Экстракторы непрерывного действия для виноградных выжимок

Известен целый ряд оригинальных конструкций экстракторов непрерывного действия для виноградных выжимок. Основное направ­ление, которое неизбежно в конструировании экстракторов - это создание аппарата, в котором процесс экстракции проходил бы в противотоке твердой и жидкой фаз. Однако добиться идеального противотока с бесконечным количеством ступеней по типу диффу­зионных аппаратов свеклосахарного производства невозможно, так как виноградные выжимки состоят из частиц различных по геометри­ческим и физическим параметрам. Заставить эти частицы (семена, обрывки кожицы и гребней) двигаться без расслоения в противотоке растворителя невозможно, так как одни из них всплывают, другие тонут и уплотняются, третьи засоряют проходы в отверстиях сетчатых пере­городок. Поэтому и было выбрано направление в создании экстрак­торов — это противоточное извлечение веществ методом диффузии в ступенчато-оросительном противотоке.

По утверждению некоторых авторов в конструировании экст­ракторов выделяются два таких направления: создание экстракторов, слой выжимок у которых в процессе экстрагирования находится в относительно спокойном состоянии, с минимальным рыхлением; соз­дание экстракторов, в которых в течение всего процесса экстраги­рования выжимки интенсивно перемешивается.

Преимуществом первого типа экстракторов (ленточные типа ЭНД-3, Крымского и Анапского винзаводов, ротационный Агабальян-ца-Масликова и ковшовый фирмы «Падован» является возможность получения более прозрачного сока, что улучшает условия получения ВКИ. Однако громоздкость конструкций, невозможность увеличения циркуляции растворителя и перемешивания выжимок не дала преиму­щества в дальнейшем использовании экстракторов этого направ­ления. Для получения высоких выходов экстрагируемых веществ на этих экстракторах время экстракции должно быть не менее 40-50 мин.

В экстракторах второго типа выжимки в процессе экстрагиро­вания тщательно перемешиваются, процесс экстракции проходит интенсивнее и продолжается 10-25 мин. Сок получается более загряз­ненным взвесями, однако этот недостаток компенсируется простотой конструкции, надежностью работы и несложностью обслуживания, а также значительным снижением удельной металлоемкости и габари­тов. Конструкции экстракторов этого направления можно разделить, как и было предложено выше, на экстракторы противоточные ступен­чатые оросительные, противоточные и противоточно-ступенчатые. Эти типы экстракторов, пройдя серию испытаний и практическое использование в винодельческой промышленности, в настоящее время и являются основными. Это шнековые экстракторы РЗ-ВЭА-6, ШЭК-6, РЗ-ВЭГ-6, Б2-ВПЭ/1.

Шнековый экстрактор РЗ-ВЭА-6 - выжимочный экстрактор производительностью 6 т выжимок в час, состоит из шести ороси­тельных секций. Его выпуск освоен Батумским машзаводом. Экстрак­тор получил широкое применение во всех винодельческих странах СНГ. Экстрактор РЗ-ВЭА-6 является самой надежной в работе конст­рукцией из всех известных в настоящее время, с малой удельной металло- и энергоемкостью.

В начале экстрактора установлен загрузочный бункер 1 (рис. 19.3.), который крепится на корпусе шнека 18 первой секции. Корпус шнека состоит из металлического корпуса, обшивки и перфориро­ванного полуцилиндрического днища (желоба), в котором на подвес­ных 21 и упорном 5 подшипниках смонтирован шнек 3. Экстрактор состоит из шести секций, соединенных между собой и состоящих из корпуса шнека с подшипником и сборником сока 17 со змеевиком 12 и люками для очистки 13. Нижняя часть всех сборников соединена трехходовыми кранами 10 с коллектором промывки с кранами 15 и циркуляционными насосами 9. В последнем (шестом) сборнике уста­новлен поплавковый регулятор уровня 14, связанный с краном регулирования подачи воды 20 из парового подогревателя 19. Корпуса шнеков 18 всех секций закрываются крышками 23, под которыми в начале каждой секции смонтированы оросители 22, соединенные с насосами 9 через трубопроводами с вентилями регулирования орошения 26. Насос 9 первой секции, кроме соединения с оросителем, через трехходовой кран рециркуляции 2 соединен с гидроциклоном 25. Для регулирования температуры сока в сборниках служат вентили 11, установленные на паровом коллекторе. В переходных соедини-

тельных коробках, между секциями, установлены перегородки 24, со снижением уровня от первой до последней секции.

В корпусе шнека перед подвесными подшипниками 21 установ­лены прессующие лотки 27. Около последней секции установлен на­сос 16 для подачи прессового сока на пятую (предпоследнюю) секцию.

Привод экстрактора осуществляется от редукторного электро­привода 7 через контрпривод 6, состоящий из цепной передачи, соединенной с зубчатым колесом 4, установленного на вале шнека 3.

Работает экстрактор следующим образом. В бункер 1 непре­рывно подаются выжимки с дозированием их с помощью бункера-до­затора накопителя (на схеме не показан). Выжимки шнеком 3 про­двигаются по перфорированному корпусу от первой до шестой секции. В пяти секциях выжимки в ступенчатом противотоке орошаются соком, подогретым до температуры 65-70°С, а в шестом - подогретой водой. За счет ступенчатой противоточной экстракции в первом сборнике концентрируются экстрагируемые вещества. По мере накопления диффузионного сока в первом сборнике и достижения концентрации до заданного предела, включается насос этого сборника и произво­дится отбор готового сока для дальнейшей его обработки.

Перед поступлением диффузионного сока в сборник он освет­ляется на гидроциклоне.

При пуске экстрактора в работу сначала заполняют водой три последние секции, затем включают в работу шнек и в бункер подают выжимки, которые проходят без орошения первую и вторую секции. При подходе выжимок к третей секции включают в работу насосы чет­вертой и пятой секций и производится подача подогретой воды в шестую секцию. При наполнении диффузионным соком третьей секции включают насос подачи диффузионного сока из сборника этой секции в ороситель второй секции. После наполнения соком сборника второй секции включают насос подачи диффузионного сока из этой секции на ороситель первой. При этом все циркуляционное насосы включены в работу. Выжимки, промытые на экстракторе, подают на пресс, где из них отжимается остатки сока. Прессовый сок насосом 16 направляется на орошение выжимок в последней или предпоследней секции.

В начале работы экстрактора кран 2 открывают только на оро­шение свежих выжимок. После того, как концентрация сахара в диф­фузионном соке достигла необходимой величины (85-90% содержания в выжимках), включают отбор готового сока. При понижении концент­рации сахара в соке отбор его уменьшают или совсем прекращают до достижения необходимой концентрации.

Температура диффузионного сока в сборниках регулируется вручную или автоматически подачей пара в змеевики и подогреватель воды. При технологической схеме производства ВКИ прямым ее осаж­дением воду подкисляют серной кислотой или обрабатывают содой. При использовании для выделения солей винной кислоты на ионо­обменной установке используемая вода на экстракторе должна умяг­чаться.

Экстракционная установка Б2-ВПЭ/1. Для кустовых заводов, специализирующихся на переработке виноградных выжимок и дрожжевых осадков, ВНИИВиВ «Магарач», Тбилисским ГСКБ «Продмаш» разработана и испытана на винзаводах Росглаввино кон­струкция экстрактора с прямым противотоком растворителя и вино­градных выжимок. За основу принят наклонный шнековый диффузион­ный аппарат сахарного производства. Установка после испытаний была рекомендована для изготовления и использования вместе с линией переработки отходов виноделия Б2-ВПЭ.

Сладкие выжимки (рис.19.4.) подают в бункерную зону экст­рактора. Шнек непрерывно транспортирует выжимки в корпусе экст­рактора навстречу стекающему вниз растворителю. Готовый экстракт фильтруется через решетку и поступает в сборник. В выгрузочной зоне экстрактора выжимки прессуются в шнековом прессе Б2-ВПО-50.

Для экстрагирования сахара и ВКС используют горячую умяг­ченную воду или горячую воду с добавлением кальцинированной соды или серной кислоты.

Таблица 19.3 Техническая характеристика экстрактора Б2-ВПЭ/1

Наименование показателя	Величина
Производительность, т/ч
Извлечение сахара, %
Извлечение ВКС, %
Технологическое потребление: энергии, МДж электроэнергии. КВтч тепловой энергии (пара), МДж (кг1ч)	5536,68 21,3 5460(2000)
Давление пара, МПа	0,25
Расход: пара, кг1ч воды, м3/ч	2000 12
Занимаемая площадь, мг	119,14
Габаритные размеры, мм	26360x4520x6800
Масса, кг

19.4. Технологическая схема экстракционной установки Б2-ВПЭ/1: 1 - шнековый пресс; 2 - сборник прессового сока; 3 - насос возврата прессового сока; 4 — пароводяной смеситель; 5 — экстрактор; 6 — насос откачки готового экстракта; 7 — сборник готового экстракта; 8 - емкость для реагентов; 9 - пульт управления; 10 -шкаф электроаппаратуры; 11 - преобразователь тока.

Экстрактор противоточный ступенчатый. Предложен­ная конструкция экстрактора работниками Кишиневского совхоза-учи­лища виноделия (Собор MB. и Царану И.Н.) отличается от лопастных противоточных экстракторов тем, что в его конструкции предусмотрено проводить экстракцию в ступенях с перемешиванием выжимок с растворителем и отделением растворителя прессованием при пере­ходе выжимок из ступени в ступень. Такое устройство позволяет интен­сифицировать процесс экстракции при соблюдении ступенчатого противотока жидкой и твердой фаз.

Экстрактор состоит из сварной рамы, на которой установлены четыре секции (рис. 19.5). Каждая секция состоит из промывателя 6 и механизма прессования 11. Промыватель представляет собой горизон­тальный цилиндр, разделенный вертикальными перегородками. Ко второй перегородке по ходу выжимок прикреплен механизм прес­сования 11, состоящий из перфорированного цилиндра 16 и шнека 12, витки которого укреплены на центральном валу 7, проходящего через все секции. На валу в промывателе установлены лопасти 5 для перемешивания и 8 для перегрузки выжимок. В начале прессующего устройства установлен приемный бункер 9, а в конце - конический регулятор влажности 13, выходящий в последующий промыватель. Для предотвращения вращения выжимок в прессующем цилиндре

установлен обтюратор 10. Под каждым перфорированным цилиндром расположены поддоны 18 для сбора диффузионного сока. Диффузион­ный сок в поддонах подогревается паром через змеевики 15. Кроме этого для подогрева диффузионного сока используются рубашки 19, установленные в каждом промывателе.

В начале экстрактора установлен загрузочный бункер 4, а в конце - разгрузочный лоток 14. Вращение центрального вала осуществ­ляется от привода, состоящего из электродвигателя постоянного тока 3, клиноременной передачи 2, редуктора 1 и открытой зубчатой пере­дачи 20.

Испытания экстрактора показали удовлетворительные резуль­таты. Извлечение сахара достигает 65-70% при гидромодуле 1:1. Техническая характеристика противоточного ступенчатого

Производительность но выжимкам при 3,6 об/мин,

т/час ' _6|0

Степень извлечения сахара, % 70

Время экстракции, мин 30

Мощность электродвигателя привода, КВт 6,0

Частота вращения вала, об/мин 1-3,6

Зазор между шнеком и сеткой, мм 5

Габариты, мм: длина 10500

ширина 2000

высота 2200

Масса, кг 7500

Экстрактор непрерывного действия для яблочных вы­жимок. Экстрактор предназначен для получения виноматериалов и сока из отходов винодельческого и консервного производства - яблоч­ных (плодово-ягодных) выжимок.

Простота конструкции, небольшая металлоемкость и энерго­емкость позволила изготовить экстрактор силами механической мас­терской винзавода совхоза-завода "Янтарный" на месте.

Использование экстрактора в линии переработки плодов в период его наладки и испытания дало возможность получить дополни­тельно 18% сока, пригодного для производства как виноматериалов для производства кальвадоса, так и качественного виноматериала "Золотая осень".

Простота в обслуживании и надежность в работе не требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Контроль и обслуживание экстрактора осуществляется оператором и слесарем-наладчиком линии переработки плодов.

Экстрактор состоит (рис. 19.6.) из четырех оросительных сек­ций 1, установленных в каркасе 2 под углом 15° к горизонту противо­положно друг другу так, что конец предыдущей секции совпадает по горизонтальному уровню с началом последующей секции. Ороситель­ная секция 1 представляет собой закрытый прямоугольный желоб с полуцилиндрическим днищем и полуцилиндрической перфорирован­ной перегородкой 3. Внутри желоба над перфорированной перего­родкой установлен шнек, опирающийся цапфами вала в торцевых подшипниках 5. Сверху желоб закрыт плоской крышкой 6. На каждой секции 1 сверху установлен ороситель 7, соединенный патрубками 8 с нижней частью желоба вышерасположенной секции, а верхний оро­ситель 7 соединен с трубопроводом растворителя (на схеме не пока­зан). В конце шнека 4 каждой оросительной секции установлена пере­грузочная лопатка 9 с витком шнека, навивка которого направлена противоположно навивке основного шнека. В конце желоба секции выполнен перегрузочный канал с лотком 10, соединяющий секцию с началом желоба последующей секции. Шнеки 4 приводятся во вра­щательное движение от электроприводов 11, установленных на первой и второй секциях. С помощью цепной передачи 12 приводятся в дви­жение шнеки третьей и четвертой секций. Для обеспечения постоян­ного натяжения цепей на приводных секциях установлены маятни­ковые натяжные устройства 13.

Для обеспечения передачи вращательного движения шнекам 4 от приводящих к приводным секциям валы приводящих секций 1 (первой и второй) удлинены и цапфы их дополнительно опираются в подвесных подшипниках 14.

Для лучшего перемешивания выжимок с растворителем в ороси­тельных секциях 1/5-1/6 часть перфорированной перегородки в начале секции выполнена из сплошного (неперфорированного) листа 15 с пере­городкой, отделяющей полость между днищами. Кроме этого такая конст­рукция обеспечивает возможность беспрепятственного слива сока из вышерасположенной секции в ороситель 7 нижерасположенной. На ниж­ней оросительной секции 1 установлен бункер 16. А на выходе четвертой - к перегрузочному каналу присоединен разгрузочный лоток 17. В конце шнека 4 четвертой (верхней секции перед перегрузочной лопаткой смон­тировано прессующее устройство 18, выполненное в виде полуцилиндра, шарнирно закрепленного к желобу секции и сверху подпружиненного. Патрубки 8 соединены с оросителями гибкими шлангами 19. Сливные патрубки (нижней) первой секции соединены со сливным коллектором 20.

17

Рис. 19.6. Экстрактор непрерывного действия для яблочных выжимок: 1 - оросительные секции; 2 - каркас; 3 - желоб; 4 - шнек; 5 - подшипники торцевые; 6 - крышка; 7 - ороситель; 8 - патрубки, 9 - перегрузочная лопатка; 10 - перегрузочный канал; 11 - электропривод; 12 - цепная передача; 13 - натяжное устройство; 14 - подшипники подвесные, 15 - сплошной лист; 16 - бункер; 17 - разгрузочный лоток; 18 - прессующее устройство; 19 - шланг; 20 - сливной коллектор

Свежие выжимки непрерывным потоком загружают в бункер 16 первой оросительной секции 1. Шнеком 4 выжимки продвигаются по перфорированной перегородке 3. Выжимки, дойдя до конца нижней оросительной секции перегрузочной лопаткой с обратным витком 9 перегружаются через перегрузочный канал 10 во вторую вышераспо­ложенную секцию. Таким же образом выжимки переходят вторую, третью и четвертую секции, выгружаясь из последней через разгрузоч­ный лоток 17, предварительно пройдя под прессующим устройством 18, где отжимается от выжимок остаток сока. Для более полного отде­ления сока из отработанных выжимок рекомендуется их прессовать на шнековом прессе, который должен входить в комплект установки экстрактора.

Отжатый прессовый сок возвращается в третью оросительную секцию экстрактора. При подходе выжимок (в начале работы) к пере­грузочному каналу 10 третьей (предпоследней) секции, через верхний ороситель 7 подают растворитель. При переработке яблочных или виноградных выжимок в качестве растворителя используют конден­сат или обессоленную воду, подогретую до 40-50°С.

Проходя нижний слой выжимок растворитель в виде диффу­зионного сока с небольшим содержанием сахара и других веществ из четвертой (верхней) секции через патрубки 8 стекает в ороситель 7 третьей секции, а с третьей секции - в ороситель второй, со второй — в ороситель первой. Проходя слои выжимок и смешиваясь с более концентрированным соком выжимок в соке повышается концентрация сухих растворимых веществ. Проходя нижний слой выжимок, непре­рывно поступающих в экстрактор, сок окончательно насыщается экстрагируемыми веществами и в виде экстракта выходит через сливной коллектор 20.

При приготовлении плодово-ягодных виноматериалов сок сбра­живают вместе с прессовыми фракциями второго и третьего давления.

19.4. Аппаратурно-технологическая схема

получения спирта и ВКИ из виноградных выжимок

В настоящее время на большинстве винзаводов переработку виноградных выжимок производят в сезон виноделия в потоке с пере­работкой винограда. Этому способствовало внедрение экстракторов непрерывного действия.

Переработку диффузионного сока, полученного на экстрак­торе, ведут двумя способами. Первым предусмотрено производить отбор виннокислых соединений до сбраживания диффузионного сока. По второму способу вначале производится сбраживание Сахаров и перегонка бражки на аппарате, а затем из полученной барды - отбор виннокислых соединений. Разработанная аппаратурно-технологичес­кая схема на Анапском винзаводе получила широкое применение на заводах России, Грузии, Молдовы и Украины.

Переработка свежих виноградных выжимок производят на шнековом оросительном экстракторе типа РЗ-ВЭА (рис. 19.7). Шнеко-выми транспортерами (на рисунке не показаны) свежие виноградные выжимки подают на экстрактор 1, где они промываются в противотоке горячей водой при температуре 60-70°С. Вода в ступенчатом противо-

Рис. 19.7. Аппаратурно-технологическая схема получения спирта и ВКИ из

виноградных выжимок

токе насыщается виннокислыми соединениями и сахаром и в виде диффузионного сока циркулирует в секциях насосами 2, многократно орошая выжимки, которые продвигаются шнеком по перфорирован­ному желобу. После экстрактора отработанные выжимки подают шне­ком 3 на пресс 4 типа ВПО или ПНД. Прессовая вода возвращается в сборник последней секции экстрактора, а выжимки транспортируются для дальнейшей переработки. Диффузионный сок в секциях экстрак­тора подогревается паром, проходящим по змеевикам каждой секции, а вода, поступающая в экстрактор, подогревается в теплообменнике 29 готовым диффузионным соком и в паровом смесителе 31 открытым паром.

Конденсат из змеевиков экстрактора используется для про­мывки выжимок в последней секции экстрактора. Сборники сока трех­ходовыми кранами 32 соединены с циркуляционными насосами 5 и

могут быть использованы для окончательного спуска сока и промывки экстрактора. В первой секции насос 5 используется для циркуляции через кран 33 (в начале работы) и для отбора готового сока.

Диффузионный сок из экстрактора насосом 5 подается на гид­роциклон 6 с регулируемым сечением выходного отверстия твердой фазы. Сок в гидроциклоне очищается от грубых взвесей и поступает в теплообменник 29 для подогрева воды, поступающей на экстрактор, затем в бродильную установку непрерывного действия 7. Сброженный диффузионный сок поступает в сборник 8, который оборудован мешал­кой. Насосом 9 бражка подается в мерный напорный резервуар 10. Реконструированным винтовым насосом 11 с регулируемой частотой вращения электродвигателя бражка, пройдя дефлегматор 13, подается в колонну брагоперегонного аппарата 12. Спирт из конденсатора-холодильника 14 поступает в спиртовой фонарь 15 и затем в спиртохра-нилище. Барда из аппарата поступает в сборник 16, оборудованный пропеллерной мешалкой. Насосом 17 типа АНВ-120 барда подается в напорный сборник 18 и далее насосом 19 типа СОТ-30 - на автомати­ческий фильтр-пресс 20 типа ФПАКМ-25.

Отфильтрованная барда сливается в сборник 21 и насосом 22 подается или на ионообменную установку для сорбции винно­кислых соединений, или непосредственно на реакторы 23. При работе без ионообменной установки нефильтрованная барда насосом 17 мо­жет подаваться непосредственно в реакторы, минуя фильтр-пресс 20.

Поступивший в реакторы элюат подогревается до 60°С. Через мерники 24 в реакторы при интенсивном перемешивании подается 40%-ный раствор хлористого кальция для осаждения виннокислой извести (ВКИ). Количество хлористого кальция рассчитывают в зави­симости от содержания винной кислоты в растворе с добавлением 10-20% запаса. Для получения более крупнокристаллического осадка раствор хлористого кальция задают медленно в течение не менее одного часа. Раствор хлористого кальция готовится в сборнике 25 и давлением сжатого воздуха подайся в мерники 24.

При работе без ионообменной установки в барду задают хло­ристый кальций, а нейтрализацию ведут известковым молоком до слабокислой реакции (рН 6).

В схеме используются реакторы с рубашками и рамными ме­шалками, изготовленными из нержавеющей стали или из черного ме­талла покрытого стеклоэмалью. Рубашка реактора используется для подачи теплоносителя или охлаждающей жидкости (россола или холодной воды).

После осаждения виннокислой извести охлажденный маточ­ный раствор насосом 30 подается на гидроциклон 27. Гидроциклон имеет регулируемое сечение выходного патрубка для осадка и ус­тройство для прочистки патрубка при его засорении. Для снижения потерь виннокислой извести с гидроциклонов осветленный продукт подается в тот же реактор. Из гидроциклонов виннокислая известь подается на фильтрующую центрифугу 26 типа ТВ-800 или прямо в шнековую сушилку ВКИ 28.

Оборудование этой схемы используется также и для получения спирта и ВКИ из дрожжевых осадков.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: