Способ удаления растворителя из шрота в шнековом испарителе Советский патент 1992 года по МПК C11B3/10 

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способу удаления растворителя из шрота в маслоэк- стракционном производстве.

Известен способ удаления растворителя из шрота в шнековом испарителе с помощью водяного пара, подаваемого в паровые рубашки испарителей, и острого водяного пара, подаваемого в зону выхода шрота из испарителя.

Недостатками указанного способа являются недостаточно полная отгонка растворителя, высокая степень денатурации белковых веществ, низкая интенсивность процессов тепло- и массообмена.

Наиболее близким к предлагаемому является способ удаления растворителя из шрота в шнековом испарителе, включающий предварительную тепловую отгонку растворителя с помощью перегретых его паров и окончательную отгонку с помощью перегретых водяных паров, при этом перегретые пары растворителя подаются в первую по ходу шрота секцию испарителя, а острый водяной пар - во вторую.

Однако шрот, поступающий в испаритель из экстрактора, содержит до 35% рас творителя (в расчете на массу сухого вещества). Для того, чтобы получить на выходе из испарителя шрот с низким остаточным содержанием растворителя, необVI

ГО

со

О 00

ходимо уже на предварительной стадии обеспечить максимально возможную степень отгонки растворителя. Степень отгонки растворителя из шрота зависит от температуры теплоносителя, продолжи- тельности отгонки, конструкции испарителя и ряда других факторов, При реализации известного способа в шнековом испарителе степень отгонки можно повысить путем увеличения подачи перегретых паров раство- рителя, что приводит к большим скоростям паров в аппарате и большому уносу шрота с уходящими парами. Частички шрота попадают в перегреватель циркулирующих паров раство.рителя и осаждаются на теплообменных поверхностях, температура которых достигает 200-220°С. Это обстоятельство создает опасность взрыва и в целом снижает надежность известного способа.

Увеличение температуры водяного пара, подаваемого в рубашку испарителя, сверх 140-150°С недопустимо в связи с перегревом шрота, соприкасающегося со стенками аппарата, и с чрезмерной .сте- пенью денатурации белковых веществ, снижающей качество готового продукта. Для исключения переувлажнения шрота вследствие конденсации водяных паров на заключительной стадии отгонки температура шрота на входе в окончательный испаритель должна быть равна 85-95°С. Это средние значения температуры. В то же время часть шрота, непосредственно соприкасающегося с перегретыми парами на стадии предварительной отгонки, имеет температуру, превышающую эти значения. В связи с этим температура перегретого пара растворителя, подаваемого в испаритель, огра- ничена значениями 120-140°С для предотвращения денатурации белка. В связи с изложенным при реализации известного способа на стадии предварительной отгонки удается сократить содержание растворителя в шроте только до 5-2%, что в свою очередь не позволяет получить на выходе из испарителя готовый продукт с содержанием растворителя менее 0,1%.

Целью изобретения является снижение уноса шрота и повышение его качества за счет снижения остаточного содержания в нем растворителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления растворителя из шрота в шнековом испарителе путем пред- варительной тепловой отгонки растворителя с помощью перегретых его паров и окончательной его отгонки с помощью перегретых водяных паров предварительную отгонку проводят в две стадии, на первой из

которых в качестве теплоносителя используют перегретые пары растворителя с температурой 150-190°С. На этом этапе из шрота в основном удаляется растворитель, связанный со шротом механической формой связи, а температура шрота примерно равна температуре насыщения растворителя при рабочем давлении в аппарате. К концу первой стадии предварительной отгонки температура шрота повышается до значений на 5-15°С превышающих температуру насыщения растворителя. Несмотря на высокую температуру перегретого пара, денатурация белка не происходит. На второй стадии предварительной отгонки, когда из шрота удаляется в основном растворитель, связанный физико-химической формой связи, процесс ведут до достижения температуры шрота 85-100°С, при этом в качестве теплоносителя используют перегретый пар растворителя с температурой 120-140°С.

Проведение предварительной отгонки в две стадии в шнековом испарителе позволяет с одной стороны уменьшить унос шрота из аппарата вследствие сокращения расхода перегретых паров растворителя, а с другой стороны позволяет использовать на первой стадии отгонки перегретый пар более высоких параметров, что интенсифицирует процессы тепло- и массообмена таким образом, что общее время отгонки растворителя из шрота по сравнению с известным решением не увеличивается при равной производительности установок. В то же время способ позволяет на стадии предварительной отгонки снизить содержание растворителя в шроте до 0,2%, что в конечном счете позволяет получить на выходе из испарителя шрот с остаточным содержанием растворителя менее 0,05%.

Согласно предлагаемому способу предварительную отгонку растворителя проводят в две стадии, причем параметры перегретого пара растворителя, используемого на этих стадиях отгонки, различны. Первую стадию предварительной отгонки ведут до достижения шротом температуры, на 5-15°С превышающей температуру насыщения растворителя при рабочем давлении в испарителе, на второй - до достижения температуры шрота 85-100°С.

На чертеже представлена схема шнеко- вого испарителя, в котором может быть реализован предлагаемый способ отгонки растворителя из шрота.

Способ осуществляют следующим образом.

Шрот из экстрактора через шнековый питатель 1 подается в первую секцию испарителя 2, внутри которой он перемещается

и перемешивается посредством лопастного вала 3. Во внутреннюю полость испарителя с помощью вентилятора 4 подаются пары растворителя, прошедшие через перегреватель 5. Очистка циркулирующих паров от унесенных частиц шрота осуществляется в циклоне 6. Избыточный пар растворителя и воды отводится на конденсатор. Из первой секции через шлюзовый затвор 7 шрот поступает во вторую секцию испарителя 8, где вновь подвергается обработке парами растворителя, которые циркулируют с помощью вентилятора 9 и нагреваются в перегревателе 10. Очистка циркулирующих паров от унесенных частиц шрота осущест- вляется в циклоне 11. Из второй секции шрот через шлюзовый затвор 12 поступает в третью секцию испарителя 13, где происходит окончательная отгонка растворителя с помощью перегретого водяного пара, по- даваемого через форсунки 14 во внутреннюю полость секции. Готовый продукт выводится из испарителя через шлюзовый затвор 15.

Пр,имер1.В первую секцию испари- теля 2 поступает шрот с температурой 55°С и начальным содержанием растворителя 30%. В качестве растворителя используют Нефрас с температурой начала отгонки 67°С. Во внутреннюю полость секции под- ают пар растворителя, нагретый в перегревателе 5 до 160°С, Содержание бензина в шроте уменьшается по мере его продвижения по секции и на выходе из нее снижается до 16%, а температура шрота увеличивается до 75°С. Далее шрот поступает во вторую секцию 8, куда подается перегретый пар растворителя с температурой 130°С. На выходе из второй секции температура шрота возрастает до 90°С, а содержание раствори- теля в нем снижается до 0,2%. Окончательная отгонка растворителя осуществляется в третьей секции испарителя 13 с помощью перегретого водяного пара с температурой 120-130°С, подаваемого в небольшом коли- честве во внутреннюю полость секции. Все три секции испарителя обогреваются снаружи глухим водяным паром с температурой 130-140°С. Предлагаемый способ позволяет получить на выходе из аппарата шрот с содержанием растворителя менее 0,05% и высоким содержанием растворимых фракций белка так как в рассмотренном режиме исключаются длительное воздействие высоких температур и переувлажнение шрота.

При необходимости получения кормового шрота для достижения оптимального содержания в готовом продукте растворимых фракций белка на стадии предварительной отгонки используют перегретый

пар с более высокой температурой, чем в рассмотренном случае, однако не выходя за пределы рекомендованныхтемператур. Для проведения необходимой влаготепловой обработки следует увеличить время нахождения шрота в третьей секции посредством уменьшения скорости вращения лопастного вала и повысить до 140-150°С температуру перегретого водяного пара, подаваемого во внутреннюю полость секции.

При реализации способа необходимо придерживаться рекомендованных значений температур теплоносителей, так как превышение верхних пределов рекомендованных значений приводит к чрезмерной денатурации белка, а выход за нижний предел приводит к увеличению остаточного содержания растворителя в шроте.

Пример 2. В первую секцию испарителя 2 поступает шрот с температурой 55 С и начальным содержанием растворителя 30%. В качестве растворителя используют Нефрас с температурой начала отгонки 67°С. Во внутреннюю полость секции подают пар растворителя, нагретый в перегревателе 5 до 150°С. Содержание бензина в шроте уменьшается по мере его продвижения по секции и на выходе из нее снижается до 18%, а температура шрота увеличивается до 72°С. Далее шрот поступает во вторую секцию испарителя 8, куда подается перегретый пар растворителя с температурой 120°С. На выходе из второй секции температура шрота возрастает до 85°С, а содержание растворителя в нем снижается до 0,2%. Окончательная отгонка растворителя осуществляется в третьей секции испарителя 13 с помощью перегретого водяного пара с температурой 124°С, подаваемого в небольшом количестве во внутреннюю полость секции.

На выходе из третьей секции испарителя 13 температура шрота будет равна 90°С, содержание растворителя в нём 0,04%, индекс диспергируемости белка (от содержания сырого протеина) 88%. Эти параметры соответствуют требованиям, предъявляемым к пищевому соевому шроту (содержание растворителя менее 0,1%, индекс диспергируемости белка не менее 85%).

Снижение температуры перегретого пара растворителя, подаваемого в первую секцию испарителя 2, менее 150°С, а во вторую секцию 8 - менее 120°С, а также сокращение времени обработки шрота до такой степени, что его температура на выходе из первой секции будет менее чем на 5°С превышать температуру насыщения растворителя при рабочем давлении в. испарителе, а температура шрота на выходе из второй секции

будет меньше 85°С, недопустимо, так как это вызовет увеличение остаточного содержания растворителя в готовом продукте сверх допустимого предела.

Пример 3, В первую секцию испарителя 2 поступает шрот с температурой 55 С и начальным содержанием растворителя 30%. В качестве растворителя используют Нефрас с температурой начала отгонки 67°С. Во внутреннюю полость секции подают пар растворителя, нагретый в перегревателе 5 до 190°С. Содержание бензина в шроте уменьшается по мере его продвижения по секции и на выходе из нее снижается до 14%, а температура шрота увеличивается до 82°С. Далее шрот поступает во вторую секцию испарителя 8, куда подается перегретый пар растворителя с температурой 140°С. На выходе из первой секции температура шрота возрастает до 100°С, а содержание растворителя в нем снижается до 0,1%. Окончательная отгонка растворителя осуществляется в третьей секции испарителя 13 с помощью перегретого водяного пара с температурой 124°С, подаваемого в небольшом количестве во внутреннюю полость секции.

На выходе из третьей секции испарителя 13 температура шрота будет равна 102°С, содержание растворителя в нем 0,02%, индекс диспергируемое™ белка 86%. Эти параметры соответствуют требованиям, предъявляемым к пищевому соевому шроту.

Увеличение температуры перегретого пара растворителя, .подаваемого в первую секцию испарителя 2, более 190°С, а во вторую секцию 8 более 150°С, а также увеличение времени обработки шрота до такой степени, что его температура на выходе из первой секции будет более чем на 15°С превышать температуру насыщения растворителя при рабочем давлении в испарителе, а

0

5

0

5

0

5

0

температура шрота на выходе из второй секции будет больше 100°С, недопустимо, так как это приводит к денатурации белковых веществ, превышающей допустимый предел.

Конкретные результаты осуществления предлагаемого способа с граничными, средними и запредельными значениями заявляемых параметров, полученные на основании проведенных экспериментальных исследований, приведены в таблице.

Проведение предварительной отгонки в две стадии позволяет резко снизить скорость паров в секциях и соответственно умень- шить унос шрота, что существенно повышает надежность работы испарителя.

Повышается качество готового продукта за счет снижения остаточного содержания растворителя в нем.

Формула изобретения Способ удаления растворителя из шрота в шнековом испарителе, включающий предварительную тепловую отгонку растворителя с помощью перегретых его паров и окончательную его отгонку с помощью перегретых водяных паров, отличающийся тем, что, с целью снижения уноса шрота и повышения его качества за счет снижения остаточного содержания растворителя в шроте, предварительную отгонку проводят в две стадии, на первой из которых в качестве теплоносителя используют перегретые пары растворителя с температурой 150- 190°С, а процесс ведут до достижения шротом температуры, на 5-15°С превышающей температуру насыщения паров растворителя при рабочем давлении в испарителе, на второй используют перегретый пар растворителя с температурой 120-140°С, а процесс ведут до достижения температуры шрота 85-100°С.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способу удаления растворителя из шрота в маслоэк- стракционном производстве. Целью изобретения является снижение уноса шрота и повышение его качества за счет снижения остаточного содержания в нем растворителя, которое достигается тем, что в способе удаления растворителя из шрота в шнеко- вом испарителе путем предварительной тепловой отгонки растворителя с помощью перегретых его паров и окончательной отгонки с помощью перегретых водяных паров предварительную отгонку проводят в две стадии, на первой из которых в качестве теплоносителя используют перегретые пары растворителя с температурой 150- 190°С, а процесс ведут до достижения шротом температуры на 5-15°С превышающей температуру насыщения паров растворителя при рабочем давлении в испарителе, на второй используют перегретый пар растворителя с температурой 120-140°С, а процесс ведут до достижения температуры шрота 85-100°С. 1 ил., 1 табл. Ё