175821. lajstromszámú szabadalom • Extrakciós berendezés folyadékok közötti anyagátadási műveletek végrehajtásához
5 175821 6 túl gyorsan kiülepedő, viszonylag nagy fajlagos felületű cseppek képződnek. A kisméretű cseppek mozgását a folytonos fázis áramlási viszonyai azonban nagymértékben befolyásolják. A folytonos fázis magával ragadja a cseppeket és így egy-egy cellán belül — keverés hatására — a cseppek közel ugyanolyan sebességgel változtatják helyzetüket, mint a folytonos fázis részecskéi. A cseppek helyváltoztatása történhet akár az ülepedés irányában, akár azzal ellentétesen is. A folytonos fázis recirkulációs áramlása mindkét irányban magával ragadja a cseppeket. A két fázis keveredési viszonyai tehát sok szempontból hasonlítanak egymáshoz. Mivel azonban a diszpergált fázis nem monodiszperzió, így a különböző méretű cseppek — a folytonos fázis áramlása következtében — eltérően mozognak, továbbá a különböző méretű cseppek ülepedési sebessége is eltér egymástól. Ezek a sebesség differenciák a diszpergált fázis hosszirányú — axiális — keveredését eredményezik. Az egy-egy cellán belüli teljes keveredés, az egyes cellák között kialakuló recirkulációs áramok, azaz fázisokban létrejövő hosszirányú — axiális — keveredés az anyagátadás hatékonysága szempontjából káros jelenség. Ugyanis a fázisok hosszirányban történő belső elkeveredése homogenizálni igyekszik a fázisokat, ami csökkenti az extrakció hajtóerejét. A találmány értelmében az álló helyzetű 5 szűkítőtárcsák 6 átbocsátónyílását hengeres 7 terelőcső határolja. A 4 cellákban ez esetben kialakuló áramlási képet a 2. ábrán a vastagon kihúzott a, b nyilakkal érzékeltettük. (Az áttekinthetőség érdekében azonban az ábrán csak az áramlás egyszerűsített főirányait adtuk meg és nem jelöltük a cellán belüli turbulens mozgást, a főáram kettős hurokmozgását stb.) Egyrészt a 7 terelőcső, másrészt az / nyíl irányában forgó 3 tárcsa keverő hatására mind az N nehéz fázis (víz), mind a K könnyű fázis (kerozin) arra kényszerülnek, hogy a cellán belül mintegy hurokszerű pályán mozogjanak. A terelőtárcsák alkalmazásával egy-egy cellán belül a folyadék fázisok főáramának részleges megváltoztatása (hurokszerű mozgás) azt eredményezi, hogy a folyadékrészecskék együttes örvénylő mozgását, egymással való intenzív turbulens keveredésük megtartása mellett nagymértékben csökkentettük, s ugyancsak csökkentettük az egyik fázis által a másik fázisból axiális irányban elragadott b', a' részáramokat. Ez azt jelenti, hogy a találmány szerinti extraháló berendezéssel a hátrányos axiális keveredés mértékét sikerült lényegesen csökkenteni. Az 1. és 2. ábra szerinti kiviteli példa esetében a 7 terelőgyűrűk koncentrikus és szimmetrikus elrendezésűek, azaz az 5 szűkítőtárcsák alá és fölé azonos távolságra nyúlnak. A 7 gyűrűk m magassága kisebb, mint egy-egy 4 cella M magasságának fele, a forgó 3 keverőtárcsák íj átmérője pedig nem haladja meg a 6 átbocsátónyílások s2 átmérőjét, ami azonos a hengeres 7 terelőcsövek belső átmérőjével. Az 5 szűkítőtárcsákban kiképzett 10 furatokra — egy-egy 5 tárcsában pl. három-három furat alakítható ki — az 1 kolonna leürítéséhez van szükség. A 7 terelőcsövek perforált falazatúnk is lehetnek. Ez azért lehet célszerű, mert a perforációkon keresztül az 5 szűkítőtárcsák feletti terekből a szilárd részecskék átsodródhatnak a 6 átbocsátónyílásokba, így e terekben nemkívánatos anyagfelhalmozódás nem következhet be. A találmány szerinti berendezés működését példaként víz-kerozin folyadékpárral végrehajtott modellextrakcióval kapcsolatban ismertettük, de természetesen a berendezés gyakorlatilag mindenféle folyadék-folyadékextrakciós feladat megoldására alkalmazható. Néhány példát az alábbiakban sorolunk fel: — növényi hatóanyagokat (alkaloid, glukodin) tartalmazó extraktum kivonatolása klórozott vagy/és aromás szénhidrogénekkel; — fermentlevek (vizes oldat) extrakciója klórozott szénhidrogénekkel; — kőolaj bitumenmentesítése propánnal. Ezek természetesen csak kiragadott példák, számos más folyadékpár esetében is végrehajtható extrakció a találmány szerinti berendezés segítségével, amely nem korlátozódik a leírt kiviteli példára, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül számos változatban megvalósítható. Szabadalmi igénypontok 1. Extrakciós berendezés folyadékok közötti anyagátadási műveletek végrehajtásához, melynek alul-felül nyitott, egymástól körgyűrű alakú, rögzített helyzetű szűkítőtárcsákkal elválasztott cellákat tartalmazó állóhenger alakú oszlopa, cellákon belül elrendezett, az oszlop geometriai hossztengelyére keresztirányú forgatható tárcsái, valamint az oszlop alsó és felső tartományában kialakított, anyagbetápláló nyílásokkal kapcsolatban álló ülepítőterei vannak, azzal jellemezve, hogy a cellákat (4) alul és felül határoló szűkítőtárcsák (5) kör alakú nyílásainak (6) kerülete mentén rögzített helyzetű, körhenger alakú, az oszloppal (1) koncentrikus terelőcsövek (7) vannak elrendezve, amelyek a hozzájuk csatlakozó szűkítőtárcsa (5) alsó és felső síkján túl, a szomszédos cellák (4) belsejébe nyúlnak. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a forgó tárcsák (3) a hozzájuk tartozó cella (4) középső tartományában, célszerűen a cellák (4) vízszintes felezősíkjában vannak elrendezve. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy egy-egy terelőcső (7) magassága (m) kisebb, mint egy-egy cella (4) magasságának (M) a fele. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a forgó tárcsák (3) átmérője (sj) nem haladja meg a terelőcsövek (7) belső átmérőjét. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a szűkítőtárcsákban (5) leürítőnyílások vannak. 6. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a terelőcsövek (7) falazata perforált. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1 db rajz A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 81.661.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató 3
