Аппарат для экстрагирования в системе твердое тело-жидкость — SU 1053847 (original) (raw)
(51) В 01 Р 11 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ затрат и обеспечения возможности экстрагирования термолабильных веществ, сборник-питатель установлен под углом к горизонтальной оси, а экстрактор снабжен в верхней части трубкой, верхний конец которой - снабжен распределительной воронкой, а нижний - расположен внутри него, и съемным патрубком, а трубопровод, соединяющий верхний конец сборника-питателя с экстрактором, снабжен коллектором с установленными по высоте патрубками, соединенными с экстрактором, и регулируемыми вентилями, при этом нижний конец съемного патрубка установлен с возможностью фиксации на уровне отверстий патрубков коллектора,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Пятигорский фармацевтический институт(54) (57) АППАРАТ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ В СИСТЕМЕ ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ, включающий экстрактор и сборник-питатель, соединенные трубопроводами в замкнутую систему, отличающийся тем, что, с целью снижения энергогНИЯ1Изобретение относится к фармацевтической, пищевой и химической промышленности и может быть использовано для экстрагирования различных видов сырья и растворения с одновременным отделением шлама от раствора.Известен аппарат для экстрагирования в системе твердое тело - жидкость, включающий экстрактор и сборник-питатель, соединенные трубопроводами в замкнутую систему 11.Недостатками известного аппарата являются большие энергозатраты и невозможность проведения процесса экстрагирования термолабильных веществ.Цель изобретения - снижение энергозатрат и обеспечение возможности экстрагирования термолабильных веществ.Поставленная цель достигается.тем, что в аппарате для экстрагирования в системе твердое тело - жидкость, включающем экстрактор и сборник-питатель, соединенные трубопроводами в замкнутую систему, сборник-питатель установлен под углом к горизонтальной оси, а экстрактор снабжен в верхней части трубкой, верхний конец которой снабжен распределительной воронкой, а нижний - расположен внутри него, и съемным патрубком, а трубопровод, соединяющий верхний конец сборника-питателя с экстрактором, снабжен коллектором с установленными по высоте патрубками, соединенными с экстрактором, и регулируемыми вентилями, при этом нижний конец съемного патрубка установлен с возможностью фиксации на уровне отверстий патрубков коллектора,На чертеже схематически представлен предлагаемый аппарат.Аппарат для экстрагирования в системе твердое тело - жидкость включает экстрактор 1 цилиндрической формы, предназначенный для размещения сырья и снабженный ложным дном 2, на которое перед загрузкой сырья укладывается фильтрующий материал, и прижимная решетка 3, предупреждающая всплывание сырья. Экстрактор 1 имеет съемное дно 4 и крышку 5, снабженные фланцами с уплотнительными прокладками для обеспечения герметичности.Экстрактор 1 соединяется трубопроводом 6 со сборником-питателем 7, который служит одновременно для питания системы чистым экстрагентом и для сбора извлечения, имеющего большую плотность, чем экстрагент.Сборник-питатель 7 выполнен в форме цилиндра с небольшим диаметром и расположен с наклоном в 20 в сторону сбора извлечений, что обеспечивает размещение большего объема извлечения без существенного роста его уровня ввысоту. Иначе по мере накопления экстракта рост его уровня в высоту в сборникепитателе 7 и трубопроводе 6 укорачивает колено с плотной жидкостью, от чего скорость циркуляции жидкости и чувствительность аппарата к изменению плотности жидкости снижаются. Сборник-питатель 7 соединен трубопроводом 8 с верхней зоной экстрактора 1, образуя таким образом замкнутую систему,Трубопровод 8 сообщается с верхней зоной экстрактора 1 через коллектор 9 с патрубками 10 - 13, расположенными на различной высоте боковой поверхности экстрактора, 1, что обеспечивает работу аппарата при его загрузке большими или меньшими количествами сырья и экстр агента, например, на 1/2, 2/3 объема и т. д., и регулируемыми вентилями 14 - 17,О 15 20 Через крышку 5 экстрактора 1 пропускается трубка 18, предназначенная для вывода воздуха при заполнении аппарата экстрагентом, с вентилями 19 для прерывания потока жидкости при заполнении системы экстрагентом и 20 - для прерывания связи аппарата с внешней средой при перекачке извлечения из одного аппарата в другой.Сверху на трубке 13 устанавливается расширительная воронка 2 из прозрачного материала, предназначенная для контроля за уровнем жидкости в момент заполнения аппарата, а в последствии и во время работы аппарата, для компенсации жидкой фаза в системе, убывающей при набухании сырья.35 Трубка 18 оканчивается с внутреннейстороны крышки 5 съемным патрубком 22, выполняющим роль гидравлического затвора. Длиной патрубка 22 гидравлического затвора задается, объем жидкой фазы в экстракторе 1, уровень которой должен быть выше уровня сырья не менее 5 см. Длина патрубка 22 подбирается такой, чтобы нижний конец его был на уровне отверстий патрубка коллектора, обеспечивающего в данных конкретных условиях циркуляцию жид кой фазы.Сборник-питатель 7 снабжается патрубком ввода извлечения 23, опущенным внутрь на 9/10 диаметра сборника. Это обеспечивает уравнивание плотностей первых более плотных и последующих менее плотных порций извлечений, что тем самым предупреждает смешивание всего извлечения с чистым экстрагентом.На боковой поверхности сборника-питателя 7 размещаются патрубки с вентиля ми 24 - 26, Наклонное положение сборника-питателя и расположение патрубков с вентилями 24-26 на различном расстоянии по длине сборника позволяет изменять объ1053847 Составитель И. Ненашева Редактор Л, Авраменко Техред И. Верес Корректор О. Тигор Заказ 8965/5 Тираж 688 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ем жидкой фазы, вводимой в аппарат, для чего при заполнении системы экстрагентом открывают только один вентиль, напрймер 26, при этом жидкость, вытесняя воздух, будет наполнять сборник до тех пор, пока уровень ее не достигнет патрубка с вентилем 26, ущемленный выше штуцера воздух будет препятствовать дальнейшему наполнению сборника-питателя.Сборник-питатель 7 снабжен патрубком с вентилем 27, через который вводится чистый экстрагент при запуске аппарата в работу, и сливается извлечение после окончания экстракции. Патрубок с вентилем 28 устанавливается на трубопроводе 6 для отбора проб извлечения, для чего перед отбором пробы закрывается вертиль 29,Патрубок с вентилем 30 служит для соединения нескольких описываемых аппаратов в батарею. Аппарат работает следующим образом.Операция экстрагирования в аппарате проводится в следующем порядке. Открывают крышку 5 экстрактора 1, вынимают прижиМную решетку 3, на ложное дно 2 укладывают фильтрующий материал и загружают экстрактор измельченным сырьем. На поверхность сырья укладывают фильтрующий материал, прижимают его решеткой 3 и герметично закручивают крышку 5, подложив под нее.уплотняющую прокладку (патрубок 22 к штуцеру трубки 18 не присоединяется). После загрузки сырьем при открытых вентилях 19, 20, 27,и 29 через патрубок с вентилем 27 экстрактор 1 заполняется чистым экстрагентом. О завершении процесса заполнения экстрактора 1 .экстрагентом судят по появлению жидкости в расширительной воронке 21. Подачу экстрагента в аппарат продолжают до наполнения расширительной воронки 21 примерно на 1/5 объема. После этого приступают к заполнению экстрагентом сборника-питателя 7, для чего сначала закрывают вентиль 29 и затем открывают вентиль 24. Завершение процесса заполнения экстрагентом сборника-питателя 7 определяется по росту уровня жидкости в расширитейьной воронке 21, которую наполняют, продолжая подавать экстрагент в аппарат, примерно на 4/5 объема. По окончании процесса заполнения аппарата, экстрагентом закрывают вентиль 27 и настаиваютсырье 2-3 ч. После настаивания открываютвентиль 29 и 14 и начинают циркуляциюжидкой фазы.Жидкость с высокой плотностью из диффузора 1 по трубопроводу 6 через открытый вентиль 29, патрубок 23 поступает всборник-питатель 7, наполненнь 1 й чистымэкстрагентом, и накапливается на его дне,10 вытесняя при этом чистый экстрагент черезоткрытый вентиль 24 по трубопроводу 8 ивентиль 14 к поверхности сырья в экстракторе 1,Накопление жидкости с высокой плот 15ностью в сборнике-питателе протекает практически без смешения ее с чистым экстрагентом, с четкой границей раздела фаз.По мере истощения сырья скорость циркуляции жидкости в аппарате затухает и совершенно прекращается при его полном20 истощении,О завершении процесса экстракции судят по отсутствию веществ в пробах извлечения, отобранных из экстрактора 1 черезвентиль 28 при закрытом в момент отбора25пробы вентиле 29.Аппаратом можно пользоваться и тогда,когда масса подлежащего экстрагированиюсырья занимает только часть объема экстрактора (например, 1/3, 1/2, 2/3 объема)и когда объем жидкой фазы лимитировант, е. жидкой фазы не хватает для заполнения всего аппарата, или когда объем ееограничивают умышленно.При необходимости экстракцию сырьяможно провести многократно, В этом случае из аппарата при закрытом вентиле 2935 сливают накопившееся в сборнике-питателе 7 извлечение через патрубок с вентилем 27 и затем заливают через этот жештуцер в сборник-питатель 7 свежий экстрагент и, закрыв вентиль 27 и после это 4 о го открыв вентиль 29, проводят повторнуюциркуляцию.С целью повышения концентрации веществ в экстракте извлечение, полученноев первом аппарате, можно направлять дляэкстрагирования свежего сырья во втором45 аппарате, из второго - в третий и т. д.для чего несколько аппаратов соединяюткоммуникациями в батарею.