Установка для термической обработки мятки семян хлопчатника перед получением масла Советский патент 1992 года по МПК C11B1/04 

Изобретение относится к пищевой и биохимической в частности масложировой промышленности.

Известны установки для термической обработки мятки маслосодержащих семян - четырехчанные, пятичанные и шестичанные жаровни. Из перечисленных жаровнях шестичанные нашли широкое применение в маслодобывающих предприятиях СССР.

В таких установках тепло передается контактным способом теплопередачи. Температура материала поднимается медленно, что объясняется с незначительным коэффициентом теплопроводности материала. Это связано с пористостью структуры материала. Время жарения составляет 60- 70 мин. Конечная температура материала достигается 110-120°С. Из-за плохой динамической структуры передвижения материала в жаровне, время пребывания некоторых частиц мятки составляет 10-20 мин, некоторых - до 3 ч и более. Это неизбежно приводит к неодинаковой тепловой обработке частиц материала и, следовательно, к повышению общей неоднородности приготовляемой мезги. Неравномерность времени пребывания частиц

материала в зоне обработки - причина пережаривания и недожаривания его и нагаро- образования на поверхности теплообмена, что снижает скорость процесса, приводит к уменьшению выхода прессового масла.

Длительность тепловой обработки резко снижает качество обрабатываемого материала, а именно приводит к денатурации белков и к окислению молекул масла.

Известен способ получения хлопкового масла, в которой предполагается термообработка мятки семян хлопчатника в поле ИК-облучения. Этот способ уменьшает продолжительности термообработки до 10 раз и улучшает качественные показатели получаемых продуктов. Но в чанных жаровнях невозможно осуществить предложенного способа, так как термообработку мятки семян хлопчатника в поле ИК-облучения необходимо произвести в тонком слое - 10-20 мм, а в чанных жаровнях толщина слоя 260-300 мм; термообработка мятки семян хлопчатника облучением значительной плотности лучистого потока обязывает строго соблюдать равномерность времени пребывания частиц мятки в зоне облучения, т.к. проскок частиц через рабочий объем приводит к недожариванию, т.е. к неполному раскрытию маслосодержащих клеток мятки, попадание в застойные зоны аппарата - к пережарению, т.е. к денатурации белков и окислению молекул масла; использование ИК-излучателей в незащищенном виде от загрязнения пылью, выделяющейся при движении обрабатываемого материала, а также парами воды и легколетучих, компонентов мятки приводит к снижению энергетической КПД кварцевых ламп, повышению огнеопасности установки при непрерывной работе; непрерывная работа приводит к сильному повышению температуры электроводных контактов, что резко снижает срок службы ламп.

Целью изобретения является улучшение качества подготовки к извлечению масла путем более полного вскрытия маслосодержащих клеток, устранения загрязнения ИК-излучателей, выделяющихся из мятки пылью и парами, охлаждения электропроводных контактов ламп, а также создания структуры потоков мятки близкой к идеальному вытеснению при импульсной термообработке ее в поле терморадиационного облучения ИК-диапазона большой плотности лучистого потока.

Указанная цель достигается тем, что в известной установке для термической обработки мятки семян хлопчатника перед получением масла, включающая питатель, поярусно расположенные транспортирующие органы, аспирационные патрубки, каждый из которых расположен над транспортирующим органом, каждый нагревательный элемент выполнен в виде кварцевого ИК-излучателя и она снабжена средствами для обдува ИК-излучателей, каждое из которых представляет собой укрепленный над ПК-излучателем кожух с направляющей решеткой, сообщенной с системой подачи воздуха, и зонтами, соединенными с аспирационными патрубками, при этом каждый транспортирующий орган выполнен в виде наклонного вибрационного лотка с сплошным днищем, а зонты и ПК-излучатели размещены над лотками с чередованием, а также каждый лоток, расположенный под ИК-излучателем имеет продольные направляющие для секционирования потоков мятки семян хлопчатника.

На чертеже изображена конструкция предлагаемой установки

Установка состоит из питателя 1, поярусно расположенных транспортирующих органов 2, 3. 4 5, которые секционированы с продольными перегородками; блоков ИК- излучателей 6, 7, кожухи с направляющими решетками 8 9 системой подачи воздуха

состоящей из вентилятора 10, фильтра 11 и зонтов 12,13 соединенных с аспирационными патрубками 14.

Установка работает следующим образом: измельчение ядра - мятка хлопковых семян поступает в питатель 1, после чего включаются мотор-вибраторы транспортирующих органов 2, 3, 4, 5 и материал начинает продвигаться по ним. Одновременно с

0 этим включается вентилятор 10 для подачи очищенного фильтром 11 воздуха в кожух с направляющими решетками. Поток воздуха, обтекая кварцевые лампы, защищает их от загрязнения и охлаждает их электропрово5 дящие контакты, чем достигается увеличение срока службы ламп. Далее воздух выводится из аспирационных патрубков 14. На первом и третьем лотках материал подвергается интенсивному подогреву ИК-лам0 пами, на втором и четвертом лотках отсасываются испаряющиеся пары из материала зонтами 12, 13.

Необходимым условием нормальной обработки мятки является строгое соблюде5 ние равномерности времени пребывания ее частиц в зоне облучения. Благодаря резкому повышению температуры импульсным теп- лоподводе достигается разрушение маслосодержащих клеток мятки.

0 Изготовление вибрационных лотков в секционированном виде устраняет продольное и поперечное перемещение частиц мятки, чем достигается прямолинейная траектория движения частиц. Кроме того, сек5 ционированием вибрационных лотков можно добиться равномерного распределения амплитуды вибрации по ширине лотка, что обеспечивает равномзрное движение частиц материала в зоне облучения. В итоге

0 осуществляется равномерная термическая обработка мятки семян хлопчатника, устраняется пережарение и недожарение частиц. Кратковременная обработка позволяет устранить окисление молекулы масла и денату5 рацию белков.

С целью практического подтверждения вышесказанного нами собрана экспериментальная установка с изменяющейся шириной вибрационных лотков. Эксперименты

0 провели на следующих ширинах вибролотков: 0,5; 0,4; 0,3; 0,25; 0,15 м и установили динамическую структуру потоков по известной методике 5. Результаты экспериментов показывают, что с уменьшением ширины

5 вибролотка динамическая структура потоков мятки приближается к идеальном/ вытеснению. Поэтому при использовании широких вибролотков необходимым условием для улучшения структуры потоков мятки является его секционирование Параметры вибрации и угол наклона подбираются таким образом, чтобы обеспечить необходимую скорость тиятки по лотку, не нарушая равномерность потока при передвижении,

Результаты экспериментов и расчетные данные приведены в таблице.

Результаты показывают, что имеет минимальное значение при ширине вибролотков 0,15 м, но почти такое же отклонение при ширине 0,25 м. В связи с чем. можно принять рациональную ширину вибролотков равным 0,25 м.

При использовании предлагаемого способа извлечения масла из хлопковых семян увеличивается выход прессового черного масла на 8-10%, улучшаются его качественные показатели, что дает возможность увеличить выход рафинированного масла на 2-2,5%. Указанные данные подтверждены в лабораторных экспериментах и при испытании полупромышленной установки. 1 Формул а изоб ре тени я

1. Установка для термической обработки мятки семян хлопчатника перед получением масла, включающая питатель,

поярусно расположенные транспортирующие органы, аспирационные патрубки, каждый из которых расположен над транспортирующим органом, и нагрева- 5 тельные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества подготовки к извлечению масла путем более полного вскрытия маслосодержащих клеток, каждый нагревательный элемент выполнен в виде 0 кварцевого ПК-излучателя и установка снаб- жена средствами для обдува ИК-излучате- лей, каждое из которых представляет собой укрепленный над ИК-излучателем кожух с направляющей решеткой, сообщенной с си- 5 стемой подачи воздуха, и зонтами, соединенными с аспирационными патрубками, при этом каждый транспортирующий орган выполнен в виде наклонного вибрационного лотка с сетчатым днищем, а зонты и ИК- 0 излучатели размещены над лотками с чередованием.

2. Установка по п. 1,отличающаяс я тем, что каждый лоток, расположенный

под ИК-излучателем, имеет продольные на5 правляющие для секционирования потока

семян.

Использование: термическая обработка маслосодержащего растительного материала. Сущность изобретения: установка имеет питатель и поярусно расположенные транспортирующие органы (О), аспирационные патрубки и нагревательные элементы (Н) со средствами (С) их обдува. Н выполнены в виде кварцевых их излучателей, а каждое С представляет собой кожух с направляющей решеткой, сообщенный с системой подачи воздуха. Каждый О выполнен в виде наклонного вибрационного лотка с сетчатым днищем. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Примечание. DL коэффициент продольного перемешивания частиц мятки;

( - среднеквадратическое отклонение функции отклика установки на ступенчатое возмущение от функции отклика на ступенчатое возмущение моделя идеального вытеснения;

Ввых - выход прессового масла при однократном прессовании под давлением 18 МПа.