аппарат для гидролиза растительного сырья

Формула изобретения

Аппарат для гидролиза растительного сырья, содержащий цилиндрический корпус, снабженный теплообменником, бункером загрузки сырья, патрубками для ввода гидролизующего агента, вывода гидролизата и отвода прогидролизованного сырья, расположенную коаксиально в корпусе цилиндрическую перфорированную перегородку, образующую внутреннюю и наружные сообщающиеся камеры, размещенные в них шнеки для транспортировки гидролизуемого сырья, один из которых, расположенный во внутренней камере, снабжен средством подачи теплоносителя, и привод шнеков, отличающийся тем, что витки одного из шнеков расположены в противофазе относительно витков другого шнека по длине камер и витки шнеков укреплены с различным шагом, при этом привод снабжен редуктором, регулирующим скорость вращения шнеков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидролизной и микробиологической промышленности и промышленной переработке сельскохозяйственного сырья.

Известен аппарат для гидролиза растительного сырья, содержащий цилиндрический корпус, снабженный теплообменником, бункером загрузки сырья, патрубками, для ввода гидролизуюшего агента, вывода гидролизата и удаления растительного остатка, цилиндрическую перфорированную перегородку, коаксиально установленную внутри корпуса с образованием двух камер - наружной и внутренней, при этом в каждой камере установлен шнек для транспортирования сырья.

Аппарат содержит патрубки для подачи и вывода теплоносителя в теплообменники наружной камеры и в полый вал внутреннего шнека, привод шнеков. (SU 1541263, 07.02.1990).

Недостаток его заключается в том, что при движении сырья в аппарате в наружной и внутренней камерах контакт раствора реакционного агента и гидролизуемого сырья осуществляется лишь на границе раздела перфорированной перегородкой соответствующих зон гидролиза и адсорбции, что не обеспечивает эффективное использование реакционного гидролизующего агента.

Ближайшим аналогом предложенного аппарата является аппарат для гидролиза растительного сырья, содержащий цилиндрический корпус, снабженный теплообменником, бункером загрузки сырья, патрубками для ввода гидролизующего агента, вывода гидролизата и отвода прогидролизованного сырья, расположенную коаксиально в корпусе цилиндрическую перфорированную перегородку, образующую внутреннюю и наружную сообщающиеся камеры, размещенные в них шнеки для транспортировки гидролизуемого сырья, один из которых расположенный во внутренней камере снабжен средством подачи теплоносителя, и привод шнеков (SU 1620487 А1, 15.01.1991).

Недостаток этого аппарата заключается в недостаточно высокой производительности и степени гидролиза растительного сырья вследствие контакта реакционного агента и сырья лишь на границе раздела перфорированной перегородкой зон гидролиза и адсорбции агента на поступающих порциях исходного сырья.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности аппарата, а также степени гидролиза растительного сырья.

Этот результат достигается тем, что в предложенном аппарате для гидролиза растительного сырья, содержащем цилиндрический корпус, снабженный теплообменником, бункером загрузки сырья, патрубками для ввода гидролизующего агента, вывода гидролизата и отвода прогидролизованного сырья, расположенную коаксиально в корпусе перфорированную перегородку, образующую внутреннюю и наружную сообщающиеся камеры, размещенные в них шнеки для транспортировки гидролизуемого сырья, один из которых расположенный во внутренней камере снабжен средством подачи теплоносителя, и привод шнеков, витки последних, расположенные в противофазе по длине камер, укреплены с различным шагом. Привод шнеков снабжен редуктором, регулирующим скорость вращения шнеков.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен предложенный аппарат в продольном разрезе.

Аппарат содержит горизонтально установленный цилиндрический корпус 1, снабженный теплообменником 2, бункером 3 для загрузки исходного сырья, патрубком 4 для ввода реакционного агента, в частности ферментного раствора, патрубками 5 (верхним и нижним) для отвода воздуха гидролизата из корпуса и патрубком 6 для удаления прогидролизованного сырья, и цилиндрическую перфорированную перегородку 7, коаксиально установленную внутри корпуса с образованием двух сообщающихся камер: наружной 8 и внутренней 9. В каждой камере установлены соответственно шнеки 10 и 11.

Шнек 10 содержит полый вал 12 с витками 13, имеющий прорези 14, расположенный в наружной камере 8 коаксиально перфорированной перегородки 7.

Шнек 11 установлен во внутренней камере 9 и его витки 15 укреплены на полом валу 16, который снабжен средством для подачи в него теплоносителя, имеющим подводящий патрубок 17. Полый вал 16 снабжен также патрубком 18 для отвода теплоносителя. Теплообменник, расположенный снаружи на корпусе аппарата, имеет патрубки 19 и 20 для подвода и отвода теплоносителя.

Витки 13 и 15 шнеков 10 и 11, расположенные в противофазе по длине камер, укреплены с различным шагом, т.е. там, где у шнека 10 больший шаг витков, у шнека 11 меньший шаг. Шнеки приводятся во вращение приводом 21, содержащим редуктор 22, регулирующим скорость их вращения. Корпус аппарата снабжен перфорированным конусом 23 для отвода гидролизата и патрубком 24 для подвода острого пара.

Аппарат работает следующим образом.

Для процесса ферментативного гидролиза в бункер 3 загружают сырье (бумагу, картон, опилки, солому и т.д.) и через патрубок 24 подают острый пар для стерилизации сырья и корпуса. При движении сырья вдоль камеры 8 оно подпрессовывается шнеком 10. В теплообменник 2 через патрубок 19 и в полый вал 16 шнека 11 через патрубок 17 подается теплоноситель с различной температурой для создания оптимальной температуры в наружной 8 и внутренней 9 камерах. Через патрубок 4 вводят раствор ферментного препарата, который контактирует с сырьем и продвигается с ним шнеком 10 к входу в камеру 9. Сырье с реакционным агентом при помощи шнека 11 транспортируется в противоположном направлении в зоне выгрузки. За счет различного шага витков на наружном 10 и внутреннем 11 шнеках, их расположения в противофазе гидролизующий раствор принудительно циркулирует через перфорированную перегородку 7 между внутренней 9 и наружной 8 камерами. В камере 9 протекает процесс гидролиза и гидролизат, содержащий растворимые сахара, выводится через нижний патрубок 5. Прогидролизованное сырье выводится через патрубок 6.

Редуктор 22 регулирует скорость вращения шнеков, что позволяет изменять скорость протекающего гидролиза в зависимости от реакционной способности субстратов. По сравнению с известным устройством через перфорированную перегородку осуществляется полный рецикл реакционного агента в аппарате и в то же время постоянный контакт жидкой фазы с сырьем и очистка поверхности перфорации. Таким образом, увеличивается производительность аппарата и повышается степень гидролиза растительного сырья.