalacji, chociaż dla uniknięcia zaburzeń przepływu rozpuszczalnika ruch złoża torfu przez ekstraktor następować by mógł jedynie z niewielką szybkością. przykładowo małymi skokami lub przyrostami. Wałki wyciskające mogą mieć elastyczną powierzchnię i tworzyć szczelne zamknięcie dna wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, które powinno by mieć maksymalnie szerokość odpowiednią do średnicy i długości wałków wyciskających, lecz w szczególności mniejszą. Dodatkowe uszczelnienia mogą być przewidziane między ścianami wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej a wałkami.

Nawet jednak z okrągłym (lub poligonalnym, takim jak kwadratowy) przekrojem, korzystny przykład realizacji wynalazku może zapewniać bardziej bliski kontakt rozpuszczalnika ze złożem torfu, jeśli system przewodów doprowadzających obejmuje co najmniej jeden przewód zasilający doprowadzający czynnik rozpuszczalnikowy do kolektorowej komory z wieloma otworami odsuniętymi od siebie wzajemnie, do rozprowadzania tego czynnika w obrębie wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej, przy czym system ten ma co najmniej dwa otwory wypływowe na różnych poziomach.

Tak więc wewnętrzne przewody zasilające do wprowadzania czynnika ekstrahującego mogą być usytuowane wzdłuż osi w pozycji pionowej i zakończone są w środkowym rejonie wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej rozdzielczą komorą kolektorową, korzystnie na co najmniej dwóch poziomach. W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku są odgałęzienia poprzeczne, przykładowo odchodzące horyzontalnie od kolektorów i mają co najmniej jeden otwór. Odgałęzienia poprzeczne mogą mieć ramiona boczne, także z co najmniej jednym otworem.

Każdy wewnętrzny przewód zasilający może być podzielony na część wewnętrzną, która jest połączona z zewnętrzna częścią przewodu doprowadzającego. Korzystnie na każdej zewnętrznej części przewodu zasilającego jest zawór kontrolny, umożliwiający zamknięcie lub regulację przepływu czynnika ekstrahującego niezależnie dla każdego przewodu zasilającego. Może to zapewnić lepszą kontrolę przepływów rozpuszczalnika przez złoże torfu, ponieważ każdy zawór kontrolny pracuje niezależnie od pozostałych zaworów. Ponadto, na każdej zewnętrznej części przewodów zasilających może być zamontowany przepływomierz do monitorowania odpowiedniego przepływu rozpuszczalnika. W korzystnym przykładzie realizacji, każdy zawór kontrolny może być ręcznie lub elektronicznie uruchamiany i ponadto może być połączony z jednostką elektronicznej kontroli procesu w celu optymalizacji zasilania i warunków ekstrakcji.

W celu skrócenia przestojów ze względu na konieczność czyszczenia i konserwacji, korzystnie - zgodnie z jednym przykładem realizacji wynalazku - zewnętrzny zbiornik ekstraktora, w jego górnej części ma co najmniej jeden pierścieniowy występ na wewnętrznej ścianie stanowiący podporę dla kołnierza wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej. Występ i kołnierz mogą przez to tworzyć zamknięcie przestrzeni pomiędzy obu ścianami, jeśli między nie wprowadzi się uszczelkę doszczelniającą. Przepływ ekstraktu wzdłuż ścian bocznych zewnętrznego zbiornika jest zatrzymywany przez to zamknięcie. Ponadto, w ten sposób wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa może być łatwo wyjęta z zewnętrznego zbiornika aby przeprowadzić czyszczenie lub konserwację, co skraca czas przestojów.

Zgodnie z innym przykładem realizacji wynalazku system przewodów odprowadzających ekstrakt może obejmować co najmniej jeden górny odpływ lecz korzystnie może mieć co najmniej jeden odpływ pośredni i /lub odpływ boczny i/lub co najmniej jeden odpływ denny. W ten sposób ekstrakt może być odbierany przykładowo rzutowo i korzystnie kierowany do zbiornika recyrkulacyjnego. Na przewodach oraz w zbiornikach może być zainstalowany zespół środków do kontrolowania cyrkulacji płynów w tych przewodach i zbiornikach. Zespół taki obejmować może co najmniej jeden

186 743 zawór i/lub pompę cyrkulacyjną umożliwiającą wymuszoną cyrkulację cieczy w układzie. Wskazany co najmniej jeden zawór może być obsługiwany ręcznie lub elektronicznie i połączony z - korzystnie wspomaganą komputerowo - jednostką elektronicznej kontroli procesu.

W innym przykładzie realizacji czujniki mogą być zainstalowane na różnych poziomach wewnętrznego l/lub zewnętrznego zbiornika i/lub pokrywie zbiornika do ekstrakcji, w celu wskazywania, przykładowo faktycznego poziomu czynnika ekstrahującego wewnątrz i/lub zakłóceń w normalnym przebiegu procesu ekstrakcji. Te same czujniki mogą być połączone z jednostką elektronicznej kontroli procesu aby umożliwić elektroniczną, korzystnie wspomaganą komputerowo - kontrolę elektronicznych zaworów układu przewodów zasilających i/lub pomp w celu optymalizacji warunków ekstrakcji oraz generalnie pracy instalacji do ekstrakcji.

W każdym przykładzie realizacji, ekstraktor może być wyposażony w dodatkowe środki do optycznej i/lub wizualnej kontroli procesu i sprawowania nadzoru.

W jednym z przykładów realizacji wynalazku przeźroczyste otwory, takie jak szklane okienka do zbiorników ciśnieniowych, mogą być usytuowane na pokrywie ekstraktora i/lub na dowolnej użytecznej stronie jego zbiornika zewnętrznego. Takie szklane okna mogą być również wyposażone w wewnętrzne urządzenie czyszczące takie jak wycieraczki. Dodatkowo urządzenie oświetlające może być zainstalowane w środku zewnętrznego zbiornika lub w pokrywie ekstraktora, tak że możliwe jest oświetlenie jego wnętrza i optyczna kontrola procesów zachodzących wewnątrz.

To samo zadanie może, jednakże być zrealizowane za pomocą czujników optycznych połączonych z systemem przetwarzania ich na bodźce wizualne lub z systemem przetwarzania danych.

W jednym z korzystnych przykładów realizacji wynalazku, na układzie przewodów zasilających, zwłaszcza na przewodzie do zawracania ekstraktu zamontowane jest urządzenie grzewcze, takie jaki wymiennik ciepła do podwyższania temperatury rozpuszczalnika (i tym samym podwyższania jego zdolności roztwarzania). Także środki do regulacji lub kontroli temperatury cieczy wprowadzanych do ekstraktora, zwłaszcza ekstraktu zawracanego do obiegu mogą być zapewnione.

Wymuszona cyrkulacja czynnika ekstrahującego przez złoże torfu zapewni intensyfikację ekstrakcji. Dlatego, korzystnie wynalazek realizuje się w układzie z co najmniej jedną pompą (zamiast prostego przepływu grawitacyjnego) do utrzymywania przepływu cieczy. Korzystnie wykorzystuje się taki typ pomp, zwłaszcza do utrzymania recyrkulacji ekstraktu cieczy, które nie powodują pulsacji cieczy. Pompy wirnikowe są szczególnie przydatne do tego celu. W ten sposób unika się zaburzenia pożądanego - zwykle spokojnego, równomiernego przepływu. W tym samym celu, to znaczy dla zintensyfikowania ekstrakcji, zewnętrzny zbiornik ekstraktora można zaprojektować jako zbiornik ciśnieniowy ze środkami do utrzymania ciśnienia w układzie przewodów, obejmującymi co najmniej jedną pompę ciśnieniową. Wskazana co najmniej jedna pompa i/lub co najmniej jedna pompa ciśnieniowa mogą być kontrolowane i uruchamiane przez jednostkę elektronicznej kontroli procesu.

Ponadto w dowolnym przykładzie realizacji wynalazku, w ekstraktorze montuje się co najmniej jeden zawór bezpieczeństwa, celem uniknięcia niepożądanego nadciśnienia, a w warunkach ekstremalnych - celem zabezpieczenia przed poważnym uszkodzeniem w przypadku awarii.

Krótki opis rysunków

Obecny wynalazek można lepiej zrozumieć na podstawie poniższego szczegółowego opisu wynalazku z odnośnikami do załączonych rysunków, na których:

Fig. 1a i 1b schematycznie ilustruje ekstraktor instalacji według wynalazku, lewa część (a) przedstawia rozsunięte części konstrukcji w widoku z boku, a prawa część (b) - rozsunięte części w przekroju wzdłuż pionowych osi tych części;

Fig. 2a przedstawia korzystny układ przewodów wewnętrznych doprowadzających medium ekstrakcyjne do złoża torfu poddawanego ekstrakcji;

Fig. 2b stanowi widok boczny pojedynczego przewodu doprowadzającego z kolektorem rozprowadzającym i odchodzącymi od niego poziomymi odgałęzieniami;

Fig. 2c przedstawia odgałęzienia poziome z bocznymi ramionami w widoku z góry;

Fig. 3 przedstawia przykład realizacji instalacji według wynalazku z pojedynczym ekstraktorem, pojedynczym zbiornikiem recyrkulacyjnym i układem przewodów łączących te zbiorniki; zaś

186 743

Fig. 4 przedstawia widok z boku i z góry innego przykładu realizacji ekstraktora instalacji według wynalazku, w którym, stożkowato ukształtowaną górną część ekstraktora stanowi pokrywa zbiornika zewnętrznego zawierająca różne środki do cyrkulacji cieczy i kontroli procesu.

Zgodnie z wynalazkiem (fig. 1a i 1b) zbiornik zewnętrzny 1 ekstraktora posadowiony jest na wspornikach 2. Zbiornik zewnętrzny może być zaprojektowany jako zbiornik ciśnieniowy tak, aby wytrzymywał ciśnienia wyższe niż ciśnienie otoczenia. Ciśnienie to może wynosić 10⁵ Pa (1 bar) ponad ciśnienie otoczenia lecz zwykle wynosić będzie od 0,3 x 10⁵Pa do 0,8 x 105 Pa (0,3.0,8 bara) powyżej ciśnienia otoczenia, korzystnie 0,5 x 105do 0,7 x 105 Pa (0,5-0,7 bara). Zwiększając ciśnienie w zbiorniku zewnętrznym 1 za pomocą co najmniej jednej pompy, opisanej w dalszej części opisu i/lub odpowiednich zaworów można osiągnąć wzmożoną ekstrakcję.

W zewnętrznym zbiorniku 1 jest wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa 3, ze ścianami bocznymi 5 perforowanymi co najmniej w jednym regionie 4 jak wskazany w dolnej części przestrzeni zbiornikowej 3. Jak pokazano jednakże, jest także i górna perforowana ściana 23 zamykająca od góry wewnętrznego zbiornika powyżej poziomu złoża torfu umieszczonego do tej przestrzeni 3. W ten sposób złoże torfu może sięgać wyżej w wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej niż gdyby tej perforowanej ściany 23 nie było, bez ryzyka, że przelewający się górą płyn będzie zanieczyszczony cząstkami torfu, bowiem ściana ta zatrzymuje cząsteczki torfu.

Jednakże, w najkorzystniejszym przykładzie realizacji wynalazku wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa jest całkowicie otoczona perforowanymi ścianami, co pozwala rozpuszczalnikowi penetrować z wszystkich stron do złoża torfu i odzyskiwać pożądane, ekstrahowane substancje ze wszystkich stron złoża. Pozwoli to na otrzymanie ekstraktu bardziej nasyconego i o wyższej czystości.

W dalszej części opisu określenie „perforowana ściana” ma obejmować każdą strukturę, zapewniającą z jednej strony utrzymanie złoża torfu, a z drugiej pozostawiającą otwory dla penetracji rozpuszczalnika. Tak więc, wynalazek nie jest ograniczony poprzez kształt takich otworów. Przykładowo, ściany wewnętrznego zbiornika mogą być skonstruowane w taki sposób jak filtr z ruchomym złożem lub absorber stosowany przy oczyszczaniu gazów. Konstrukcje tego typu mają często ściany z wielu kolejnych równoległych pasków lub płytek, podobnie do ścianek żaluzjowych w których pozostawione są szczelinowe otwory pomiędzy poszczególnymi parami pasków stanowiących ścianę. Często takie ścianki zwężają się w kierunku dna i takie ukształtowania mogą także być wykorzystane w kontekście obecnego wynalazku.

Korzystnie zewnętrzny zbiornik 1 jest zamknięty i uszczelniony przykładowo stożkową pokrywą 6. W pokrywie 6 zainstalowane są otwory górnych odpływów przelewowych 10 i otwory odpływów pośrednich 11 układu przewodów odprowadzających. Układ ten może również obejmować odpływ denny 7 w najniższej części dna i dodatkowy odpływ 7a w wyższej części dna, jak również odpływ boczny 8 w dolnej części zbiornika 1. Zbiornik 1 może mieć pośredni odpływ 9, korzystnie w jego górnej części.

Podczas gdy ekstrakt może opuszczać zbiorniki 1 i 3 poprzez układ przewodów odprowadzających 7-11, górne dno 12 pokrywy 6 może mieć zamontowany w nim co najmniej jeden wewnętrzny przewód zasilający 13 (fig. 2a i 2b). Jak pokazano zaprojektowano wiele współosiowych, usytuowanych pionowo przewodów zasilających w celu zapewnienia bardziej równomiernego rozprowadzenia rozpuszczalnika. Ponadto zapewniając wiele portów wlotowych lub otworów wielkość przepływów przez każdy z nich może być zmniejszona, co sprzyja lepszej kontroli przepływu, która jest pożądana co najmniej w wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej 3. W ten sposób każdy przewód zasilający może mieć co najmniej jeden otwór zasilający rozprowadzający czynnik ekstrahujący w złożu torfu poddawanego ekstrakcji.

Korzystnie każdy z przewodów 13 ma różną długość i może być zakończony komorą kolektorową 14 mającą co najmniej dwa otwory rozdzielcze. W szczególności, przykładowo boczne poziome odgałęzienia 15 odchodzą od komory kolektorowej 14 aby doprowadzić rozpuszczalnik do różnych miejsc w złożu torfu. Boczne odgałęzienia 15 mogą mieć asymetrycznie rozstawione ramiona boczne 16, z których każde ma co najmniej jeden otwór zasilający 17, tak aby zapewnić bardziej równomierne rozprowadzenie z jednoczesnym dalszym zmniejszeniem przepływu przez każdy przewód. Dla jednolitego rozprowadzenia, korzystnie zacho186 743 wana jest stała odległość pomiędzy sąsiednimi poziomami rozgałęzień 15 (które korzystnie rozmieszczone są na co najmniej dwóch poziomach). Poziome odgałęzienia 15 i ramiona boczne 16 na każdym poziomie są usytuowane tak, że występuje przesunięcie kątowe między odpowiadającymi sobie punktami analogicznych ramion bocznych 16 na dwóch sąsiednich poziomach.

Korzystne jest jeśli wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa 3 zawieszona jest w zbiorniku zewnętrznym 1 w sposób pozwalający na łatwy demontaż. Boczne ściany 5 wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej 3 są oddalone od ścian i dna zewnętrznego zbiornika 1 aby utworzyć przestrzeń 38 między nimi. To umożliwia cząstkom torfu przypadkowo porwanym w strumieniu rozpuszczalnika opadnięcie w tej wewnętrznej przestrzeni na dno zewnętrznego zbiornika 1, bez tworzenia nieprzepuszczalnej warstwy szlamu w złożu torfu, od którego są oddzielone dzięki zaprojektowanemu zgodnie z wynalazkiem dwuzbiomikowemu ekstraktorowi. Jak wynika z rysunków, wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa 3 utrzymywana jest w pozycji centralnej w stosunku do zewnętrznego zbiornika 1, co stanowi korzystną konfigurację. Jednakże możliwe są i inne, asymetryczne układy, które także są objęte obecnym wynalazkiem.

Wracając ponownie do rysunku 1b, dla ułatwienia wyjmowania wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej 3 w celu oczyszczenia lub przeglądu, zewnętrzny zbiornik 1 może mieć co najmniej jeden występ 18 na swojej ścianie wewnętrznej, zapewniającej podporę dla kołnierza 19 wewnętrznego zbiornika 3. Korzystnie występ ma kształt pierścieniowy (kołnierzowy) i tworzy z kołnierzem 19 zamknięcie. Zamknięcie to jest korzystnie doszczelnione dowolnie zaprojektowanym środkiem uszczelniającym, takim jak uszczelka (nieuwidoczniona) pomiędzy tymi dwoma elementami. Jednakże podkreślić należy, że wynalazek nie jest ograniczony do pierścieniowego kształtu występu 18. Podobnie, co najmniej trzy kątowo rozsunięte występy mogą być rozmieszczone na wewnętrznym obwodzie zbiornika zewnętrznego 1 i mogą być od siebie równoodległe.

Wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa 3 może być wyłożona siatką filtracyjną 20 zatrzymującą wszelkie cząstki torfu wewnątrz wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej 3 i zapewniając oczyszczony ekstrakt. W ten sposób dodatkowe oczyszczanie lub filtracja może ulec ograniczeniu lub wyeliminowaniu. W podobny sposób górne otwory przelewowe 10 mogą alternatywnie lub dodatkowo być także wyposażone w filtry 21 i/lub pośrednie odpływy 11 w filtry 22.

Wewnętrzne przewody zasilające 13 mają ustabilizowane położenie w zbiornikach 1 i 2 za pomocą perforowanej płyty 23 z centralnym otworem 24 (fig. 2a) przez który przewody 13 przechodzą do wewnętrznego zbiornika 3. Jak wspomniano wyżej wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa 3 nie musi być usytuowana centralnie w stosunku do zewnętrznego zbiornika 1 i to samo odnosi się do otworu 24, chociaż położenie centralne jest uważane za korzystne. Wewnętrzne przewody zasilające 13 są połączone z odpowiadającymi im zewnętrznymi przewodami zasilającymi 13' za pomocą złącz usytuowanych w górnym dnie 12 pokrywy 6.

Odnosząc się obecnie do rysunku fig. 3 i częściowo fig. 1, w instalacji według wynalazku, na zewnątrz ekstraktora opisanego wyżej na każdym zewnętrznym przewodzie zasilającym 13' jest zamocowany zawór 25, umożliwiający zamknięcie lub regulację przepływu czynnika ekstrahującego niezależnie przez każdy przewód. Dla lepszej kontroli zamontowane są przepływomierze 26. Zewnętrzne części przewodów zasilających 13' są wyprowadzone z kolektora zbiorczego 27 stanowiącego zakończenie przewodu zasilającego 28 (którym jest korzystnie przewód zawracający opisany poniżej). Przewód zasilający 28 może być wyposażony w zawór odcinający 29 i korzystnie w urządzenie grzewcze, takie jak wymiennik ciepła 30 do podwyższania i regulowania temperatury ekstrakcji poprzez temperaturę czynnika ekstrahującego podawanego pod ciśnieniem za pomocą pompy ciśnieniowej 31 ze zbiornika cyrkulacyjnego 32.

Wskazany zbiornik cyrkulacyjny 32 jest w sposób ciągły zasilany ekstraktem odbieranym otworami przelewowymi 10 zbiornika 1. Podobnie ekstrakt odbierany jest rzutowo lub w sposób ciągły przez spustowy odpływ 7 w początkowej fazie ekstrakcji i następnie przez odpływ 7a (fig. 1) w fazie recyrkulacji oraz boczny odpływ 8 i pośredni odpływ 9, mające połączenie ze zbiornikiem cyrkulacyjnym 32 pozwalające na odbieranie ekstraktu ze zbiornika 1. Odpływ pośredni 11 usytuowany na pokrywie 6 jest także połączony ze zbiornikiem cyrkulacyjnym 32. Przewody łączące odpływy 8, 9 i 11 ze zbiornikiem cyrkulacyjnym 32 nie są uwidocznione na załączonych rysunkach. Na każdym z tych przewodów jest zawór

186 743 odcinający 34. przykładowo do okresowego spuszczania ekstraktu ze zbiornika 1 przez odpowiedni przewód.

Na przewodzie 37 łączącym denne otwory spustowe 7 i 7a (fig. 1) ze zbiornikiem cyrkulacyjnym 32 jest pompa 33. Podobnie dalsza pompa 3_1 jest usytuowana na przewodzie zawracającym 35 łączącym zbiornik cyrkulacyjny 32 z układem przewodów zasilających 13' i 13. Pompa 31 może być również zasilana cieczą ekstrakcyjna z innych zbiorników nieuwidocznionych na rysunkach za pośrednictwem dodatkowych przewodów. W tym względzie, pompa ta może być połączona z mieszalnikiem (nie uwidocznionym), do którego prowadzą wymienione dodatkowe przewody z innych zbiorników, w celu zmieszania ze sobą lub z zawracanym ekstraktem ze zbiornika 32. Korzystnie mieszalnik obejmuje co najmniej jeden lub indywidualne zespoły regulacyjne, takie jak odpowiednie zawory w celu dobrania właściwych proporcji mieszanych cieczy doprowadzanych różnymi przewodami.

Obie pompy 31 i 33 korzystnie są zaprojektowane jako pompy ciśnieniowe utrzymujące ciśnienie w zbiorniku 1. To ciśnienie z jednej strony wzmaga ekstrakcję, a z drugiej strony ułatwia rozładunek zbiornika 1 poprzez odpływowe otwory 7, 7a (fig. 1) 9 i 11. Wystarczające jest aby ciśnienie w ciśnieniowym zbiorniku 1 tylko nieznacznie przewyższało ciśnienie otoczenia. Ciśnienie maksymalnie 10⁵Pa (1 bara) powyżej ciśnienia otoczenia uważane jest za korzystne. Korzystnie ciśnienie zawiera się w przedziale 0,3 x 10⁵Pa do 0,8 x 10⁵Pa (0,3-0,8 bara) powyżej ciśnienia otoczenia, a najkorzystniej wynosi od 0,5 x 10⁵Pa do 0,7 x 10⁵ Pa (0,5-0,7 bara).

Na przewodzie zawracającym 35_ można zamontować zawór odcinający 36 do odcięcia strumienia czynnika ekstrahującego ze zbiornika 32. Cyrkulację cieczy poprzez zbiornik cyrkulacyjny 32 można zrealizować różnymi sposobami. Nasycenie recyrkulowanego ekstraktu podwyższa się przez wielokrotne przepuszczanie cieczy przez zbiorniki i 13. W tym przypadku można realizować pod-wariant, w którym ekstrakt odbiera się w jakiś czas po rozpoczęciu operacji, aby następnie dać pożądany ekstrakt w sposób ciągły, podczas gdy inna porcja jest recyrkulowana. Porcję wycofaną zastępuje się świeżym czynnikiem ekstrahującym.

Alternatywnie zbiornik cyrkulacyjny 32 służy do zbierania pożądanych substancji ekstrahowanych ze złoża torfu i może albo zawierać albo być połączony ze złożem adsorpcyjnym, gdzie substancje takie się adsorbuje do czynnika adsorbującego, który jest okresowo odprowadzany, w celu odebrania z niego pożądanych substancji. Jednakże w większości przypadków pierwszy z wymienionych sposobów jest wykorzystywany.

Odnosząc się obecnie do rysunku fig. 4 przedstawiającego inny korzystny przykład realizacji wynalazku w zakresie zbiornika ekstrakcyjnego, można łatwo zauważyć, że co najmniej jeden zawór bezpieczeństwa 39, korzystnie dostosowany do nadciśnienia rzędu 1,5 x 10⁵Pa (1,5 bara) a najkorzystniej rzędu 10⁵ Pa (1 bara), jest zainstalowany w stożkowej pokrywie 6 w celu uniknięcia niepożądanego nadciśnienia i związanego z tym ryzyka. Zawór bezpieczeństwa 39 może być również zabezpieczony filtrem 22, w celu zapobieżenia niepożądanemu wypływowi cząstek torfu i/lub czynnika ekstrahującego do środowiska Przewidziane są dodatkowe środki kontroli przepływu - zawory 34a i 34h - regulujące odbiór z odpływów pośrednich 11 (porównaj Fig. 1). Zawór 34a jest korzystnie otwierany i zamykany ręcznie, podczas gdy zawór 34b jest sterowany elektronicznie. Ponadto przewidziano dwa czujniki 40 i 41 zainstalowane na różnych poziomach na pokrywie 6, kontrolujące pracę elektrozaworu 34b. Górny czujnik 40 otwiera zawór 34b podczas gdy dolny czujnik 41 zamyka zawór 34b. Oba zawory 34a i 34b zabezpieczone są filtrami 22. Otwory przelewowe 10 są również wyposażone w filtry 21 w celu zatrzymywania stałych cząstek w ekstraktorze.

Dodatkowo, w stożkowej pokrywie 6 znajdują się trzy szklane otwory 42, 43, 44: otwór oświetlający 42 do oświetlania wnętrza ekstraktora i dwa otwory 43, 44 usytuowane na różnych poziomach w pokrywie 6, korzystnie na poziomie otworu przelewowego oraz na poziomie odpływu pośredniego, do wizualnej kontroli poziomu cieczy w ekstraktorze.

Instalacja według wynalazku pracuje w następujący sposób:

Wymienialny wewnętrzny zbiornik 3 ekstraktora jest napełniany - na zewnątrz zbiornika zewnętrznego 1 - surowym torfem do ekstrakcji, przykładowo w czasie gdy zbiornik 1 jest wykorzystywany z innym wymienialnym zbiornikiem 3 do prowadzenia ekstrakcji. W ten sposób przerwy w procesie ekstrakcyjnym związane z załadunkiem i wyładunkiem złoża torfu są utrzymywane na poziomie minimum.

186 743

Po załadowaniu wewnętrznego zbiornika 3 na zewnątrz zewnętrznego zbiornika 1, ten wymienialny zbiornik wewnętrzny umieszcza się w zewnętrznym ciśnieniowym zbiorniku 1 i na szczycie ekstraktora mocuje się pokrywę 6.

Przewody zasilające 13 i 13' łączy się ściśle ze sobą za pomocą połączeń usytuowanych w górnym dnie 12 pokrywy 6. Następnie czynnik ekstrakcyjny doprowadza się do kolektora 27, korzystnie pod ciśnieniem. Teraz zawory 25 zostają otwarte albo jednocześnie albo kolejno, przy czym korzystny jest drugi wariant. Objętość czynnika ekstrahującego doprowadzanego przewodami 13 i 13' do każdego indywidualnego poziomu i każdego otworu 17 w łożu torfu regulowana jest w taki sposób, że torf ulega nasiąknięciu czynnikiem ekstrahującym jednolicie bez uszkodzenia kapilarnej struktury surowego torfu, w sposób jak najbardziej zbliżony do naturalnego podsiąkania wodą złóż torfu w ich naturalnych siedliskach. Przepływomierze 26 pozwalają na dokładniejszą kontrolę procesu nasiąkania złoża torfu czynnikiem ekstrahującym.

Po wypełnieniu całej wewnętrznej objętości zbiorników 1 i 3 ekstraktem i/lub świeżym czynnikiem ekstrahującym, indywidualnie dobrany wypływ czynnika ekstrahującego z otworów 17 na odgałęzieniach poziomych 15 i ramionach bocznych 16 wewnętrznych przewodów zasilających 13 jest utrzymywany w dalszym ciągu poprzez utrzymywanie stałego ciśnienia podawania czynnika ekstrahującego za pomocą pompy 31. Tak więc, poziom ekstraktu wzrośnie do osiągnięcia otworów przelewowych 10. skąd w sposób ciągły będzie odbierany i kierowany do zbiornika cyrkulacyjnego 32. Za pomocą wizualnej kontroli poprzez szklane otwory 43 i 44 oraz dzięki jednoczesnemu oświetleniu przez otwór 42, obsługa może z łatwością śledzić przebieg procesu ekstrakcji.

Jednocześnie denny otwór spustowy 7, korzystnie Ta i/lub otwory boczne 8 mogą być wykorzystywane do okresowego odbierania Iub okresowego doprowadzania ekstraktu za pomocą pompy 33 albo do zbiornika cyrkulacyjnego 32 lub do osobnego zbiornika. Osobny zbiornik może być przydatny w przypadku, gdy ekstrakt odprowadzany jest z najniższego dennego otworu spustowego 7, przykładowo w początkowej fazie ekstrakcji, ponieważ taki ekstrakt może zawierać mniej lub więcej stałych cząstek torfu i z tego powodu może być szlamowaty i wymagać oczyszczenia. W konsekwencji pompa 33 może być zaprojektowana jako pompa szlamowa przewód, na którym jest ona zainstalowana może być także wyposażony w środki rozdzielające, takie jak filtr. W podobny sposób, przewód łączący boczny odpływ 8 może być wyposażony w pompę, t^ik^ja.k pompa szlamowa (nie uwidoczniona na rysunku).

Ze zbiornika cyrkulacyjnego ekstrakt 32 można zawracać przewodem zawracającym 35 do ekstraktora 1, 3, aż torf ulegnie wyekstrahowaniu w pożądanym stopniu.

Podczas recyrkulacji czynnika ekstrahującego tylko niewielką część czynnika ekstrahującego przepuszcza się przez złoże torfu w kierunku bocznym, przykładowo od wewnętrznych przewodów zasilających 13 do zewnętrznego zbiornika 1. Główny strumień cieczy ekstrahującej przepływa w kierunku ku górze od otworów 17 i jest zbierany przez odpływ przelewowy 10, podczas gdy cząstki stałe mogą ulegać zatrzymaniu na filtrach 21. Zamknięcie utworzone przez pierścieniowy występ na wewnętrznej ścianie zbiornika zewnętrznego 1 i kołnierz wewnętrznego zbiornika 3 zatrzymuje przepływ czynnika ekstrahującego w kierunku ku górze wzdłuż zewnętrznych ścian zbiornika zewnętrznego, przez co eliminuje się „efekt ścianki” znany z wcześniejszych urządzeń do ekstrakcji. Przestrzeń pomiędzy wewnętrznym zbiornikiem 3 oraz zewnętrznym zbiornikiem 1 jest wypełniona czynnikiem ekstrahującym na początku procesu ekstrakcji kiedy złoże torfu jest stopniowo nasycane czynnikiem ekstrahującym począwszy od dolnych partii złoża.

Kiedy jednak poziom cieczy osiąga poziom zamknięcia utworzonego przez występ i kołnierz, boczny kierunek przepływu czynnika ekstrahującego ulega faktycznemu zatrzymaniu w dużym stopniu i następne porcje czynnika ekstrahującego przepływają w kierunku ku górze do otworów przelewowych 10.

Zawory na dennych odpływach 7 i 7a oraz na odpływie bocznym 8 pozwalają zminimalizować lub nawet odciąć boczny kierunek przepływu czynnika ekstrahującego przez złoże torfu. Wiele otworów 17 w odgałęzieniach 15 i bocznych ramionach 16 zapewnia jednolite rozprowadzenie czynnika ekstrahującego w obrębie złoża torfu. Czynnik ekstrahujący doprowadzany do złoża przepływa głównie w kierunku ku górze.

W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku, boczny przepływ czynnika ekstrahującego jest utrzymywany na minimalnym poziomie w celu wyeliminowania zbyt długotrwałego, bliskiego

186 743 kontaktu czynnika ekstrahującego z cząstkami torfu w pobliżu perforowanych ścian wewnętrznego zbiornika 3 i przez to zapewnienia ustalonych i jednolitych warunków ekstrakcji we wszystkich rejonach złoża torfowego.

Utrzymywanie zmiennego ciśnienia - pod którym ciecz jest doprowadzana do pojedynczych przewodów doprowadzających 13 mających otwory na różnych poziomach i kontrola przepływu przez boczne i dolne odpływy, korzystnie za pomocą ręcznie lub elektronicznie sterowanych zaworów - przyczynia się do ustalonego i równomiernego przepływu cieczy w kierunku ku górze i zapewnia, że całe złoże torfu jest nasiąknięte dokładnie i równomiernie czynnikiem ekstrahującym. Gdyby ciśnienie we wszystkich przewodach doprowadzających JL3 utrzymywane było na tym samym poziomie, górne warstwy złoża torfu unoszone byłyby ku górze wraz ze strumieniem czynnika ekstrahującego, ponieważ ciśnienie hydrostatyczne w górnych warstwach złoża torfu jest niższe niż w dolnych warstwach złoża torfu.

Ciśnienie pod jakim podaje się czynnik ekstrahujący do złoża jest dostosowywane eksperymentalnie w taki sposób, że przepływ ku górze przeważa i że naturalna kapilarna struktura torfu nie ulega zniszczeniu.

Kiedy osiąga się pożądany poziom nasycenia, zawory 25 można bardziej otworzyć, tak aby objętość czynnika ekstrahującego doprowadzana do różnych poziomów złoża torfu stopniowo wzrastała. Korzystnie, nie wykonuje się tego jednocześnie dla wszystkich zaworów, lecz zaczyna się zwiększanie przepływu czynnika ekstrahującego od najniższych poziomów. Spowoduje to wzmożenie ruchu cząstek torfu w czynniku ekstrahującym i dodatkowo spowoduje wzrost nasycenia ekstraktu substancjami ekstrahowanymi z torfu.

Powyższy sposób prowadzenia procesu powoduje jednolitą i dokładną ekstrakcję torfu. Ponadto, w połączeniu z cechami konstrukcyjnymi wewnętrznego zbiornika 3, pozwala to na łatwy rozładunek torfu poekstrakcyjnego ze zbiornika wewnętrznego 3 i ekstraktora jako całości.

Po zakończeniu procesu ekstrakcji ekstrakt spuszcza się całkowicie z ekstraktora, najpierw przez odpływy pośrednie ii i 9, a następnie przez odpływ boczny 8 i denne odpływy spustowe 7a i 7. Wyekstrahowane złoże torfu może być przemytem w następnym etapie porcja świeżego czynnika ekstrahującego lub wodą. doprowadzając odpowiedni czynnik odmywający z odnośnego zbiornika (nie uwidocznionego na rysunkach) za pomocą pompy 31. do kolektora rozdzielczego 27 i dalej do złoża tortu w taki sam sposób jak opisano powyżej. Alternatywnie, wewnętrzny zbiornik 3 można usunąć ze zbiornika zewnętrznego i w celu przemycia zawartego w nim torfu na zewnątrz, tak, że w międzyczasie świeżo załadowany zbiornik 3 można wprowadzić do ekstraktora 1.

W jednym praktycznym przykładzie realizacji wynalazku dno wewnętrznego zbiornika nie jest perforowane, podczas gdy ściany boczne są perforowany na powierzchni pomiędzy przerywanymi liniami 4 na rysunku fig. 1a. W takim korzystnym przykładzie wykonania, denna płyta wewnętrznego zbiornika jest połączona ze ścianami bocznymi zawiasem i może być otwierana w celu usunięcia wyekstrahowanego złoża. Wyładunek wyekstrahowanego torfu jest poprzedzony oddzieleniem czynnika ekstrahującego od złoża. Wykonuje się to przez kolejne otwieranie odpływów pośrednich 11, 9, bocznego odpływu 8 i dennych odpływów spustowych 7a i 7. Kiedy czynnik ekstrahujący odbiera się przez denne odpływy 7a i 7 perforowane ściany boczne wewnętrznego zbiornika 3 pozwalają na niemal całkowite odsączenie ekstraktu ze złoża torfu, co nie było łatwo osiągalne w poprzednich urządzeniach do ekstrakcji.

Stosownie do potrzeb czynnik ekstrahujący lub czynnik odmywający można ogrzewać (lub nawet chłodzić) w wymienniku ciepła 30 w celu osiągnięcia najlepszego możliwego wykorzystania surowca torfowego. Poprzez ogrzewanie, zdolność ekstrakcyjna rozpuszczalnika ulega oczywiście podwyższeniu. Niektóre pożądane substancje mogą być, jednakże wrażliwe na nadmiar ciepła, a więc należy unikać nadmiernego ogrzewania, a nawet może hyc konieczne chłodzenie.

W najkorzystniejszym przykładzie wykonania, w instalacji według wynalazku ekstraktor jest wyposażony w co najmniej jeden zawór bezpieczeństwa (zawór wyrównujący ciśnienie), 39 na szczycie ekstraktora, korzystnie zamontowany na stożkowej pokrywie 6, w celu uniknięcia niepożądanego nadmiernego ciśnienia i wynikających stąd zagrożeń w przypadku nieoczekiwanej awarii.

186 743

Fi g 2

186 743

\33

186 743

CM

-O

ro

-a· m

o m

186 743

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (19)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Instalacja do ekstrakcji torfu obejmująca zbiornik ekstrakcyjny, układ przewodów doprowadzających ciekły czynnik ekstrakcyjny oraz układ przewodów odprowadzających ekstrakt, a ewentualnie także zbiornik cyrkulacyjny i środki do utrzymywania wymuszonego przepływu ciekłego czynnika ekstrakcyjnego oraz środki do jego podgrzewania, znamienna tym, że zbiornik ekstrakcyjny ma układ nieperforowanych ścian tworzących zewnętrzny zbiornik (1) oraz wewnętrzną przestrzeń zbiornikową (3) mającą, co najmniej jedną perforowana ścianę, korzystnie dwie przeciwległe perforowane ściany, a w szczególności całkowicie otoczoną ścianami perforowanymi, do umiejscowienia złoża torfu poddawanego ekstrakcji, przy czym wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa ma taki układ, że umożliwia przepływ rozpuszczalnika ekstrahującego głównie w kierunku ku górze, układ przewodów doprowadzających (13, 13') zapewnia płynom przepływ do wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3) i korzystnie zainstalowany jest tak, że wchodzi i otwiera się do tej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3), zaś układ przewodów odprowadzających (7, 8, 10, 11) jest zamocowany do zewnętrznego zbiornika (1) na zewnątrz wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3), przy czym instalacja obejmuje ewentualnie zbiornik cyrkulacyjny (32) połączony z układem przewodów odprowadzających (7, 8, 10, 11) do zbierania ekstraktu, środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymania kontrolowanej cyrkulacji cieczy i dodatkowo obejmuje środki grzewcze (30) przewidziane do ogrzewania wskazanego ciekłego czynnika ekstrahującego.
2. 2. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że w zbiorniku ekstrakcyjnym układ przewodów doprowadzających (13, 13') obejmuje, co najmniej jeden przewód doprowadzający (13) zasilający czynnikiem ekstrahującym komorę kolektorową (14) z wieloma otworami rozmieszczonymi z dala od siebie do rozprowadzania tego czynnika w wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3), przy czym układ przewodów doprowadzających (13, 13') korzystnie obejmuje, co najmniej dwa otwory usytuowane na różnych poziomach.
3. 3. Instalacja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że w zbiorniku ekstrakcyjnym układ przewodów doprowadzających (13, 13') obejmuje, co najmniej jeden przewód doprowadzający (13) wyposażony, w co najmniej jedno odgałęzienie rozprowadzające (15), ustawione pod kątem w stosunku do tego przewodu doprowadzającego (13), korzystnie pod kątem 90° i mające, co najmniej jeden otwór (17), przy czym to odgałęzienie rozprowadzające (15) korzystnie ma, co najmniej jedno ramię boczne (16) mające inny otwór (17), a czynnik ekstrahujący jest rozprowadzany przez te otwory (17) w złożu torfu w tej wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3).
4. 4. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że ma zbiornik ekstrakcyjny posiadający, co najmniej jedną z następujących cech:

   a) układ przewodów doprowadzających (13, 13') obejmuje, co najmniej dwa przewody doprowadzające (13), korzystnie ustawione względem siebie współosiowo;

   b) układ przewodów doprowadzających (13, 13') obejmuje, co najmniej jeden przewód doprowadzający (13) usytuowany zasadniczo pionowo,

   c) zewnętrzny zbiornik (1) zbiornika ekstrakcyjnego jest zaprojektowany jako zbiornik ciśnieniowy, a na tych przewodach rozmieszczone są środki do generowania i utrzymywania ciśnienia, obejmujące, co najmniej jedną pompę.
5. 5. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że każdy wskazany przewód doprowadzający (13) obejmuje wewnętrzną część przewodu doprowadzającego (13) oraz odpowiadającą jej zewnętrzną część przewodu doprowadzającego (13') usytuowana na zewnątrz zbiornika zewnętrznego (1), a części te połączone są ze sobą i każda zewnętrzna część przewodu doprowadzającego (13') obejmuje zawór (25), korzystnie sterowany poprzez elektroniczną kontrolę procesu, pozwalający zamknąć i/lub regulować przepływ czynnika ekstrahującego przez każdy przewód doprowadzający (13, 13') tak, że możliwa jest

   186 743 niezależna praca każdego zaworu (25) i odpowiednio, przewodów doprowadzających (13,13'), przy czym zewnętrzna część przewodu doprowadzającego ma ewentualnie przepływomierz (26).
6. 6. Instalacja, według zastrz. 1, znamienna tym, że w zbiorniku ekstrakcyjnym układ nieperforowanych ścian zewnętrznego zbiornika (1) w ich górnej części obejmuje, co najmniej jeden wewnętrzny, korzystnie pierścieniowy, występ (18) a wewnętrzna przestrzeń zbiornikowa (3) obejmuje środki kołnierzowe (19) wysunięte na zewnątrz i opierające się na występie (18), przy czym występ (18) i kołnierz (19) korzystnie tworzą zamknięcie, w szczególności obejmujące także środki doszczelniające, takie jak uszczelka, pomiędzy nimi.
7. 7. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że w zbiorniku ekstrakcyjnym układ nieperforowanych ścian zewnętrznego zbiornika (1) w ich górnej części obejmuje pokrywę (6) korzystnie o kształcie stożkowym, a pokrywa ta dodatkowo obejmuje zamocowane do niej: co najmniej jedną część układu przewodów doprowadzających (13,13') i co najmniej jedną część układu przewodów odprowadzających (7,8,10,11).
8. 8. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że w zbiorniku ekstrakcyjnym układ przewodów odprowadzających (7, 8,10,11) obejmuje co najmniej jeden górny odpływ (10) do okresowego lub ciągłego odbierania przelewającego się ekstraktu, jak również co najmniej jeden drugi odpływ wybrany spośród co najmniej jednego pośredniego odpływu (9,11), bocznego odpływu (8) i dwóch dennych odpływów (7,7a), zwłaszcza do rzutowego odprowadzania ekstraktu z tego torfu.
9. 9. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że obejmuje zbiornik cyrkulacyjny(32) połączony z układem przewodów odprowadzających (7, 8, 10, 11) do zbierania ekstraktu, środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymania kontrolowanej cyrkulacji cieczy pomiędzy zbiornikami (I, 3, 32), które obejmują przewód zawracający (28, 35) i korzystnie co najmniej jeden zawór (29, 34, 34a, 34b, 36) na tym przewodzie zawracającym i/lub pompę cyrkulacyjną (31, 33) umożliwiającą wymuszony przepływ cieczy.
10. 10. Instalacja według zastrz. 9, znamienna tym, że środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy obejmują co najmniej jedną pompę (31, 33), zwłaszcza jedną pompę na przewodzie odprowadzającym i inną pompę na przewodzie zawracającym, typu pompy bezpulsacyjnej, korzystnie pompy wirnikowej.
11. 11. Instalacja według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy są ręcznie i/lub elektronicznie sterowane.
12. 12. Instalacja według zastrz. 11, znamienna tym, że co najmniej jedne środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy pracują w warunkach elektronicznej kontroli procesu.
13. 13. Instalacja według zastrz. 1 albo 9, znamienna tym, że obejmuje co najmniej dwa czujnikowe środki (40, 41) do określania poziomu cieczy w zbiorniku ekstrakcyjnym, korzystnie zainstalowane na różnych poziomach zewnętrznego zbiornika (1), a najkorzystniej zainstalowane na różnych poziomach górnej części zbiornika zewnętrznego (1).
14. 14. Instalacja według zastrz. 1 alho 9, znamienna tym, że dodatkowo obejmuje co najmniej dwa czujnikowe środki (40, 41) do określania poziomu cieczy w zbiorniku ekstrakcyjnym i co najmniej jedne środki (29, 31, 33, 34, 36) do utrzymywania kontrolowanej cyrkulacji cieczy kontrolowane są tymi środkami czujnikowymi.
15. 15. Instalacja według zastrz. 1 albo 9, znamienna tym, że dodatkowo obejmuje środki grzewcze (30) przewidziane do ogrzewania wskazanego ciekłego czynnika ekstrahującego wchodzącego do wewnętrznej przestrzeni zbiornikowej (3) zbiornika do elkstrakcji przez przewody doprowadzające (13, 13'), przy czym środki grzewcze korzystnie obejmują wymiennik ciepła (30), który w szczególności zamocowany jest na przewodzie zawracającym (28) do dostosowywania temperatury cieczy, zaś przewód zawracający (28) ewentualnie kieruje tę ciecz do kolektora (27) do rozdzielenia do przewodów doprowadzających (13, 13') i dalej do zbiornika ekstrakcyjnego (1, 3).
16. 16. Instalacja według zastrz. 1 albo 9, znamienna tym, że zbiornik do ekstrakcji dodatkowo obejmuje przezroczyste otwory (42, 43, 44), korzystnie okienka z szybkami dobranymi dla zbiorników ciśnieniowych oraz ewentualnie urządzenie oświetlające do wizualnej kontroli procesu.

    186 743
17. 17. Instalacja według zastrz. 1 albo 9, znamienna tym, że zbiornik do ekstrakcji dodatkowo obejmuje środki do optycznego badania wnętrza, w celu optycznej kontroli procesu.
18. 18. Instalacja według zastrz. 1 albo 9, znamienna tym, że zbiornik do ekstracji ma dodatkowo zawór bezpieczeństwa (39) dla uniknięcia niepożądanego nadciśnienia, przy czym zawór bezpieczeństwa jest zaopatrzony w filtr (22) dla uniknięcia emisji cząstek torfu i/lub cieczy ekstrahującej.
19. 19. Instalacja według zastrz. 1 albo 9, znamienna tym, że co najmniej jedna część układu przewodów odprowadzających (7, 8,10,11) jest wyposażona w co najmniej jeden filtr (21,22) do zatrzymywania cząstek torfu wewnątrz zbiornika ekstrakcyjnego.