PL164657B1 - Apparatus for contacting fluids of different denisities with each other - Google Patents
Apparatus for contacting fluids of different denisities with each otherInfo
- Publication number
- PL164657B1 PL164657B1 PL90286147A PL28614790A PL164657B1 PL 164657 B1 PL164657 B1 PL 164657B1 PL 90286147 A PL90286147 A PL 90286147A PL 28614790 A PL28614790 A PL 28614790A PL 164657 B1 PL164657 B1 PL 164657B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- column
- liquid
- projections
- density
- liquids
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 5
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 abstract 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 14
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 14
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical group ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000000421 Lepidium meyenii Nutrition 0.000 description 1
- 240000000759 Lepidium meyenii Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 235000012902 lepidium meyenii Nutrition 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011328 necessary treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0426—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
- B01D11/043—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position with stationary contacting elements, sieve plates or loose contacting elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0426—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
- B01D11/0438—Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position comprising vibrating mechanisms, electromagnetic radiations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0484—Controlling means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
- Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
- Massaging Devices (AREA)
- Apparatus For Making Beverages (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kontaktowania cieczy o różnej gęstości, a zwłaszcza ekstraktor cieczy.
Znane są rozmaite rodzaje kolumnowych ekstraktorów cieczy, wykorzystujących energię pomocniczą i zapewniających promieniowe mieszanie pomiędzy cieczami przeznaczonymi do kontaktowania. Jeden z takich ekstraktorów posiada pionową cylindryczną obudowę - kolumnę -ze środkowym, pionowym, obrotowym wałem, na którym są zamontowane elementy mieszające, np. łopatki lub krążki jeden obok drugiego. Obrót podowuje rozpraszanie jednej z cieczy w płynącej w przeciwnym kierunku drugiej cieczy (w fazie ciągłej). W niektórych z tych ekstraktorów typu kolumnowego, strefy mieszania (stopnie) są oddzielone za pomocą osadników (np. warstw pakuł, korpusów perforowanych, tkanin siarkowych itd.). Teoretyczna liczba stopni tego rodzaju ekstraktora z kolumnami mieszalnikowymi wynosi 2-7 na metr, a obciążenie właściwości wynosi 20-30 m3/m2 godz. Grupa ta obejmuje ekstraktory typu RDC (krążek obrotowy), (OLDSHUERUSTHON, SHCEIBEL, KOHNI, RZE) (komora mieszalników), (BIC-RDC/wewnętrzna rura przegrodowa), znane w tej dziedzinie (Chem. Ing. T. 52. Fig. nr 3.9.3.). Znany jest również ekstraktor z niewspółosiowym wałem obrotowym, w którym obrotowy krążek jest umieszczony asymetrycznie (np. ekstraktor LUWA-ARD). Jego teoretyczna liczba stopni wynosi 1-3/m, a wydolność właściwa obciążenia wynosi 20 m3/m2 godz.
Znane są również ekstraktory kolumnowe, w których dla polepszenia skuteczności rozproszenia dla skutecznego kontaktu stosuje się zamiast mieszania pulsację. Tego rodzaju ekstraktory zawierają kolumny ekstrakcyjne podowujące pulsację i wibrację cieczy. W ekstraktorach powodujących pulsację cieczy, jedna z cieczy płynąca w przeciwprądzie w kolumnie jest poddawana pulsacji za pomocą pulsatora (np. pulsator tłokowy), połączonego z kolumną. Promieniowe mieszanie cieczy poddawanych pulsacji, i rozpraszanie jednej cieczy w drugiej, zachodzi za pomocą elementów rozpraszających, umieszczonych w kolumnie. Tego rodzaju elementy rozpraszające mogą
164 657 przykładowo stanowić wsad (wsad międzypakietowy, pierścień Pall, procelanowy suport). W tym przypadku właściwa zdolność obciążenia wynosi 15-25 m3/m2 godz., teoretyczna liczba stopni wynosi 4-7/m, a szybkość pulsacji wynosi 700-1300 mm/min (Chem. Ing. T.50. Fig. nr 5 15-19). Elementy rozpraszające mogą stanowić płyty sitowe (perforowane krążki), dzielące wnętrze kolumny pionowo na komory. Swobodny ich przekrój wynosi 20-30%, właściwa obciążalność wynosi 30-60 m3/m2 godz., teoretyczna liczba stopni 4-7/m, zaś szybkość pulsacji 700-1500mm/min (Chem. Ing. T.50. Fig. nr 5, 19). W kolumnach ekstrakcyjnych typu wibracyjnego ciecze są kontaktowane i rozpraszane poprzez wibrację w górę i w dół perforowanego krążka lub płyt sitowych, nasuniętych na wspólny pręt, za pomocą zewnętrznego pulsatora. Najlepiej znana kolumna ekstrakcyjna typu wibracyjnego jest to kolumna KARR, w której swobodny przekrój krążków wynosi 50-60%, właściwa obciążalność wynosi 80-100 m3/m2 godz., a teoretyczna liczba stopni wynosi 3-6/m (Chem. Ing. T.50. nr 5).
Właściwa obciążalność (m3/m2 godz.) kolumn ekstrakcyjnych poddawanych pulsacji i nie poddawanych pulsacji jest w przybliżeniu taka sama, jednakże pulsacja cieczy zapobiega lub przynajmniej znacznie redukuje możliwość tworzenia się kanałów, często występujących w załadowanej kolumnie nie poddawanej pulsacji, ponadto ułatwia oczyszczanie powierzchni kontaktującej się z fazą ciągłą. Pulsacja powoduje możliwość intensyfikowania dyspersji i możliwość podwojenia teoretycznej liczby stopni, jednakże niedogodnością kolumn z pulsującym wsadem jest ich czułość na zmianę obciążenia, co uniemożliwia elastyczne reagowanie na fluktuację. Dalszy problem polega na tym, że występujące przypadkowo w cieczy ciała stałe zakłócają proces ekstrakcji, powierzchnia wyładowania i powierzchnia kolumny staje się brudna, przez co opisane kolumny z pulsującym wsadem nie mogą być stosowanie do ekstrakcji cieczy zawierających cząstki stałe.
W rezultacie pulsacji tworzone są regularnie nowe powierzchnie kontaktowe i można zintensyfikować dyspersję w pulsującej płycie sitowej (typu perforowanego krążka) kolumn ekstrakcyjnych, a w konsekwencji jest większa teoretyczna liczba stopni na metr w porównaniu z kolumnami nie poddawanymi pulsacji i nawet w porównaniu z kolumną ze wsadem poddawaną pulsacji, ich teoretyczna liczba stopni jest większa o około 25-30%. Ponadto poprzez pulsację można również zwiększyć właściwe obciążenie (m3/m2 godz.). Jednakże niedogodność tego rozwiązania polega na tym, że jest bardzo wąski zakres obciążalności właściwej poddawanych pulsacji kolumn ekstrakcyjnych z płytą pitową. Następna wada polega na tym, że w wyniku znacznego rozproszenia, w niektórych przypadkach, zwłaszcza jeżeli ciecz poddawana ekstrakcji zawiera ciała stałe, może tworzyć się zestalająca się powoli, stabilna emulsja, co_ prowadzi do przerwania procesu ekstrakcji. Ponieważ płyta sitowa łatwo reaguje na zanieczyszczenia, zatem kolumny te nie są odpowiednie do ekstrakcji cieczy zawierających cząstki stałe.
Wskutek wibracji perforowanych krążków kolumny ekstrakcyjnej typu wibrującej płyty (KARR), można znacznie zwiększyć właściwe obciążenie (m3/m2 godz.) kolumny (ekstraktora) do najwyższej wartości wśród ekstraktorów kolumnowych, a także można zintensyfikować dyspersję, a w konsekwencji uzyska się zadawalającą teoretyczną liczbę stopni. W przypadku medium o małym naprężeniu powierzchniowym kolumny takie można z korzyścią zastosować. Jednakże mechanizm powodujący wibrację płyt sitowych jest bardziej skomplikowany, a w konsekwencji droższy niż mechanizm stosowany do powodowania pulsacji płynów, zaś stopień złożoności wzrasta wraz ze średnicą kolumny. Nawet w tym przypadku występuje problem, że w wyniku znacznego rozproszenia (zwłaszcza przy cieczach zawierających cząstki stałe) może powstawać powolnie zestalająca się emulsja, która zakłóca proces ekstrakcji. Kolumny takie są wrażliwe na zanieczyszczenia i nie są odpowiednie do ekstrakcji cieczy zawierających cząstki stałe.
Ogólnie można stwierdzić, że konstrukcja kolumn ekstrakcyjnych uruchamianych za pomocą pomocniczej energii pulsującej jest prostsza niż konstrukcja innych ekstraktorów, zaś ich koszt budowy stanowi jedynie część kosztu ekstraktorów mieszalnikowych lub ekstraktorów innego rodzaju, np. odśrodkowych.
Odśrodkowo ekstraktory przeciwprądowe są stosowane w przemyśle farmaceutycznym dla całkowitej ekstrakcji cieczy fermentacyjnych zawierających biomasę. Wskazane urządzenia stanowią ekstraktory PODBIELNIAKA i ROBATELA. Ich pojemność właściwa jest do przyjęcia,
164 657 jednakże teoretyczna liczba stopni jest niska, zaś ze względu na duże koszty inwestycyjne i robocze ich zastosowanie jest coraz rzadsze.
Według następnego znanego sposobu (Westfalia), większość cząstek stałych jest odfiltrowywana z cieczy fermentacyjnych za pomocą próżniowego bębna sitowego, zaś ciecz fermentacyjna zawierająca mało cząstek stałych (1-3%) jest odciągana w dwóch stopniach w przeciwprądzie za pomocą separatora samowyładowczego. Koszty inwestycyjne i robocze (obsługa, konserwacja, pobór energii, części zapasowe) tego urządzenia o wysokim standardzie są bardzo wysokie.
Obecnie są stosowane przeciwprądowe osadniki ekstrakcyjne, do całkowitej ekstrakcji naturalnych cieczy fermentacyjnych, w których można odciągać nawet płyn fermentacyjny macy dużą (60%) zawartość substancji suchej, bez wstępnego odfiltrowywania. Działanie tego rodzaju urządzeń jest stosunkowo proste, ekstrakcja jest wydajna, jednakże ich koszty robocze i inwestycyjne są bardzo wysokie.
Celem wynalazku jest opracowanie kolumnowego urządzenia powodującego pulsację cieczy przeznaczonych do kontaktowania, a zwłaszcza urządzenia odpowiedniego do ekstrakcji, którego konstrukcja jest prosta, koszt inwestycji niski, właściwa obciążalność (m3/m2godz.)jest wysoka, a ponadto jest wysoka teoretyczna liczba stopni/m i sprawność. Ponadto, urządzenie powinno nadawać się do ekonomicznego i skutecznego odciągania płynów fermentacyjnych zawierających cząstki stałe bez tworzenia się emulsji wskutek dyspersji i promieniowego mieszania w trakcie ekstrakcji.
Wynalazek oparto na spostrzeżeniu, że jeżeli poddawana pulsacji ciecz jest poddawana dyspersji indukcyjnej przecinanie za pomocą wbudowanych elementów dzielących kolumnę na komory i ciecz jest intensywnie mieszana, wówczas uzyskuje się skuteczny kontakt przy korzystnej właściwej mocy zasilającej, wyeliminowane jest niebezpieczeństwo zatkania i tworzenia się emulsji, i w urządzeniu można poddawać ekstrakcji ciecz zawierającą cząstki stałe. Według następnego spostrzeżenia, efekt przecinania-dyspersji i mieszania można uzyskać za pomocą krążków zawierających elastyczne występy wbudowane w kolumnę, ponieważ te pulsujące, elastyczne występy umieszczone w płaszczyźnie krążków, poddawane pulsacji i działające jak zawór wibrujący, powodują dyspersję poprzez przecinanie i intensywne promieniowe mieszanie faz cieczy w komorach, zaś rozbijanie cieczy na krople wskutek efektu przecinania zachodzi wydajnie bez tworzenia emulsji.
Na bazie powyższych spostrzeżeń, zrealizowano cele według wynalazku za pomocą urządzenia do kontaktowania cieczy o różnej gęstości, szczególnie do ekstrakcji cieczy, mającego kolumnę z zamkniętym wnętrzem, rurę prowadzącą do górnej części dla przepuszczania cieczy o większej gęstości, rurę prowadzącą do dolnej części dla przepuszczania cieczy o mniejszej gęstości, rurę wychodzącą z dolnej części i odprowadzającą ciecz o większej gęstości oraz rurę wychodzącą z górnej części i odprowadzającą ciecz o mniejszej gęstości, przy czym z rurą odprowadzającą ciecz o większej gęstości jest połączony zespół regulacyjny siły napędowej i sterowania poziomem, a ponadto w kolumnie znajdują się elementy rozpraszająco-mieszające, otaczające komórki i znajdujące się poniżej i powyżej względem siebie w kolumnie, przy czym z dolną częścią kolumny jest połączony pulsator, który według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma krążki tworzące elementy rozpraszająco-mieszające, mające elastyczne występy w płaszczyźnie tych krążków, podlegające wibracji i wysuwaniu z płaszczyzny krążków podczas wibracji, zaś wokół obwodu tych występów biegnie szczelina.
Występy korzystnie są umieszczone na krążku według konfiguracji zębów piły, w jednej lub kilku liniach.
Krążek korzystnie jest zbudowany ze sztywnych płyt i elastycznych płyt, zawierających elastyczne występy. Pod i nad elastycznymi występami są umieszczone zderzaki poprzecznie do podłużnego kierunku występów. Zderzaki korzystnie mają zmienną odległość od występów.
Urządzenie według wynalazku ma dużą obciążalność, nie jest wrażliwe na zmianę obciążenia i ma dużą wydajność w szerokim zakresie obciążeń wskutek zredukowanego mieszania obrotowego. Teoretyczna liczba krążków na metr (liczba stopni) jest bardzo korzystna, umożliwiając zmniejszenie wysokości kolumny, przez co są zmniejszone wymagania przestrzenne, co pozwala na zmniejszenie pracochłonności i kosztów wytworzenia w porównaniu ze znanymi urządzeniami o podob164 657 nej pojemności. Konieczny czas obróbek dwóch podawanych faz w objętości urządzenia odpowiadającej teoretycznemu stopniowi jest bardzo krótki, co korzystnie wpływa na wydajność ekstrakcji. Energia potrzebna do uruchamiania urządzenia (nie ma części obracających się) jest mała, zaś wskaźniki kosztów związanych z pracą urządzenia i kosztów inwestycyjnych są również korzystne ze względu na prostotę konstrukcji. Główna korzyść polega na tym, że w urządzeniu podczas pracy nie powstaje emulsja, a ponadto w wyniku dużych prędkości cieczy przepływającej przez szczeliny o zmniennej szerokości otoczone wibrującymi występami, nie występuje niebezpieczeństwo zatkania ani przestoju, nawet w przypadku ekstrakcji cieczy zawierającej fazę stałą. Tym samym w urządzeniu według wynalazku można również poddawać ekstrakcji naturalny płyn fermentacyjny zawierający biomasę.
Przedmiot wynalazku jest uwodoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój pionowy zalecanego rozwiązania urządzenia według wynalazku, fig. 2 - schematyczny przekrój pionowy dwóch krążków w urządzeniu według fig. 1 oraz komorę objętą tymi krążkami, w powiększeniu, fig. 3 - widok w kierunku strzałki A zaznaczohej na fig. 2, fig. 4 i 5 - inne możliwe rozwiązanie występów, umieszczonych w płaszczyźnie krążków, fig. 6 - rozwiązanie urządzenia według fig. 1 w powiększeniu, w którym krążki zawierają elastyczne występy, a fig. 7 - schematyczny przekrój pionowy urządzenia nadającego się do ekstrakcji płynu fermentacyjnego.
Urządzenie pokazane na fig. 1 posiada kolumnę 1, mającą dolną komorę osadnikową 2 i górną komorę osadnikową 3. Średnica środkowej części cylindrycznej kolumny 1 jest mniejsza niż średnica podobnie cylindrycznych dolnej i górnej komory osadnikowej 2 i 3 odpowiednio, a ponadto środkowa część la jest kilka razy wyższa niż komory. Pionowa geometryczna linia środkowa kolumny 1 jest oznaczona jako x na fig. 1.
Z dolną komorą osadnikową 2 jest połączony tłokowy pulsator 4, przy czym obudowa prowadząca tłok 4a prowadzi do rurowej części 2a, zamkniętej od dołu, wychodzącej z dolnej komory osadnikowej 2.
W środkowej części kolumny 1 znajdują się oddalone od siebie pionowo o odległość m krążki 5, dzielące środkową część la na komory 6. Konstrukcja krążków zostanie opisana poniżej.
W sąsiedztwie punktu połączenia środkowej części la i dolnej komory osadnikowej 2 znajduje się rura 7a prowadząca poniżej najniższego krążka 5 do kolumny 1, podająca ciecz o mniejszej gęstości. Ponad najwyższym krążkiem 5, lecz poniżej górnej komory osadnikowej 3 do kolumny 1 prowadzi rura 7b, podająca ciecz o większej gęstości. Rura 8 wychodzi z dolnej komory osadnikowej 2, biegnąc równolegle z pionową geometryczną linią środkową x, zaś jej górna część jest połączona z konwencjonalnym mechanizmem kontroli poziomu i regulowania siły napędowej 9, którego zbiornik 9a jest połączony ze sztywną rurą 8 za pomocą odcinka elastycznej rury 8a. Ze zbiornikiem 9a jest połączona rura 11, stosowana do usuwania ekstraktu z urządzenia, również za pomocą elastycznego odcinka rury 1la. Położenie dna zbiornika względem otworu wlotowego rury 7b, a zatem kontrola poziomu i regulacja siły napędowej są realizowane przez podnoszenie lub obniżenie zbiornika. Jest to możliwe poprzez zastosowanie elastycznych odcinków rur 8a, 1la. Rura 10 do usuwania rafinatu wychodzi z górnej części górnej komory osadnikowej 3. Położenie zaworów zamykających jest pokazane na fig. 1 krótkimi liniami przecinającymi poprzecznie rury.
Rozmieszczenie i praca dwóch krążków 5 w kolumnie 1 oraz konstrukcja krążka 5 są pokazane w powiększeniu na fig. 2 i 3. Jak pokazano na fig. 3, krążek 5 składa się z dwóch części utworzonych przez ząbkowane płaskie płyty i występy 13a, 13b mające konfigurację zębów piły, dopasowane pomiędzy sobą tak, aby utworzyła się pomiędzy nimi ciągła zygzakowata szczelina 14, której szerokość t jest korzystnie pomiędzy 0,05 i 1,0 mm. Dla jasności, sztywna płyta 5b krążka 5, której występy 13b nie mogą się elastycznie przemieszczać, jest zaznaczona przez zakreskowanie. Występy 13a elastycznej płyty 5a mogą być poddawane wibracji wskutek wpływu zewnętrznej siły. Elastyczna płyta może być wykonana z tworzywa sztucznego, lub metalu, a korzystnie ze sprężystej stali kwasoodpornej, sprężystego brązu, lub podobnego sprężystego metalu. Należy zauważyć, że pary występów 13a, 13b mogą być rozmieszczone w kilku liniach przy każdym krążku 5, głównie w przypadku krążków o dużych średnicach. Sztywna płyta 5b może być wykonana przykładowo z porcelany. Grubość płyty zależy głównie od rodzaju materiału płyty. Podczas wibracji występów
164 657
13a ulega zmianie swobodny przekrój krążków 5, i ta zmienność jest nawet pożądana podczas pracy. Dla ograniczenia wibracji występów 13a, jak pokazano na fig. 2, zamocowano sztywne zderzaki 12 poprzecznie do podłużnego kierunku występów 13a po obudwu stronach krążków 5. Poprzez zmianę położenia, można zmieniać poprzeczny przekrój krążków 5. Zderzaki 12 stanowią odpowiednio pręty.
Na figurze 4 pokazano, że jeżeli obydwa występy 13a, 13b krążka 5 są wykonane z płyty elastycznej, wówczas występy te można utworzyć poprzez obróbkę skrawaniem z pojedynczej płyty za pomocą bardzo prostej technologii, przez cięcie wzdłuż zygzakowatej linii dostosowanej do szczeliny 14 (fig. 4 ilustruje tylko częściowo krążek 5).
Na figurze 6 pokazano, że dla krążka zawierającego tylko elastyczne występy 13a po obu stronach pionowej linii geometrycznej x zastosowano dwa zderzaki 12 poniżej i powyżej krążka 5, ponieważ ograniczenie wibracji oscylujących elastycznych występów 13a jest konieczne dla obydwu linii występów.
Jeżeli jest konieczne zwiększenie właściwego swobodnego przekroju krążka 5, według fig. 5, gdzie zastosowano te same oznaczniki jak na fig. 3, wówczas zakończenie elastycznych występów 13a może być przycięte wzdłuż krzywej, to jest występy 13a są krótsze niż w rozwiązaniach według fig. 3 i 5, zaś w krążku 5 są okrągłe otwory 15, dodatkowo do zygzakowatej szczeliny 14, ponieważ w sztywnej płycie 5b na końcu występów 13a znajduje się półkoliste wycięcia. Otwory 15 zwiększają właściwy swobodny przekrój krążka 5.
Urządzenie według fig. 1-6 pracuje następująco: Ciecz o mniejszej gęstości i ciecz o większej gęstości są podawane do kolumny 1 poprzez rurę 7a od dołu i rurę 7b od góry. (Kierunek przepływu cieczy i działanie pulsatora 4 są oznaczone strzałkami na rurach według fig. 1). Działanie urządzenia pokazanego na fig. 2 jest wyjaśnione w oparciu o założenie, że ciecz o mniejszej gęstości zawiera przeznaczony do ekstrakcji składnik aktywny, zaś ciecz o większej gęstości stanowi składnik przeznaczony do ekstrakcji. Pod wpływem rozmaitej gęstości i pulsatora 4, ciecze regulowane poprzez mechanizm kontroli poziomu i regulowania siły napędowej w kolumnie 1 płyną w przeciwprądzie w polu grawitacyjnym, to jest ciecz o większej gęstości przepływa w dół, a ciecz o mniejszej gęstości przepływa w górę, ponieważ ciecz o większej gęstości spływając w dół wypycha w górę ciecz o mniejszej gęstości. W trakcie tego przepływu w przeciwprądzie, elastyczne występy 13a - utrzymywane w stanie ciągłej wibracji za pomocą pulsujących cieczy (tj. siły zewnętrznej), jak pokazano przerywanymi liniami na fig. 2 - rozbijają gęstszą ciecz na przecięte, dyspergujące kropelki, przez co powstaje faza dyspersyjna, zaś pomiędzy fazami w komorach 6 następuje intensywne mieszanie promieniowe. Wytwarzanie kropel zachodzi w sposób łagodny, zaś rozmiar kropelek jest nawet wizualnie niezmienny. Wielkość otworów powstających w trakcie wibracji występów 13a zmienia się automatycznie - w zależności od szybkości pulsacji i obciążenia właściwego - zaś ruch występów 13a jest ograniczony za pomocą zderzaków 12. Duże prędkości przepływu w szczelinach 14 bezpiecznie zapobiegają zatkaniu (to niebezpieczeństwo występuje w znanych ekstraktorach, gdy ciecz zawiera fazę stałą).
Jak pokazano na fig. 1, oddzielanie faz cieczy w dolnej komorze osadnikowej 2 i w górnej komorze osadnikowej 3 kolumny 1 zachodzi jedynie pod wpływem grawitacji. Ciecz o mniejszej gęstości (rafinat) uwolniona od aktywnego składnika opuszcza górną komorę osadnikową 3 poprzez rurę 10, podczas gdy ciecz o większej gęstości zawierająca składnik aktywny (ekstrakt) opuszcza kolumnę 1 poprzez rurę 8 wychodzącą z dolnej komory osadnikowej 2, i wychodzi ze zbiornika 9a mechanizmu kontroli poziomu i regulacji napędowej 9, poprzez rurę 11.
Na figurze 7 pokazano urządzenie według wynalazku zastosowane do ekstrakcji naturalnego płynu fermentacyjnego. Odpowiednie części oznaczono tymi samymi oznacznikami, jak zastosowano na fig. 1. W tym przypadku rura 7a wychodzi ze zbiornika 17 płynu fermentacyjnego 16, przy czym do zbiornika jest doprowadzony konwencjonalny mieszalnik śmigłowy 18. Rura 7b doprowadza rozpuszczalnik, zaś płyny ułatwiające ekstrakcję są doprowadzane do układu rurami 19,20, prowadzącymi do rury prowadzącej naturalny płyn fermentacyjny 7a.
Urządzenie według fig. 7 działa następująco: Naturalny płyn fermentacyjny zawierający biomasę stanowi fazę o mniejszej gęstości, zaś fazę o większej gęstości stanowi chlorek metylenu, wytwarzający rozpuszczalnik, to jest płyn ekstrakcyjny, który jest doprowadzany do kolumny 1 od
164 657 góry, zaś faza lżejsza jest wprowadzona od dołu poprzez rury 7b i 7a. Obciążenie kolumny 1 jest zmienne pomiędzy 8 a 17 mvm2 godz., optymalna szybkość pulsacji wynosi 0,6 cm/s, zaś stosunek rozpuszczalnika do płynu fermentacyjnego jest pomiędzy 1:1 i 1:2.
Po uruchomieniu pulsatora 4, wibrujące występy krążków 5 wywołują efekt przecinającodyspersyjny i promieniowo-mieszający, jak opisano w powiązaniu z fig. 1-6. Sprawność ekstrakcji wynosi ponad 95% w urządzeniu według wynalazku, zaś płyn fermentacyjny może być odciągany nawet w przypadku wystąpienia niepożądanego tworzenia się emulsji. Całkowita biomasa jest wyprowadzana wraz z rafinatem w trakcie ciągłej ekstrakcji tak, że ekstrakt nie zawiera pływających cząsteczek stałych. Przerwa w działaniu z przyczyn technicznych nie ma wpływu w istotnym stopniu na ekstrakcję.
16-4657
FIG. 7
Fig. 6
Fig. 4
Fig.5
Fig.3
FIG. 1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł
Claims (5)
- Zastrzeżenia patentowe1. Urządzenie do kontaktowania cieczy o różnej gęstości, szczególnie do ekstrakcji cieczy, mające kolumnę z zamkniętym wnętrzem, rurę prowadzącą do górnej części dla przepuszczania cieczy o większej gęstości, rurę prowadzącą do dolnej części dla przepuszczania cieczy o mniejszej gęstości, rurę wychodzącą z dolnej części i odprowadzającą ciecz o większej gęstości oraz rurę wychodzącą z górnej części i odprowadzającą ciecz o mniejszej gęstości, przy czym z rurą odprowadzającą ciecz o większej gęstości jest połączony zespół regulacyjny siły napędowej i sterowania poziomem, a ponadto w kolumnie znajdują się elementy rozpraszająco-mieszające, otaczające komórki i znajdujące się poniżej i powyżej względem siebie w kolumnie, przy czym z dolną częścią kolumny jest połączony pulsator, znamienne tym, że ma krążki (5) tworzące elementy rozpraszającomieszające, mające elastyczne występy (13a) w płaszczyźnie tych krążków (5), podlegające wibracji i wysuwaniu z płaszczyzny krążków (5) podczas wibracji, zaś wokół obwodu tych występów (13a) biegnie szczelina (14).
- 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że występy (13a) są umieszczone na krążku (5) według konfiguracji zębów piły, w jednej lub kilku liniach.
- 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że krążek (5) jest zbudowany ze sztywnych płyt (5b) i elastycznych płyt (5a), zawierających elastyczne występy (13a).
- 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pod i nad elastycznymi występami (13a) są umieszczone zderzaki (12), poprzecznie do podłużnego kierunku występów (13a).
- 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zderzaki (12) mają zmienną odległość od występów (13a).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU893678A HU209706B (en) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Equipment for the contacting of fluids of different density |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL286147A1 PL286147A1 (en) | 1991-06-03 |
| PL164657B1 true PL164657B1 (en) | 1994-08-31 |
Family
ID=10965030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL90286147A PL164657B1 (en) | 1989-07-20 | 1990-07-20 | Apparatus for contacting fluids of different denisities with each other |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5194152A (pl) |
| EP (1) | EP0435994B1 (pl) |
| JP (1) | JPH04502578A (pl) |
| KR (1) | KR920700736A (pl) |
| CN (1) | CN1023378C (pl) |
| AT (1) | ATE115881T1 (pl) |
| AU (1) | AU631238B2 (pl) |
| BR (1) | BR9006858A (pl) |
| CA (1) | CA2035440A1 (pl) |
| DE (1) | DE69015341D1 (pl) |
| GR (1) | GR1000670B (pl) |
| HU (1) | HU209706B (pl) |
| NZ (1) | NZ234462A (pl) |
| OA (1) | OA09346A (pl) |
| PL (1) | PL164657B1 (pl) |
| WO (1) | WO1991001170A1 (pl) |
| ZA (1) | ZA905438B (pl) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2576744B2 (ja) * | 1991-11-05 | 1997-01-29 | 日揮株式会社 | 液液接触塔 |
| RU2147454C1 (ru) * | 1999-01-27 | 2000-04-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Колонный массообменный аппарат |
| JP4609612B2 (ja) * | 2000-08-11 | 2011-01-12 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 往復動プレート式向流抽出装置 |
| RU2293600C2 (ru) * | 2004-12-30 | 2007-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшегно профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Аппарат для проведения процессов в системах жидкость - жидкость и жидкость-твердые частицы (варианты) |
| NL2008214C2 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-06 | Ihc Holland Ie Bv | Loading space and method of loading such a loading space with slurry. |
| WO2013166528A1 (en) | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Mintek | Mixer settler column |
| US9308470B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-04-12 | The Chem-Pro Group Llc | Liquid-liquid extractor |
| GB2517157B (en) * | 2013-08-12 | 2016-05-25 | Bateman Advanced Tech Ltd | Contacting Arrangement |
| KR101710906B1 (ko) * | 2016-07-25 | 2017-03-03 | 한전원자력연료 주식회사 | 압력 평형을 이용한 액-액 추출탑의 계면 제어장치 |
| KR101736168B1 (ko) * | 2016-07-28 | 2017-05-17 | 한전원자력연료 주식회사 | 맥동공급장치를 구비한 맥동탑 |
| CN108245915B (zh) * | 2018-04-08 | 2024-10-29 | 江苏凌云药业股份有限公司 | 一种共沸蒸馏分离装置 |
| CN114223694B (zh) * | 2021-12-28 | 2022-12-30 | 昆明冠生园食品有限公司 | 一种花瓣提取物月饼及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1035902A (en) * | 1961-10-20 | 1966-07-13 | Int Combustion Holdings Ltd | Improvements in or relating to vapour-liquid contacting devices |
| US3536453A (en) * | 1968-06-28 | 1970-10-27 | Jury Fedorovich Sokov | Apparatus for mass-transfer processes in liquid-liquid systems |
| US3837812A (en) * | 1969-12-30 | 1974-09-24 | Ver Kunstmestf Mekog Albatros | Rotating disc contactor |
| US4004609A (en) * | 1971-06-03 | 1977-01-25 | Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar Rt. | Material transmitting element for contacting streaming media of different phases or the same phase |
| HU175820B (hu) * | 1977-04-27 | 1980-10-28 | Richter Gedeon Vegyeszet | Zagruzka glavnym obrazom dlja ustrojstv na kontakt gazovykh i zhidkikh sred |
| US4424131A (en) * | 1978-12-18 | 1984-01-03 | Artisan Industries Inc. | Liquid-liquid extraction method and apparatus |
| JPS55162307A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Steiner Ladislav | Liquiddliquid extracting tower |
| GB2144052A (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-27 | Shell Int Research | Counter-current fluid-fluid contactor |
| US4855113A (en) * | 1986-10-27 | 1989-08-08 | Pennwalt Corporation | Apparatus for removing sulfur from organic polysulfides |
-
1989
- 1989-07-20 HU HU893678A patent/HU209706B/hu not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-07-11 NZ NZ234462A patent/NZ234462A/xx unknown
- 1990-07-11 ZA ZA905438A patent/ZA905438B/xx unknown
- 1990-07-13 GR GR900100538A patent/GR1000670B/el unknown
- 1990-07-18 CA CA002035440A patent/CA2035440A1/en not_active Abandoned
- 1990-07-18 WO PCT/HU1990/000048 patent/WO1991001170A1/en not_active Ceased
- 1990-07-18 BR BR909006858A patent/BR9006858A/pt not_active Application Discontinuation
- 1990-07-18 EP EP90910863A patent/EP0435994B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-18 DE DE69015341T patent/DE69015341D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-18 JP JP2510698A patent/JPH04502578A/ja active Pending
- 1990-07-18 AT AT90910863T patent/ATE115881T1/de active
- 1990-07-18 US US07/671,904 patent/US5194152A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-18 AU AU60747/90A patent/AU631238B2/en not_active Ceased
- 1990-07-18 KR KR1019910700290A patent/KR920700736A/ko not_active Withdrawn
- 1990-07-20 PL PL90286147A patent/PL164657B1/pl unknown
- 1990-07-20 CN CN90104845A patent/CN1023378C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-07 OA OA59969A patent/OA09346A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA905438B (en) | 1991-04-24 |
| CA2035440A1 (en) | 1991-01-21 |
| CN1023378C (zh) | 1994-01-05 |
| OA09346A (en) | 1992-09-15 |
| CN1048808A (zh) | 1991-01-30 |
| JPH04502578A (ja) | 1992-05-14 |
| NZ234462A (en) | 1993-01-27 |
| HU209706B (en) | 1994-10-28 |
| KR920700736A (ko) | 1992-08-10 |
| PL286147A1 (en) | 1991-06-03 |
| ATE115881T1 (de) | 1995-01-15 |
| EP0435994B1 (en) | 1994-12-21 |
| AU6074790A (en) | 1991-02-22 |
| DE69015341D1 (de) | 1995-02-02 |
| US5194152A (en) | 1993-03-16 |
| GR1000670B (el) | 1992-09-25 |
| WO1991001170A1 (en) | 1991-02-07 |
| GR900100538A (en) | 1991-12-10 |
| BR9006858A (pt) | 1991-08-27 |
| AU631238B2 (en) | 1992-11-19 |
| HUT54067A (en) | 1991-01-28 |
| EP0435994A1 (en) | 1991-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4406789A (en) | Apparatus and installation for separating immiscible liquids with different specific gravities | |
| JP3291626B2 (ja) | 懸濁液分離 | |
| AU2010315785B2 (en) | Method of optimizing feed concentration in a sedimentation vessel | |
| US8794448B2 (en) | Separation device | |
| PL164657B1 (en) | Apparatus for contacting fluids of different denisities with each other | |
| JP3331219B2 (ja) | 液体から不溶性粒子を分離する方法および装置 | |
| US4341630A (en) | Arrangement for separation of a suspension or emulsion from liquids by flotation | |
| US5376266A (en) | Water clarification method and apparatus | |
| PL197455B1 (pl) | Maszyna flotacyjna | |
| US1784132A (en) | Filtration system | |
| US8173017B2 (en) | Single-cell mechanical flotation system | |
| EP2142278B1 (en) | Skim tank configurations and methods | |
| JPH11262755A (ja) | 充填された液体の浮揚による浄化装置 | |
| US3744643A (en) | Suspension clearing treatment device | |
| EP0011870A1 (en) | Countercurrent contact process and apparatus | |
| US5599463A (en) | Phase separator apparatus and its use to separate a mixture of liquids and finely divided suspended particles | |
| RU2033839C1 (ru) | Аппарат для взаимодействия жидкостей различной плотности | |
| US4634578A (en) | High capacity reciprocating plate extractor | |
| US4748006A (en) | Extractor apparatus | |
| WO1993019851A1 (en) | Equipment for the separation of various kinds of small sized materials | |
| CA1143295A (en) | Means for separation of suspended solid particles from a liquid flow | |
| SU1125061A1 (ru) | Гидроциклон | |
| US3536453A (en) | Apparatus for mass-transfer processes in liquid-liquid systems | |
| RU2322280C1 (ru) | Экстракционная колонна | |
| SU1230620A1 (ru) | Сепаратор дл разделени водонефт ных эмульсий |