ОТГОНКА (ИСПАРЕНИЕ) РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ МИСЦЕЛЛЫ
Вмисцелле, выходящей из экстрактора, при экстракции способом погружения материала в растворитель содержится до 10... 15 % масла и при экстракции способом многократного ступенчатого орошения — до 30...35 %.
Мисцелла представляет собой раствор двух жидкостей - летучей (растворителя) и нелетучей (масла). Чем выше концентрация мисцеллы, тем ближе ее свойства к свойствам масла. Пока концентрация мисцеллы невелика, отгонка растворителя сводится к обычному процессу выпаривания. По мере возрастания концентрации мисцеллы температура ее кипения очень быстро возрастает, и одним нагреванием полностью отогнать растворитель (без глубоких нежелательных изменений качества масла) невозможно.
Для ускорения процесса и уменьшения температуры применяют отгонку растворителя под вакуумом. Но эффективность действия вакуума по мере увеличения концентрации мисцеллы также снижается, Поэтому отгонку растворителя проводят, применяя еще и острый пар, подаваемый в мисцеллу. В присутствии нагретого водяного пара отгонка растворителя возможна без сильного перегрева масла.
Основные требования к процессу отгонки растворителя из мисцеллы диктуются качеством готового экстракционного масла — наиболее полная отгонка растворителя при минимальных температурах и минимальной продолжительности процесса.
Осуществить эти требования можно только при ступенчатом ведении отгонки растворителя, по-разному воздействуя на мисцеллу по мере возрастания содержания в ней масла. В производстве операцию отгонки называют дистилляцией мисцеллы.
Наиболее распространены трехступенчатые технологические схемы дистилляции мисцеллы. На первой ступени дистилляции мисцелла обрабатывается в трубчатом пленочном дистилляторе, после которого частично упаренная мисцелла поступает на вторую ступень - в такой же дистиллятор. После второй ступени высококонцентрированная мисцелла подается на третью, а иногда и четвертую ступень -в окончательный распылительный дистиллятор, из которого непрерывно откачивается готовое масло.
Первые ступени дистилляции обычно проводятся при атмосферном давлении, последние - при остаточном давлении 4...6 кПа.
Трехступенчатая дистилляционная установка НД-1250 состоит из двух пленочных дистилляторов, работающих последовательно, и окончательного дистиллятора.
Пленочный дистиллятор состоит из трубчатой секции и сепаратора. Длина трубок 5 м, внутренний диаметр 30 мм, общая поверхность нагрева 100 м. Мисцелла, имеющая концетрацию 12...20%, температуру 70...75 °С (после подогрева в теплообменнике), насосом подается в нижнюю часть трубок. Проходя по трубкам, в межтрубное пространство которых вводится перегретый пар при температуре 180...220 °С и давлении 0,3 МПа, мисцелла примерно на Уз высоты трубок начинает кипеть. В процессе кипения мисцеллы образуется большое количество паров растворителя, увлекающих мисцеллу с большой скоростью вверх в виде тонкой пленки, покрывающей внутреннюю поверхность нагретых паром трубок. Благодаря тонкому слою мисцеллы из нее очень быстро испаряется растворитель. Смесь паров растворителя и мисцеллы попадает на пластины сепаратора и отбрасывается к стенкам. Отсюда мисцелла поступает на вторую ступень дистилляции или на окончательную дистилляцию. Пары растворителя из верхней части сепаратора через теплообменник для подогрева мисцеллы направляются в конденсатор.
|
Окончательный дистиллятор:
Пленочный дистиллятор: 1 - каплеуловитель;
1_ сепаратор; 2 - форсунки для мисцеллы;
3 - распылительная камера;
2 - трубчатая секция
4- пленочная камера;
5- дезодорационная камера
Обязательным условием хорошей работы пленочного дистиллятора является подача мисцеллы при температуре, близкой к точке кипения. Поэтому перед дистилляцией мисцелла проходит теплообменник. Продолжительность дистилляции6...10 мин, концентрация мисцеллы после пленочного дистиллятора первой ступени возрастает до 55...60 %, после пленочного дистиллятора второй ступени — до 90...95 %. Температура мисцеллы после первой ступени 60...85 °С, после второй — 95... 100 °С. Производительность пленочного дистиллятора 12 м мисцеллы в час.
Окончательный дистиллятор работает по принципу распыления мисцеллы под вакуумом. Он состоит из трех камер: распылительной, пленочной и дезодорационной и каплеуловителя. Распылительная и пленочная камеры имеют поверхность нагрева 3,9 и 6,8 м . Дезодорационная камера снабжена паровой рубашкой с поверхностью нагрева 1,6 м для подогрева масла.
Подогретая мисцелла вводится в форсунку и распыляется в верхней зоне дистиллятора под вакуумом. Распыление способствует увеличению поверхности испарения. Капли высококонцентрированной мисцеллы, из которых уже удалена значительная часть растворителя, падают на вертикальные пластины и в виде пленки стекают по ним вниз, продолжая освобождаться от растворителя под действием тепла глухого и острого водяного пара.
В маслосборной чаше нижней части дистиллятора масло в слое 400...450 мм продувается (барботируется) острым перегретым паром температурой 180...200 °С и
давлением 0,3 МПа и одновременно подогревается глухим паром такого же давления через паровую рубашку. При такой обработке удаляются последние следы растворителя, и готовое масло из дистиллятора непрерывно поступает на охлаждение. Время дистилляции 4...5 мин, температура масла 100. ..110 °С.
Дистилляционная установка из двух пленочных (предварительных и одного окончательного дистилляторов) является типовой для экстракционных цехов с одним экстрактором НД-1250