Установка для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии растительных масел

(51) В 01 3/30 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ типа и сепарационную камеру с патрубкам для подсоединения к вакуумной системе, размещенный внутри корпуса и закрепленный на валах с помощью дисков перфорированный ротор со звездообразным сечением, вершины которого являются его лопастями, а его кромки по всей своей длине расположены параллельно образующей внутренней поверхности цилиндрического корпуса с постоянным зазором. Новым является то, что система подготовки и подачи газовоздушной смеси включает в себя расположенные по ходу технологического процесса компрессор, нагреватель и генератор инертного газа мембранного типа,система подвода исходной фосфолипидной эмульсии состоит из накопительного бункерасмесителя с нагревательным элементом, система отвода паро-жировой смеси содержит фильтр для разделения парогазожировой смеси и насос для возврата жировой эмульсии в цилиндрический ротационно-пленочный аппарат, система отвода,фасовки и упаковки фосфолипидного концентрата состоит из накопительного бункера и упаковочного аппарата, в цилиндрическом ротационно-пленочном аппарате за сепарационным отбойником установлено неподвижно сепарационное кольцо, а лопасти ротора имеют винтообразный и прямолинейный участки, отделенные друг от друга по высоте лопасти перегородкой, нижняя часть которой имеет плавный скругленный переход к цилиндрической части ротора, внутри полости которого, на границе перехода от винтообразного участка лопастей ротора к прямолинейному участку лопастей, установлена перегородка, разделяющая полости перфорированной и сплошной частей ротора, причем патрубки для ввода исходного продукта расположены в районе действия лопастей ротора в верхней и нижней части крышки,размещенной на левом торце цилиндрического корпуса, часть которого в районе размещения греющей рубашки выполнена в виде металлокерамической полупроницаемой мембраны.(72) Алтайулы Сагымбек Шахов Сергей Васильевич Спанбаев Айдар Демеубаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ВЛАГОУДАЛЕНИЯ ИЗ ФОСФОЛИПИДНОЙ ЭМУЛЬСИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ(57) Изобретение относится к устройствам для проведения процесса сушки фосфатидных эмульсий растительных масел и может быть использовано в масложировой промышленности и других отраслях промышленности, применяющих выпаривание влаги из термолабильных высоковязких концентратов. Технической задачей изобретения является равномерное распределение продукта по внутренней поверхности аппарата и более стабильное перемещение пленки продукта по длине аппарата, а также повышение эффективности выделения из парожировой смеси водяного пара и частичек готового продукта. Поставленная техническая задача достигается тем, что в установке для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии растительных масел,включающей системы подготовки и подачи газовоздушной смеси, системы подвода исходной фосфолипидной эмульсии и отвода парожировой смеси, а также цилиндрический ротационно-пленочный аппарат,содержащий цилиндрический корпус с крышками и греющими рубашками, снабженными патрубками для подвода и отвода теплоносителя,расположенными соответственно в верхней и нижней частях корпуса,и патрубками для ввода исходного и вывода готового продукта, сепарационный отбойник тарельчатого Изобретение относится к устройствам для проведения процесса сушки фосфатидных эмульсий растительных масел и может быть использовано в масложировой промышленности и других отраслях промышленности, применяющих выпаривание влаги из термолабильных высоковязких концентратов. Наиболее близким, по технической сущности и достигаемому эффекту, является ротационнопленочный аппарат А.с. СССР 1445744, кл. В 01 3/30 23.12.88, бюл.47, предназначенный для проведения процесса выпаривания фосфатидных эмульсий подсолнечных масел, выполненный в виде горизонтально расположенного цилиндрического корпуса с крышкой и обогреваемыми стенками,снабженного патрубками для подвода и отвода пара расположенными соответственно в верхней и нижней частях корпуса, и патрубками для ввода исходного и вывода готового продукта,сепарационного отбойника тарельчатого типа и сепарационной камеры с патрубками для подсоединения к вакуумной системе, размещенной внутри корпуса и закрепленной на валах с помощью ротора в виде звездообразного полого барабана постоянного сечения, с расположенными на его наружной поверхности лопастями. В зоне между лопастями и в дисках ротора в направлении перемещения обрабатываемого продукта выполнена перфорация. Недостатком данного аппарата является неравномерное распределение продукта по внутренней поверхности аппарата и не стабильному перемещению пленки продукта по длине аппарата, а также неэффективное выделение из парожировой смеси водяного пара и частичек готового продукта. Технической задачей изобретения является равномерное распределение продукта по внутренней поверхности аппарата и более стабильное перемещение пленки продукта по длине аппарата, а также повышение эффективности выделения из парожировой смеси водяного пара и частичек готового продукта. Поставленная техническая задача достигается тем, что в установке для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии растительных масел,включающей системы подготовки и подачи газовоздушной смеси, системы подвода исходной фосфолипидной эмульсии и отвода паро-жировой смеси, а также цилиндрический ротационно-пленочный аппарат,содержащий цилиндрический корпус с крышками и греющими рубашками, снабженными патрубками для подвода и отвода теплоносителя,расположенными соответственно в верхней и нижней частях корпуса, и патрубками для ввода исходного и вывода готового продукта, сепарационный отбойник тарельчатого типа и сепарационную камеру с патрубкам для подсоединения к вакуумной системе, размещенный внутри корпуса и закрепленный на валах с помощью дисков перфорированный ротор со звездообразным сечением, вершины которого являются его лопастями,а его кромки по всей своей длине расположены параллельно образующей внутренней поверхности цилиндрического корпуса с постоянным зазором. 2 Новым является то, что система подготовки и подачи газовоздушной смеси включает в себя расположенные по ходу технологического процесса компрессор, нагреватель и генератор инертного газа мембранного типа, система подвода исходной фосфолипидной эмульсии состоит из накопительного бункера-смесителя с нагревательным элементом,система отвода паро-жировой смеси содержит фильтр для разделения парогазожировой смеси и насос для возврата жировой эмульсии в цилиндрический ротационно-пленочный аппарат, система отвода,фасовки и упаковки фосфолипидного концентрата состоит из накопительного бункера и упаковочного аппарата, в цилиндрическом ротационно-пленочном аппарате за сепарационным отбойником установлено неподвижно сепарационное кольцо, а лопасти ротора имеют винтообразный и прямолинейный участки,отделенные друг от друга по высоте лопасти перегородкой, нижняя часть которой имеет плавный скругленный переход к цилиндрической части ротора,внутри полости, которого на границе перехода от винтообразного участка лопастей ротора к прямолинейному участку лопастей установлена перегородка, разделяющая полости перфорированной и сплошной частей ротора, причем патрубки для ввода исходного продукта расположены в районе действия лопастей ротора в верхней и нижней части крышки,размещенной на левом торце цилиндрического корпуса, часть которого в районе размещения греющей рубашки выполнена в виде металлокерамической полупроницаемой мембраны. Технический результат заключается в равномерном распределении продукта по внутренней поверхности аппарата и более стабильном перемещении пленки продукта по длине аппарата, а также в повышении эффективности выделения из парожировой смеси водяного пара и частичек готового продукта. На фиг. 1 изображена схема установки для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии растительных масел, на фиг. 2 - трехмерная модель полого ротора со звездообразным сечением. Установка для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии включает в себя цилиндрический ротационнопленочный аппарат (фиг.1), который содержит цилиндрический корпус 1 с крышками 2, 3,имеющий греющую рубашку 4 и патрубки 5 и 6 для ввода исходного продукта, расположенные в верхней и нижней части крышки 2, а также патрубок 7 для вывода готового продукта. Для присоединения к вакуумной системе аппарата служит патрубок 8. Для подвода пара и отвода конденсата из греющей рубашки 3 предназначены патрубки 9 и 10 расположенные в верхней и нижней части корпуса 1. Для технологических нужд аппарат снабжен патрубками 11 и 12 (для слива остаточной фосфатидной эмульсии и остаточного парожирового конденсата от аппарата). При этом цилиндрический корпус в районе размещения греющей рубашки 4 выполнен в виде металлокерамической полупроницаемой мембраны. Внутри корпуса 1 размещен с возможностью вращения перфорированный ротор 13 с отверстиями 14 и со звездообразным сечением (фиг.2), вершины которого являются его лопастями 15, закрепленный на валах 16, 17 с помощью дисков 18 и 19. При этом диск 19 выполнен перфорированным с отверстиями 20. Лопасти 15 ротора 13 имеют винтообразный и прямолинейный участки 21 и 22. При этом расположение патрубков 5 и 6 для ввода исходного продукта на крышке 2 находится в зоне действия лопастей 15 ротора 13 (винтообразного его участка 21). Кромки лопастей 15 ротора 13 расположены параллельно образующей внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 с постоянными определенными зазорами 23 и 24,соответствующими винтообразному и прямолинейному участкам лопастей 21, 22. При этом зазор 23 на винтообразном участке 21 выполнен большим, чем зазор 24 на последующем прямолинейном участке 22 лопастей 15 ротора 13. Винтообразный участок 21 по высоте лопасти 15 ограничен перегородкой 25, нижняя часть которой имеет плавный скругленный переход к цилиндрической части ротора 13. А внутри полости ротора 13 на границе перехода от винтообразного участка 21 лопастей 15 ротора 13 к прямолинейному участку 22 лопастей 15 установлена перегородка 26,которая также отделяет перфорированную часть ротора 13 от сплошной. На правом валу 17 ротора 13 помимо диска 19 установлен сепарационный отбойник тарельчатого типа 27. За сепарационным отбойником 27 установлено неподвижно сепарационное кольцо 28. Между сепарационным отбойником 27 и крышкой 3 корпуса 1 образована сепарационная камера 29. Установка для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии также имеет систему подготовки и подачи газовоздушной смеси, которая включает в себя расположенные по ходу технологического процесса компрессор 30,нагреватель 31 и генератор инертного газа мембранного типа 32, систему подвода исходной фосфолипидной эмульсии, которая состоит из накопительного бункера-смесителя 33 с нагревательным элементом 34, систему отвода парожировой смеси, которая содержит фильтр для разделения парогазожировой смеси 35 и насос 36 для возврата жировой эмульсии в цилиндрический ротационно-пленочныйаппарат, систему отвода,фасовки и упаковки фосфолипидного концентрата,которая состоит из накопительного бункера 37 и упаковочного аппарата 38. Предлагаемая установка для осуществления процесса влагоудаления из фосфолипидной эмульсии работает следующим образом Исходный обрабатываемый продукт из бункерасмесителя 33, где он нагревается нагревательным элементом 34 для снижения вязкости, поступает из через патрубки 5 и 6 во внутреннее пространство корпуса 1, где попадает на лопасти 15 винтообразного участка 21 вращающегося ротора 13 и под действием центробежных сил наносится на внутреннюю поверхность корпуса 1, обогреваемого через греющую рубашку 4 паром. С помощью винтообразного участка 21 продукт равномерно распределяется по внутренней поверхности корпуса 1, формируется равномерный слой продукта и обеспечивается его поступательное перемещение по внутренней поверхности корпуса 1 аппарата. Одновременно компрессором 30 через нагреватель 31 в генератор инертного газа мембранного типа 32 нагнетается воздух, где под действием давления на полупроницаемой мембране происходит отделение от него инертного газа азота, который поступает в греющую рубашку 4. Из греющей рубашки 4 газообразный азот через поры металлокерамической полупроницаемой мембраны цилиндрического корпуса 1 выходит через тонкий слой продукта удаляя из него молекулы воды и способствует перемещению продукта по аппарату. Применение азота позволяет интенсифицировать процесс обезвоживания за счет образовывания ассоциированных групп молекул влаги и азота, где молекулы газа выполняют роль переносчика молекул пара с поверхности испарения в свободное пространство корпуса аппарата, а также бомбардируют продукт,ослабляя силы взаимодействия между молекулами в местах попадания. Обрабатываемый продукт последовательно перемещается вместе с выпаренными из продукта парами влаги вдоль корпуса 1 аппарата к выходу и выводится из него через патрубок 7. Образовавшаяся в результате выпаривания парогазовая смесь через межлопастное пространство прямолинейного участка 22, отверстия 14 перфорированного ротора 13 и отверстия 20 диска 19, предварительно взаимодействующая с сепарационными отбойником 27 и кольцом 28 для выделения из нее жидкой фазы готового продукта отсасывается вакуумной системой (не показана) через патрубок 8. Из удаленной парогазожировой смеси на фильтре 35 отделяется жировая эмульсия, которая насосом 36 возвращается через накопительный бункерсмеситель 33 в цилиндрический ротационнопленочный аппарат. Фосфолипидный концентрат через накопительный бункер 37 подается на упаковочный аппарат 38 где он фасуется в герметичную тару в среде инертного газа азота отбираемого из греющей рубашки 4. Преимущества цилиндрического ротационнопленочного аппарата заключаются в том, что- включение в систему подготовки и подачи газовоздушной смеси расположенные по ходу технологического процесса компрессора,нагревателя и генератора инертного газа мембранного типа,а также выполнение цилиндрического корпуса в районе размещения греющей рубашки в виде металлокерамической полупроницаемой мембраны позволяет интенсифицировать процесс обезвоживания фосфолипидной эмульсии и обеспечить поступательное ее движение по аппарату- использование в системе подвода исходной фосфолипидной эмульсии состоит накопительного 3 бункера-смесителя с нагревательным элементом позволяет обеспечить надежность работы установки и создать условия для равномерного распределения фосфолипидной эмульсии в аппарате в виде тонкой равномерной пленки- установка в системе отвода паро-жировой смеси фильтра для отделения от нее жировой эмульсии, а также насоса для последней в цилиндрический ротационно-пленочный аппарат позволяет получать продукт заданного качества с наименьшими потерями- включение в систему отвода, фасовки и упаковки фосфолипидного концентрата накопительного бункера и упаковочного аппарата и использование азота для интенсификации процесса обезвоживания позволяет исключить окислительные процессы, как в процессе переработки, так и при дальнейшем хранении фосфолипидного концентрата.- выполнение лопастей ротора с винтообразным и прямолинейным участками, отделенными друг от друга по высоте лопасти перегородкой, нижняя часть которой имеет плавный скругленный переход к цилиндрической части ротора позволяет сформировать равномерный слой продукта и обеспечить его поступательное и стабильное перемещение по внутренней поверхности корпуса аппарата, что обеспечивает эффективное удаление из него пара.- установка внутри полости ротора на границе перехода от винтообразного участка лопастей ротора к прямолинейному участку лопастей перегородки, которая также разделяет полости перфорированной и сплошной частей ротора обеспечивает беспрепятственное удаление из зоны обработки продукта паровой фазы и из аппарата- расположение патрубков для ввода исходного продукта в районе действия лопастей ротора в верхней и нижней части крышки, размещенной на левом торце цилиндрического корпуса позволяет равномерно вводить продукт в аппарат и равномерно его распределять его по внутренней поверхности корпуса аппарата, что ведет к снижению динамического воздействия на привод барабана.- установка за сепарационным отбойником дополнительного неподвижного сепарационного кольца позволяет повысить эффективность и надежность выделения из парожировой смеси водяного пара и готового продукта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Установка влагоудаления растительных масел,включающая системы подготовки и подачи газовоздушной смеси, системы подвода исходной фосфолипидной эмульсии и отвода парожировой смеси, а также цилиндрический ротационно-пленочный аппарат,содержащий цилиндрический корпус с крышками и греющими рубашками, снабженными патрубками для подвода и отвода теплоносителя,расположенными,соответственно, в верхней и нижней частях корпуса,и патрубками для ввода исходного и вывода готового продукта, сепарационный отбойник тарельчатого типа и сепарационную камеру с патрубкам для подсоединения к вакуумной системе, размещенный внутри корпуса и закрепленный на валах с помощью дисков перфорированный ротор со звездообразным сечением, вершины которого являются его лопастями, а его кромки по всей своей длине расположены параллельно образующей внутренней поверхности цилиндрического корпуса с постоянным зазором, отличающаяся тем, что система подготовки и подачи газовоздушной смеси включает в себя, расположенные по ходу технологического процесса компрессор, нагреватель и генератор инертного газа мембранного типа,система подвода исходной фосфолипидной эмульсии состоит из накопительного бункерасмесителя с нагревательным элементом, система отвода паро-жировой смеси содержит фильтр для разделения парогазожировой смеси и насос для возврата жировой эмульсии в цилиндрический ротационно-пленочный аппарат, система отвода,фасовки и упаковки фосфолипидного концентрата состоит из накопительного бункера и упаковочного аппарата, в цилиндрическом ротационно-пленочном аппарате за сепарационным отбойником установлено неподвижно сепарационное кольцо, а лопасти ротора имеют винтообразный и прямолинейный участки, отделенные друг от друга по высоте лопасти перегородкой, нижняя часть которой имеет плавный скругленный переход к цилиндрической части ротора, внутри полости,которого на границе перехода от винтообразного участка лопастей ротора к прямолинейному участку лопастей установлена перегородка, разделяющая полости перфорированной и сплошной частей ротора, причем патрубки для ввода исходного продукта расположены в районе действия лопастей ротора в верхней и нижней части крышки,размещенной на левом торце цилиндрического корпуса, часть которого в районе размещения греющей рубашки выполнена в виде металлокерамической полупроницаемой мембраны.