RU2687418C1

RU2687418C1 - Rotary pulsation apparatus

Info

Publication number: RU2687418C1
Application number: RU2018130193A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Михайлович Бородулин; Елена Александровна Сафонова; Максим Валерьевич Просин; Кирилл Михайлович Сидорин
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2019-05-13

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to processes of intensification of extraction, intensification of processes of homogenisation, emulsification, dispersion of heterogeneous systems and can be used in food, pharmaceutical, chemical and other industries. Rotor-pulsation apparatus comprises a rotor and a stator, made in the form of alternating coaxial cylinders with slots. Mating surfaces of rotor and stator are tapered. In the lower part of the housing there is an outlet branch pipe with a gripping blade for recycling the product along the recycle channel.EFFECT: in the rotary-pulsation apparatus, the time of the material staying inside the apparatus is increased, which leads to an increase in the efficiency of the extraction process and as a result an increase in the extraction of the target components.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение предназначено для процесса экстрагирования, интенсификации процессов гомогенизации, эмульгирования, диспергирования гетерогенных систем и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.The invention is intended for the process of extraction, intensification of the processes of homogenization, emulsification, dispersion of heterogeneous systems and can be used in food, pharmaceutical, chemical and other industries.

Известен роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями [1], содержащий входной и выходной патрубки, корпус, внутри которого установлены лопасти, ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор. Ротор и статор выполнены в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями. К внутренней поверхности корпуса приварены прямоугольные лопасти, изогнутые по винтовой линии в сторону вращения ротора. Недостатком изобретения является то, что в области, ограниченной статором и внутренней стенкой корпуса аппарата, образуется зона, в которой происходит хаотичное взаимодействие двух потоков: смеси материалов, проходящих от центра аппарата через зубья ротора и статора, и потока от стенки корпуса к центру аппарата, вызванного инерционными движениями взаимодействующих сред.Known rotary pulsation extractor with guide blades [1], containing the inlet and outlet nozzles, a housing inside which is installed the blades, the rotor, in the hub of which there are holes, and the stator. The rotor and stator are made in the form of alternating coaxial cylinders with slots. Rectangular blades, curved along a helical line in the direction of rotation of the rotor, are welded to the inner surface of the housing. The disadvantage of the invention is that in the region bounded by the stator and the inner wall of the apparatus, an area is formed in which the chaotic interaction of two flows occurs: a mixture of materials passing from the center of the apparatus through the rotor and stator teeth, and the flow from the housing wall to the center of the apparatus, caused by inertial movements of interacting media.

Известен роторно-пульсационный экстрактор с промежуточной обработкой продукта [2], основными его элементами являются ротор, в ступице которого выполнены отверстия, и статор, выполненные в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями, лопасти прямоугольной формы, изогнутые по винтовой линии, направляющие поток к штуцерам для промежуточной обработки. Недостатком изобретения является то, что установленные лопасти увеличивают трение и сопротивление материального потока в аппарате, вследствие чего необходима большая мощность двигателя для работы аппарата.Known rotary pulsation extractor with intermediate processing of the product [2], its main elements are the rotor, in the hub of which holes are made, and the stator, made in the form of alternating coaxial cylinders with slots, rectangular blades curved along a helical line, directing the flow to the fittings for intermediate processing. The disadvantage of the invention is that the installed blades increase the friction and resistance of the material flow in the apparatus, resulting in the need for a large engine power for the operation of the apparatus.

Технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение эффективности процесса экстрагирования при увеличении выхода экстрактивных веществ, за счет организации рециркуляции обрабатываемого продукта через рецикл-канал.The technical task of the invention is to increase the efficiency of the extraction process with an increase in the yield of extractive substances, due to the organization of the recycling of the processed product through the recycling channel.

На фиг. 1 показана конструкция роторно-пульсационного аппарата.FIG. 1 shows the design of the rotary pulsation apparatus.

Роторно-пульсационный аппарат состоит из корпуса 1, с установленным в нем ротором 2, в ступице которого имеются отверстия 3, и статором 4. Ротор и статор выполнены в виде чередующихся коаксиальных цилиндров с прорезями с рабочими элементами в виде зубьев, лопастями прямоугольной формы. Сопрягаемые поверхности ротора и статора конические. Статор с зубьями жестко закреплен на крышке 5. В нижней части корпуса установлен выводящий патрубок с захватывающей лопаткой 6 и рецикл-канал 7. Патрубок 8 для ввода и патрубок 9 для вывода компонентов. Корпус аппарата снабжен тепловой рубашкой 10 со штуцерами 11 и 12 для охлаждения или нагревания продукта. В аппарате имеется внешняя рабочая область 13, расположенная между внутренней стенкой корпуса и зубьями статора, и внутренняя рабочая область 14 внутри ротора.The rotor-pulsation apparatus consists of a housing 1, with a rotor 2 installed in it, in the hub of which there are openings 3, and a stator 4. The rotor and stator are made in the form of alternating coaxial cylinders with slots with working elements in the form of teeth, rectangular blades. The mating surfaces of the rotor and stator conical. The stator with teeth is rigidly fixed on the lid 5. In the lower part of the case, there is an eductor with an exciting blade 6 and a recycle channel 7. There is an inlet 8 for the inlet and an inlet 9 for the output of the components. The case of the apparatus is equipped with a thermal jacket 10 with fittings 11 and 12 for cooling or heating the product. The device has an external working area 13 located between the inner wall of the housing and the stator teeth, and an internal working area 14 inside the rotor.

Аппарат работает следующим образом. Через входной патрубок 8 подаются компоненты жидкой и твердой фаз во внутреннюю рабочую область 14, в которой под действием центробежных сил материальный поток проходит через зубья ротора 2 и статора 4, и попадает во внешнюю рабочую область 13, при этом твердое тело подвергается измельчению, истиранию и ударным нагрузкам. При вращении ротора 2 происходит перекрывание прорезей ротора и статора, вследствие чего возникают пульсации потока и кавитационные явления. Затем во внешней рабочей области аппарата 13, обрабатываемый продукт разделяется на две части. Первая часть материального потока попадает через выводящий патрубок с захватывающей лопаткой 6 в рецикл-канал 7 и направляется через патрубок 8 во внутреннюю рабочую область 14, для дополнительной обработки продукта в аппарате и его смешивания с вновь поступившими компонентами твердой и жидкой фаз. Вторая часть продукта обрабатывается во внешней рабочей области аппарата 13. Готовый продукт выводится через патрубок 9. Затем движение и рециркуляция материальных потоков повторяются.The device works as follows. Through the inlet 8, the components of the liquid and solid phases are fed to the inner working area 14, in which the material flow passes through the teeth of the rotor 2 and the stator 4 under the action of centrifugal forces, and enters the outer working area 13, while the solid is subjected to grinding, abrasion and shock loads. When the rotor 2 rotates, the slots of the rotor and the stator overlap, resulting in flow pulsations and cavitation phenomena. Then in the outer working area of the apparatus 13, the processed product is divided into two parts. The first part of the material flow enters through the outlet nozzle with a gripping blade 6 into the recycle channel 7 and is directed through the nozzle 8 into the inner work area 14, for additional processing of the product in the apparatus and mixing it with the newly introduced components of the solid and liquid phases. The second part of the product is processed in the external working area of the apparatus 13. The finished product is discharged through the nozzle 9. Then the movement and recycling of material flows are repeated.

Количество выводящих патрубков с захватывающей лопаткой и их высота может изменяться в зависимости от характера обработки продукта и степени его рециркуляции.The number of outlets with an exciting blade and their height can vary depending on the nature of the processing of the product and the degree of its recycling.

Таким образом, в предлагаемой конструкции роторно-пульсационного аппарата увеличено время нахождения обрабатываемого продукта внутри аппарата, приводящее к повышению эффективности процесса экстрагирования и как следствие к увеличению выхода целевых компонентов.Thus, in the proposed design of the rotary pulsation apparatus, the residence time of the processed product inside the apparatus is increased, leading to an increase in the efficiency of the extraction process and, consequently, to an increase in the yield of the target components.

Источники литературыSources of literature

1. Пат. 2397793 РФ, МПК B01D 11/02, B01F 7/00. Роторно-пульсационный экстрактор с направляющими лопастями / Потапов А.Н., Светкина Е.А., Попик А.М., Просин М.В. // Опубл. 27.08.2010. - Бюл. №24;1. Pat. 2397793 of the Russian Federation, IPC B01D 11/02, B01F 7/00. Rotary pulsation extractor with guide blades / Potapov A.N., Svetkina E.A., Popik A.M., Prosin M.V. // Publ. 08.27.2010 - Bull. No. 24;

2. Пат. 2445143 РФ, МПК B01D 11/02, B01F 7/00. Роторно-пульсационный экстрактор с промежуточной обработкой продукта / Потапов А.Н., Светкина Е.А., Попик A.M., Просин М.В. // Опубл. 20.03.2012. - Бюл. №8.2. Pat. 2445143 of the Russian Federation, IPC B01D 11/02, B01F 7/00. Rotary pulsation extractor with intermediate product processing / Potapov A.N., Svetkina E.A., Popik A.M., Prosin M.V. // Publ. 03/20/2012. - Bull. №8.

Claims

Rotary-pulsation apparatus, comprising a housing with a rotor and a stator installed in it with working elements in the form of teeth, rectangular blades, as well as inlet and outlet nozzles, characterized in that in the lower part of the housing there is a discharge nozzle with a gripping blade and a recycling channel .