Способы производства пищевых красителей (стр. 6 из 14)

Согласно Патенту № 2185333 «СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И МЕМБРАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)» способ очистки воды от механических примесей, микроорганизмов, высокомолекулярных соединений и солей тяжелых металлов методом ультрафильтрации включает предварительную грубую очистку воды, стадию фильтрования воды через электризуемые мембраны путем перемещения ее над каждой мембраной со скоростью 1-2 м/с с поддержанием давления 0,3

0,01 МПа над мембраной и атмосферным давлением под ней. Очищаемую воду перед фильтрованием аэрируют, а стадии фильтрования и регенерации чередуют между собой. Мембранная установка по первому варианту включает размещенные на каркасе и соединенные между собой трубопроводами насос для подачи очищаемой воды, фильтр грубой очистки, емкость сбора репиата, емкость концентрирования, буферную емкость, насос для подачи воды из буферной емкости в емкость концентрирования, насос для подачи репиата потребителю и контрольно-регулирующую аппаратуру. Мембранная установка по второму варианту включает размещенные на каркасе и соединенные между собой трубопроводами насос для подачи очищаемой воды, фильтр грубой очистки, емкость сбора репиата, емкость концентрирования, насос для подачи репиата потребителю и контрольно-регулирующую аппаратуру. Способ и устройства решают задачу получения репиата высокой степени чистоты при повышении производительности процесса. Технический результат - повышение эффективности и производительности очистки воды.

Рис. 1.3.

По патенту № 2181619 «АППАРАТ ДЛЯ МЕМБРАННОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ» к концу трубчатой мембраны крепится устройство, представляющее собой корпус с двумя кольцевыми щелями, с внешней стороны которого присоединен кожух. Внутри корпуса находится полый шток переменной конфигурации, имеющий переднюю часть в виде конуса, за торцевой поверхностью которого выполнена цилиндрическая проточка меньшего диаметра и резьба. Полость проточки соединяется со штуцером для отвода продукта с помощью канала в корпусе. Технический результат - увеличение производительности процесса

Рис. 1.4.

В патенте № 2179062 «МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ СМЕСЕЙ» мембранный аппарат для разделения жидких смесей содержит набор вращающихся круглых мембранных элементов, каждый из которых выполнен в виде двух полупроницаемых мембран и размещенного между ними дренажного слоя с отверстием в центре и с герметизирующим слоем на периферии, центральный полый вал с перфорированными стенками, на котором закреплен набор мембранных элементов, набор неподвижных сепараторных элементов, каждый из которых выполнен в виде внутреннего и периферийного колец, соединенных радиальными перемычками, причем каждый сепараторный элемент размещен между каждыми двумя смежными мембранными элементами, а в периферийных кольцах выполнены отверстия, при осевом совмещении которых в наборе сепараторных элементов образуются каналы для размещения стягивающих шпилек, цилиндрический корпус, выполненный в виде обечайки и днища, верхнюю крышку со штуцером ввода исходной смеси, узел уплотнения центрального полого вала, узел соединения центрального вала с электродвигателем, узел вывода концентрата и узел вывода пермеата, в котором каждый мембранный элемент снабжен жесткой недеформируемой основой, размещенной в дренажном слое, центральный полый вал снабжен верхней и нижней торцевыми пробками, причем верхняя торцевая пробка размещена под верхней крышкой, радиальные перемычки сепараторного элемента выполнены в поперечном сечении в виде равнобедренной трапеции, узел соединения центрального вала с электродвигателем выполнен в виде муфты и размещен соосно с центральным валом, а узел вывода пермеата размещен в узле уплотнения центрального полого вала над нижней торцевой пробкой. Кроме того, полупроницаемые мембраны выполнены в виде двухслойных пластин, в которых нижний слой выполнен из пористого металла, например пористой нержавеющей стали, в котором размер пор не менее 1,5 мкм, толщина металлического листа не более 0,2 мкм, а верхний слой выполнен из пористой керамики, в качестве которой использованы оксиды, нитриды, карбиды, бориды металлов из группы Al, Ti, Zr, Mg или их смеси, и которая имеет поры не более 0,5 мкм, а толщину - не более 10 мкм. Изобретение позволяет создать такой мембранный аппарат для разделения жидких смесей, который при максимально возможной производительности и высоком качестве разделения обеспечит надежность работы при очистке высокотоксичных и сильнозагрязненных жидкостей, прежде всего растворов атомной промышленности, в том числе жидких радиоактивных отходов

Рис. 1.5.

По патенту № 2164168 «АППАРАТ ДЛЯ МЕМБРАННОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ» к концу трубчатой мембраны крепится устройство, представляющее собой втулку с двумя кольцевыми щелями, с внешней стороны которой присоединен кожух. Внутри втулки между щелями находится подвижный конус, способный перемещаться в осевом направлении на всю длину мембраны, на образующей конуса имеются каналы, расположенные под углом к его оси, а на основании находится "ерш". Технический результат - интенсификация процесса

Рис. 1.6.

2. Экспериментальная часть

2.1 Описание технологической линии производства антоцианового красителя из растительного сырья

По результатам литературного обзора и патентного поиска предложена следующая схема производства красителя из растительного сырья.

Сырье, выжимки растительного происхождения, поступают после отжима в бункер приемный 1, откуда через дозатор 2 подаются в протирочную машину 3, где с помощью бичей они протираются сквозь сетку с диаметром отверстий 6,3 мм. После чего они становятся однородными по размеру с длиной не более 5 мм, для лучшей сушки в барабанной сушилке при температуре выжимок не более 80 °С. Сушка производится нагретым воздухом. Высушенный продукт проходя через магнитный сепаратор 5, где отбираются возможные металлические примеси поступает в диспергатор 6, где выжимки измельчаются до размера не большего 0,75 мм.

Измельченное сырье подается либо на упаковку в полиэтиленовые пакеты, для хранения и использования в дальнейшем, либо сразу поступает в реактор 7, где кипятится в растворе спирта при температуре 50 ˚С и вакууме 0,07 МПа с постоянным перемешиванием, в результате чего происходит интенсивная экстракция. Сырье со спиртом подается аппарат в соотношении 1:3.

Экстракт перекачивается насосом через теплообменник типа "труба в трубе" 9, где охлаждается водой подаваемой из градирни и поступает в сборник экстракта 10. Где в течении некоторого времени отстаивается, в результате чего выпадает твердый осадок, с балластными веществами, которые ухудшают качественные показатели красителя. Из емкости 10 экстракт перекачивается насосом через сепаратор в выпарную установку 12, где раствор выпаривается при температуре 60-70 ˚С под вакуумом, до содержания сухих веществ 60-70 % или в ультрафильтрацинный аппарат, откуда он поступает в обратноосмотическую установку, где он также сгущается до выше указанной концентрации. После этого раствор готов для розлива в банки и отправки на склад для хранения.

Так же можно получить порошкообразный краситель, если полученый раствор сушить в распылительной сушилки 19. Уносимый вместе с теплоагентом порошок улавливается циклонами. Полученый порошок поступает на упаковку. Сушка производится нагретым воздухом.

Отходы после сепаратора поступают в выпарную установку, где через них проходит пар, унося с собой пары спирта. Пары спирта затем улавливаются установленными конденсатарами. Полученный спирт 40 градусный отправляется для регенирации на спирт завод.

Вакуум в аппаратах создается вентиляторами.

2.2 Описание разработанного мембранного аппарата с погружным фильтрующим элементом, вращающимся под действием разделяемого потока

В мембранном аппарате с погружным фильтрующим элементом, вращающимся под действием разделяемого потока, содержащем корпус, состоящий из цилиндрической обечайки, конусообразного перфорированного днища, покрытого дренажным материалом, с нанесенной на него полупроницаемой мембраной, входных и выходных патрубков, полого фильтрующего элемента, покрытого дренажным материалом, с нанесенной на него полупроницаемой мембраной, установленного параллельно образующей конусообразного перфорированного днища корпуса с возможностью вращения и армированного упругого шланга, соединенного неподвижно с одной стороны с полым валом фильтрующего элемента, а с другой стороны с патрубками отвода фильтрата и подачи исходного раствора, новым является то, что на внутренней поверхности цилиндрической обечайки корпуса по периметру имеется направляющая, контактирующая с роликом, установленным на полом валу фильтрующего элемента, выполненного в виде спирали, полость которой последовательно соединена трубками коллектора с полостью армированного упругого шланга и патрубком отвода фильтрата, при этом фильтрующий элемент заключен в кожух, имеющий тангенциально расположенные отверстия. Технический результат заключается в том, что тангенциальный выход концентрата позволяет повысить производительность аппарата за счет омывания струями продукта поверхности мембраны и уменьшаются энергетические затраты в виду отсутствия механического привода.