Модернизация технологического оборудования для разделения пихтового масла и воды

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Красноярский государственный аграрный университет

Модернизация технологического оборудования для разделения пихтового масла и воды

Самойлов В.А.

Невзорова Т.В.

Расширение объемов производства пихтового масла непосредственно по месту заготовки пихтовой лапки в передвижных пихтоваренных установках сдерживается отсутствием нового модернизированного оборудования. Основным направлением для совершенствования этого процесса является повышение производительности труда путем снижения рабочего времени и денежных затрат на технологический цикл.

В настоящее время разработаны и внедряются новые конструкции пихтоваренных установок на основе ресурсосберегающих технологий по потреблению тепловой энергии и по сокращению рабочего цикла. Сдерживающим фактором повышения производительности труда на модернизированных пихтоваренных установках является флорентина или маслоотделитель. Технологический процесс отделения пихтового масла от воды основан на принципе разности удельных весов пихтового масла и воды .Эфирное масло находится в дистилляте во взвешенном и растворенном состоянии. Масло, находящееся во взвешенном состоянии, выделяется в приемниках-маслоотделителях (флорентинах) гравитационным методом.

Устройство и работа их основаны на принципе сообщающихся сосудов при несмешивающихся жидкостях. Эффективность отделения эфирного масла от дистилляционной веды зависит от cкopoсти всплывания частиц масла W1 и от отношения ее к скорости прохождения дистиллята через сечение маслоотделителя W2. Чем больше W1/W2, тем выше эффективность процесса декантации. Частицы масла могут всплыть на поверхность только тогда, когда W1 превышает W2.

По данным [1], при движении дистиллята вниз скорость увлечения частиц масла вместе с дистиллятом определяется выражением

W2 = Vд / F, (1)

где Vд --объем дистиллята, м3; F -- площадь живого сечения приемника-маслоотделителя, м2.

Практически было установлено, что при движении дистиллята в приемнике-маслоотделителе в одном направлении вместе с маслом скорость его не должна превышать 0,001 м/с, при несовпадающем направлении движения -- 0,0005 м/с.

Скорость всплывания частиц масла W1 (в м/с) описывается законом Стокса и выражается уравнением

W1 = d2 (2 - 1) / 18 µ, (2)

где d-- диаметр частиц масла; 1 и 2 -- плотность масла и воды;

µ -- динамическая вязкость воды.

Уравнение (2) свидетельствует о том, что самое большое влияние на W1 оказывает величина d, которая зависит от конструкции холодильника, степени диспергирования частиц масла при движении дистиллята от холодильника в маслоотделитель, конструкции и режима работы маслоотделителя.

На 1, 2, µ влияет температура дистиллята. Все эти показатели снижаются с повышением температуры, причем 1 уменьшается гораздо в большей мере, чем 2, в связи с чем увеличивается разность 2 - 1.

Таким образом, повышение температуры дистиллята оказывает положительное влияние на степень декантации эмульгированного масла и поэтому максимальный съем эфирных масел достигается при температуре дистиллята в интервале 28-35 0С.

Флорентина (маслоотделитель) в процессе работы пихтоваренной установки должна производить непрерывное разделение воды и масла, чем определяет ритмичность работы всей установки и от ее работы зависит качество конечного продукта, т.е. пихтового масла. Наиболее распространенная конструкция флорентины, используемая в пихтоварении, представлена на рисунке 1, объем которой составляет 2% от объема перегонного аппарата и соотношении Н : Д = 2, где Н - высота флорентины,

Д - диаметр.

Рисунок 1. Флорентина (маслоотделитель)

1 - заливная воронка; 2 - крышка; 3 - сливная трубка для воды;

4 - сливная трубка для масла.

Флорентина (маслоотделитель) работает следующим образом:

Смесь масла и воды через воронку 1, установленную в герметичной крышке 2, поступает в бак 5, причем длина воронки выполнена до середины бака. Смесь поступает в бак 5 непрерывно, поэтому емкость бака должна обеспечить разделение масла и воды, причем масло вытекает из трубки 4 расположенной на 10 мм выше сливной трубки для воды 3. Непрерывность технологического процесса разделения масла и воды обеспечивается при строгом установлении сливных трубок по горизонтали.

Недостатками используемого оборудования для разделения масла и воды являются [2]:

- в приемном баке непрерывно происходит смешивание вновь поступающей смеси масла и воды с отстоявшейся смесью;

- поступление смеси масла и воды повторно перемешивает ранее поступившую смесь и через сливную трубку для масла может выходить большее количество воды, значительно выше, чем определено нормативными показателями;

- повторное непрерывное перемешивание смеси масла и воды приводит к тому, что часть масла уходит из бака через сливную трубку для воды.

С целью обеспечения качественного разделения масла и воды при их непрерывном технологическом процессе поступления в бак, была разработана новая конструкция флорентины. Основой для разработки новой конструкции разделителя (флорентины) масла и воды явились патентные исследования, проведенные в Красноярской краевой научной библиотеке. Существуют изобретения а.с. 1219114 и 2230595 - тонкослойные отстойники, содержащие пакеты пластин с перфорацией для улучшения отделения воды. Однако они громоздки и сложны в изготовлении. Другие изобретения а.с.956438 и 2268285 - резервуары-отстойники, расположенные наклонно к горизонтали. Недостатком этих устройств являются относительная сложность в изготовлении и обслуживании.

По результатам патентных исследований и общего опыта работы в пихтоваренном производстве была разработана модернизированная конструкция флорентины, обеспечивающая полное разделение пихтового масла и воды (см. рис. 2).

Рисунок 2. - Флорентина (отстойник, маслоотделитель)

Флорентина состоит из цилиндрического корпуса 1, герметичной конусной крышки 2, нижнего наклонного днища 3, колпака 4, сливного патрубка 5 с краном 13, патрубка 6 с воронкой 7 для приема дистиллята, вертикальной перегородки 8, приемной камеры 9, сливного гусака 11 с краном 10 и сливного патрубка 12 эфирного масла. Сверху конусной крышки 2 закреплен прозрачный колпак 4, через который видно накопление масла. В крышке 2 также закреплены патрубки приема дистиллята 6 и слива масла 12. Патрубок 6 входит в приемную камеру дистиллята 9, отделенную вертикальной перегородкой 8 от общей отстойной камеры корпуса 1. Дистиллят из холодильника подается через воронку 7 в приемную камеру 9, затем заполняет всю камеру корпуса 1, отстаивается, эфирное масло поднимается вверх, а излишки флорентинной воды сливаются через гусак 11, при открытом кране 10. Для слива эфирного масла закрывают кран 10, поднимают уровень до сливного патрубка 12 и наблюдают через прозрачный колпак 4 за сливом масла, при появлении воды открывают кран 10. . В приемной секции 9 масло накапливается и переливается через вертикальную перегородку 8 в общую отстойную камеру корпуса 1, и дистиллят с большим удельным весом поступает также в отстойную камеру, но под вертикальной перегородкой 8. По мере накапливания дистиллята в корпусе 1 и его отстоя, масло сплошным слоем покрывает дистиллят.

Слив осадка (отстоя) периодически производится через патрубок 5 при закрытом кране 10 и открытом кране 13.

Описанная конструкция флорентины позволяет устранить недостатки существующих разделителей и увеличить эффективность отделения эфирного масла от воды.

На разработанную конструкцию флорентины (маслоотделителя) подана заявка на изобретение в Федеральную службу по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

Литература

1 Сидоров, И.И. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ [текст] / И.И. Сидоров, Н.А. Турышкина, Л.П.Фалеева, Е.И. Ясюкевич. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-360с.

2 Никифоров, Г.В. Производство пихтового масла [текст] / Г.В. Никифоров, А.М. Калинин.- М.: Лесная промышленность, 1977.- 125с.

3 Степень, Р.А. Организация и технология пихтоваренного производства [текст] / Р.А. Степень, В.Н. Невзоров, С.М. Репях. - Красноярск:

Размещено на Allbest.ru