RU2545666C1

RU2545666C1 - Vegetable oil refinement apparatus

Info

Publication number: RU2545666C1
Application number: RU2013144795/13A
Authority: RU
Inventors: Валентин Витальевич Деревенко
Original assignee: Общество ограниченной ответственности "Экотехпром"
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-04-10
Also published as: RU2013144795A

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to fat-and-oil industry. The vegetable oil refinement apparatus consists of a vertical cylindrical body with a conic bottom (containing a vertical shaft with a rake stirrer, composed of vertical and horizontal connective plates, a nozzle system for reagents introduction, a pin tube, connected to the winch with a wire rope) as well as a drive, nipples for delivery and discharge of source and ready oil, the reagent and sediment; the vertical plates are designed to be perforated; lower edges of horizontal connective plates and inclined guides, installed at the lower ends of the vertical plates, are edge-raised in the direction of rotation of the rake stirrer operation side.

EFFECT: invention allows to reduce duration of vegetable oil stirring with reagents that is to reduce the periodic refinement cycle and enhance safety in operation due to exclusion of finely dispersed reagents particles formation in air during spraying.

2 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для удаления жирных кислот и других сопутствующих веществ из растительных масел реагентами, прежде всего раствором силиката натрия, и может быть использовано на предприятиях масложировой промышленности.The invention relates to apparatuses designed to remove fatty acids and other related substances from vegetable oils with reagents, especially a solution of sodium silicate, and can be used in enterprises of the oil and fat industry.

Известен нейтрализатор для растительных масел (см. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров, т.2, под ред. А.Г. Сергеева, Ленинград, 1973 г., стр.46), состоящий из вертикального цилиндрического корпуса и конусного днища, заключенных в паровую рубашку, вертикального полого вала с грабельной мешалкой и системой форсунок для ввода реагентов, шарнирной трубы, соединенной тросом с лебедкой, патрубков для подвода исходного, отвода готового масла и соапстока, а также привода.A known converter for vegetable oils (see. Guidance on the technology for the production and processing of vegetable oils and fats, vol. 2, edited by A.G. Sergeev, Leningrad, 1973, p. 46), consisting of a vertical cylindrical body and conical bottoms, enclosed in a steam jacket, a vertical hollow shaft with a rake mixer and a nozzle system for introducing reagents, an articulated pipe connected by a cable to the winch, nozzles for supplying the source, draining the finished oil and soap stock, as well as the drive.

Основным недостатком нейтрализатора является то, что при обработке растительных масел раствором силиката натрия после отстаивания масла, получаемый осадок не выгружается самотеком из конусной части аппарата, т.к. угол наклона образующей конусного днища к горизонтальной поверхности составляет 30-45°. В случае обработки масла щелочным раствором после его отстаивания щелочной соапсток при сливе из аппарата выгружается свободно, самотеком, т.к. имеет меньшую вязкость. Кроме этого система трубопроводов с форсунками для ввода реагентов жестко соединена с полым валом грабельной мешалки и снабжена сложным механизмом переключения подачи раствора, что существенно усложняет конструкцию аппарата и его надежность в работе.The main disadvantage of the converter is that when processing vegetable oils with a solution of sodium silicate after settling the oil, the resulting precipitate is not unloaded by gravity from the conical part of the apparatus, because the angle of inclination of the generatrix of the conical bottom to a horizontal surface is 30-45 °. In the case of processing the oil with an alkaline solution after it has settled the alkaline soap stock, it is freely discharged from the apparatus by gravity, when draining, because has a lower viscosity. In addition, the piping system with nozzles for introducing reagents is rigidly connected to the hollow shaft of the rake mixer and is equipped with a complex mechanism for switching the mortar supply, which significantly complicates the design of the apparatus and its reliability.

Наиболее близким к заявляемой конструкции аппарата относится универсальный нейтрализатор для растительных масел (патент РФ на полезную модель №77277 «Универсальный нейтрализатор для растительных масел» от 21.04.2008 года), состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с конусным днищем с углом наклона 70°, что позволяет выгрузку осадка производить самотеком. Внутри аппарата установлен вертикальный вал с грабельной мешалкой, состоящей из соединенных между собой вертикальных и горизонтальных сплошных металлических пластин, системой форсунок для ввода реагентов, шарнирной трубы, связанной тросом с лебедкой, а также снабжен патрубками для подвода исходного и отвода готового масла, осадка и приводом.Closest to the claimed design of the apparatus is a universal converter for vegetable oils (RF patent for utility model No. 77277 "Universal converter for vegetable oils" from 04/21/2008), consisting of a vertical cylindrical body with a conical bottom with an angle of inclination of 70 °, which allows Sludge discharge by gravity. Inside the apparatus there is a vertical shaft with a rake mixer consisting of interconnected vertical and horizontal continuous metal plates, a nozzle system for introducing reagents, an articulated pipe connected by a cable to the winch, and also equipped with nozzles for supplying and discharging finished oil, sediment and a drive .

Основным недостатком универсального нейтрализатора для растительных масел является достаточно высокая продолжительность перемешивания масла с реагентами, в том числе с раствором силиката натрия (до 60 минут при производительности 16 тонн масла в цикл). При вращении грабельной мешалки, состоящей из смонтированных между собой сплошных вертикальных и горизонтальных пластин, не происходит эффективного перемешивания с разрушением капелек реагента, оседающих в масле, т.к. они в основном обтекают сплошные рабочие поверхности пластин мешалки. Эффективный режим перемешивания можно достичь за счет увеличения частоты вращения грабельной мешалки, но это приводит к эмульгированию масла с водными растворами реагентов, образованию эмульсии, которая не разрушается даже при длительном отстаивании. С другой стороны, применение системы форсунок, обеспечивающих мелкодисперсное распыление реагентов над слоем масла в аппарате, существенно усложняет его эксплуатацию, т.к. требуется дорогостоящая система аспирации для улавливания и очистки воздуха от мелкодисперсных частиц реагента, а также использование средств индивидуальной защиты для обслуживающего персонала.The main disadvantage of a universal converter for vegetable oils is the rather high duration of mixing the oil with reagents, including sodium silicate solution (up to 60 minutes at a capacity of 16 tons of oil per cycle). When rotating a rake mixer, consisting of continuous vertical and horizontal plates mounted between themselves, effective mixing does not occur with the destruction of reagent droplets deposited in the oil, because they generally wrap around the continuous working surfaces of the mixer plates. An effective mixing mode can be achieved by increasing the rotational speed of the rake mixer, but this leads to emulsification of the oil with aqueous solutions of the reagents, the formation of an emulsion that does not collapse even after prolonged settling. On the other hand, the use of a nozzle system that provides fine dispersion of reagents over the oil layer in the apparatus significantly complicates its operation, because requires an expensive suction system for trapping and purifying air from fine reagent particles, as well as the use of personal protective equipment for maintenance personnel.

Задачей изобретения является интенсификация процесса взаимодействия капель реагента с сопутствующими веществами в растительном масле за счет увеличения их межфазной поверхности контакта.The objective of the invention is to intensify the process of interaction of reagent droplets with related substances in vegetable oil by increasing their interfacial contact surface.

Техническим результатом изобретения является уменьшение продолжительности перемешивания растительного масла с реагентами, т.е. сокращение цикла периодической рафинации, и повышение безопасности в эксплуатации за счет исключения образования мелкодисперсных частиц реагента в воздухе при его распылении.The technical result of the invention is to reduce the duration of mixing vegetable oil with reagents, i.e. reduction of the cycle of periodic refining, and increased safety in operation by eliminating the formation of fine particles of the reagent in the air when it is sprayed.

Сущность технического результата достигается тем, что в аппарате для рафинации растительных масел, состоящем из вертикального цилиндрического корпуса с конусным днищем, внутри которого установлены вертикальный вал с грабельной мешалкой, смонтированной из вертикальных и горизонтальных соединительных пластин, система форсунок для ввода реагентов, шарнирная труба, соединенная тросом с лебедкой, а также привода, патрубков для подвода и отвода исходного, готового масла, реагента и осадка, вертикальные пластины выполнены перфорированными, при этом отбортованы по направлению вращения рабочей стороны грабельной мешалки нижние кромки горизонтальных соединительных пластин и наклонных направляющих, которые установлены на нижних концах вертикальных пластин.The essence of the technical result is achieved by the fact that in the apparatus for refining vegetable oils, consisting of a vertical cylindrical body with a conical bottom, inside of which a vertical shaft with a rake mixer mounted from vertical and horizontal connecting plates, a nozzle system for introducing reagents, an articulated pipe connected a cable with a winch, as well as a drive, pipes for supplying and discharging the source, finished oil, reagent and sediment, the vertical plates are perforated, while flanged in the direction of rotation of the working side of the rake mixer, the lower edges of the horizontal connecting plates and inclined guides that are installed on the lower ends of the vertical plates.

Таким образом, в изобретении обеспечивается высокоэффективный контакт взаимодействующих фаз, во-первых, за счет дробления оседающих капелек реагента с образованием большой межфазной поверхности в масле, что достигается при протекании жидкой фазы через отверстия в вертикальных пластинах вращающейся грабельной мешалки с образованием вихревых потоков с тыльной стороны перфорированных пластин. В этом случае турбулизация жидкой фазы в аппарате достигается без увеличения частоты вращения грабельной мешалки с перфорированными вертикальными пластинами и образования эмульсии. Во-вторых, отбортованные кромки горизонтальных соединительных пластин и наклонных направляющих в направлении вращения рабочей стороны грабельной мешалки создают направленный поток жидкости к верху и тем самым увеличивают эффективность перемешивания оседающих раздробленных капелек реагента с большой межфазной поверхностью, взаимодействующих с удаляемыми веществами из масла. Таким образом, совокупность возникающих гидродинамических эффектов с «процеживанием» жидкой фазы перфорированными пластинами грабельной мешалки и обуславливает уменьшение продолжительности перемешивания - одного из этапов периодической рафинации растительных масел. Поэтому отпадает необходимость проводить мелкодисперсное распыление реагентов над слоем масла, а ввод их осуществлять в струйном режиме.Thus, the invention provides a highly effective contact of the interacting phases, firstly, by crushing the settling reagent droplets with the formation of a large interfacial surface in the oil, which is achieved when the liquid phase flows through the holes in the vertical plates of the rotating rake mixer with the formation of vortex flows from the back perforated plates. In this case, the turbulization of the liquid phase in the apparatus is achieved without increasing the rotational speed of the rake mixer with perforated vertical plates and the formation of an emulsion. Secondly, the flanged edges of the horizontal connecting plates and inclined guides in the direction of rotation of the working side of the rake mixer create a directed liquid flow to the top and thereby increase the mixing efficiency of the deposited fragmented reagent droplets with a large interfacial surface interacting with the removed substances from the oil. Thus, the combination of hydrodynamic effects with the "filtering" of the liquid phase by the perforated plates of the rake mixer causes a decrease in the mixing time, which is one of the stages of periodic refining of vegetable oils. Therefore, there is no need to finely disperse the reagents over a layer of oil, and enter them in a jet mode.

Таким образом, совокупность указанных признаков в формуле изобретения позволяет достичь желаемый технический результат.Thus, the totality of these features in the claims allows to achieve the desired technical result.

На фиг.1 представлен схематично общий вид аппарата для рафинации растительных масел, на фиг.2 представлен фрагмент грабельной мешалки.Figure 1 shows a schematic General view of the apparatus for the refining of vegetable oils, figure 2 shows a fragment of a rake mixer.

Аппарат для рафинации растительных масел состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2. Внутри корпуса 1 установлен вал 3 с грабельной мешалкой 4, смонтированной из вертикальных перфорированных пластин 5 и горизонтальных соединительных пластин 6. Нижняя часть поверхности горизонтальных соединительных пластин 6 имеет отбортованные кромки 7 по направлению вращения рабочей стороны грабельной мешалки 4. Нижние концы вертикальных перфорированных пластин 5 смонтированы с наклонными направляющими 8, у которых отбортованы нижние плоскости 9 в направлении вращения грабельной мешалки 4. Верхний конец вала 3 соединен с приводом 10. Внутри цилиндрического корпуса 1 установлена шарнирная труба 11, нижняя часть которой соединена через шарнир 12 с патрубком 13 для слива отстоявшегося масла. Верхняя часть шарнирной трубы 11 соединена тросом 14 с ручной лебедкой 15. В верхней части цилиндрического корпуса 1 смонтированы форсунки 16 для струйной подачи реагента, закрепленные на распределительном коллекторе 17, соединенном с патрубком 18 для подвода реагентов. Патрубок 19 служит для подачи исходного масла в трубу 20, через которую оно поступает в нижнюю часть цилиндрического корпуса 1. В коническом днище 2 установлен патрубок 21 для слива осадка.The apparatus for refining vegetable oils consists of a cylindrical housing 1 with a conical bottom 2. Inside the housing 1, a shaft 3 is installed with a rake mixer 4 mounted from vertical perforated plates 5 and horizontal connecting plates 6. The lower part of the surface of horizontal connecting plates 6 has flanged edges 7 along the direction of rotation of the working side of the rake mixer 4. The lower ends of the vertical perforated plates 5 are mounted with inclined guides 8 from which the lower plates are flanged speed 9 in the direction of rotation of the rake mixer 4. The upper end of the shaft 3 is connected to the drive 10. Inside the cylindrical body 1, an articulated pipe 11 is installed, the lower part of which is connected through a hinge 12 with a pipe 13 for draining settled oil. The upper part of the hinge pipe 11 is connected by a cable 14 to a manual winch 15. In the upper part of the cylindrical body 1, nozzles 16 for reagent feed are mounted, mounted on a distribution manifold 17 connected to the pipe 18 for supplying reagents. The pipe 19 serves to supply the source oil to the pipe 20, through which it enters the lower part of the cylindrical body 1. In the conical bottom 2 there is a pipe 21 for draining the sediment.

Аппарат для рафинации растительных масел работает следующим образом. Исходное масло через патрубок 19 и трубу 20 закачивают во внутреннюю полость цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2. После заполнения рабочего объема подают через патрубок 18 и коллектор 17 раствор реагента, который через форсунки 16 в струйном режиме поступает на поверхность слоя масла при вращающейся грабельной мешалке 4. Потоки реагента в виде крупных капель под действием силы тяжести оседают в масле вниз, при этом на их межфазной поверхности происходит хемосорбционное взаимодействие со свободными жирными кислотами и другими сопутствующими веществами в масле. Масло перемешивают грабельной мешалкой 4, закрепленной на валу 3. Вращение вала 3 передается от привода 10. При вращении грабельной мешалки 4 возникают вихревые потоки при протекании жидкости через отверстия вертикальных перфорированных пластин 5, что обеспечивает эффективное перемешивание и смешивание в масле капелек реагента с обновлением их межфазной поверхности. При перемешивании отбортованные кромки 7 на горизонтальных соединительных пластинах 6 создают направленный поток жидкости вверх и тем самым увеличивается эффективность контакта взаимодействия капелек реагента с сопутствующими веществами в масле. В коническом днище 2 высокоэффективное перемешивание выполняют наклонные направляющие 8 с отбортованными нижними плоскостями 9. После завершения процесса перемешивания и ввода всех реагентов привод 10 останавливают и дают отстояться маслу. Соапсток оседает в конусном днище 2. С помощью ручной лебедки 15 через трос 14 регулируют соответственно на шарнире 12 положение шарнирной трубы 11. По мере уменьшения слоя масла в цилиндрическом корпусе 1 опускают и шарнирную трубу 11, обеспечивая непрерывный слив масла через патрубок 13 до верхней поверхности слоя осадка. Через патрубок 21 самотеком выгружают осадок.Apparatus for refining vegetable oils works as follows. The source oil is pumped through the pipe 19 and the pipe 20 into the inner cavity of the cylindrical body 1 with a conical bottom 2. After filling the working volume, a reagent solution is supplied through the pipe 18 and the collector 17, which through the nozzles 16 in the jet mode enters the surface of the oil layer with a rotating rake mixer 4. Reagent flows in the form of large droplets, under the action of gravity, settle down in the oil downward, while chemisorption interaction with free fatty acids and other compounds occurs on their interphase surface stvuyuschimi substances in the oil. The oil is mixed with a rake mixer 4, mounted on the shaft 3. The rotation of the shaft 3 is transmitted from the drive 10. When the rake mixer 4 rotates, vortex flows when the liquid flows through the holes of the vertical perforated plates 5, which ensures efficient mixing and mixing of reagent droplets in the oil with updating them interfacial surface. With stirring, the flanged edges 7 on the horizontal connecting plates 6 create a directed liquid flow upward and thereby increases the contact efficiency of the interaction of reagent droplets with related substances in the oil. In the conical bottom 2, highly effective mixing is performed by inclined guides 8 with flanged lower planes 9. After the mixing process is completed and all reagents are introduced, the drive 10 is stopped and the oil is allowed to settle. Soapstock settles in the conical bottom 2. Using a manual winch 15, the position of the hinge pipe 11 is respectively adjusted on the hinge 12 through the cable 12. As the oil layer in the cylindrical housing 1 decreases, the hinge pipe 11 is lowered, providing continuous drainage of oil through the pipe 13 to the upper surface sediment layer. Sludge is unloaded by gravity through the pipe 21.

Claims

A device for refining vegetable oils, consisting of a vertical cylindrical body with a conical bottom, inside of which there is a vertical shaft with a rake mixer mounted from vertical and horizontal connecting plates, a nozzle system for introducing reagents, an articulated pipe connected by a cable to a winch, and also a drive, nozzles for supplying and discharging the source, finished oil, reagent and sediment, characterized in that the vertical plates are perforated, while flanged in the direction agitator stirrer working side rotation the lower edges of the horizontal connecting plates and ramps which are mounted on the lower ends of the vertical plates.