Способ удаления растворителя из шрота Советский патент 1992 года по МПК C11B1/10 

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способам удаления растворителя из шрота перегретыми парами растворителя в масло- экстракционном производстве.

Способы удаления растворителя из шрота перегретыми парами растворителя широко применяются за рубежом. В литературных источниках они известны под такими названиями, как способ мгновенного испарения, способ аэрофонтанной сушки, способ получения белого лепестка.

Известен способ, включающий обработку выходящего из экстрактора ш рота в пневмотрубе. в которой он подхватывается перегретыми в пароперегревателе парами растворителя, циркулирующими в контуре с помощью вентилятора. Разделение шрота и удаляемых паров растворителя осуществляется в циклоне сепараторе. Шрот выходит из циклона с содержанием растворителя до 1 % Окончательная обработка его с целью

полного удаления ра ств оритёля осуществляется в дезодораторе с помощью острого водяного пара.

Недостатками указанного способа являются высокие энергетические затраты, необходимость удаления из шрота остаточного растворителя острым водяным паром в дезодораторе, высокая степень взрывопожзроо- пасности установки.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности является способ отгонки растворителя из шрота перегретыми парами растворителя, включающий стадию предварительного удаления растворителя в нижней секции экстрактора с уменьшенным диаметром путем испарения и физического отщепления значительной части растворителя за счет прохождения через промежутки между частицами слоя перегретых паров растворителя с последующей обработкой перегретыми на 27,7-41,6°С выше точки кипения растворителя в транспортном труХ|

00

Јь О Ы

бопроводе длиной порядка 30,5 м при соотношении паров и твердых частиц 2,6-3,4 и 1 при скорости транспортирования 18,3- 43,0 м/с.

Шрот после разделения с парами рас- творителя в циклоне-сепараторе направляется в дезодоратор для окончательной тепловЬй отгонки растворителя из него.

Способ имеет следующие недостатки. БоЙьЫиб энергетические затраты на осуще- ств ление.,лроцесса связаны с высоким содержанием растворителя в шроте до 1,5-2% после обработки его перегретыми парами растворителя в пневмотрубе и необходимостью интенсивной доработки его в дезодораторе. Развитие скоростей движения шрота с перегретыми парами растворителя при его транспортировании в пневмотрубе свыше 18 м/с повышает взры- вопожароопасность способа, т.к. с повы- шёнием скоростей транспортирования до 43 м/с усиливается трения шрота о металлическую поверхность пневмотрубы, что способствует более интенсивному образованию статического электричества.

Целью изобретения является наиболее полное удаление растворителя, снижение энергозатрат и повышения взрывопожаро- безопасности способа.

Это достигается тем, что в способе уда- ления растворителя из шрота отгонке перегретыми парами подвергают шрот с вторичными парами, полученными при предварительной отгонке, при соотношении вторичные пары:шрот:перегретые пары -(0,3-0,5): 1:(2,0-2,2), причем шроти вторичные пары подают в пневмотрубу в виде вихревого потока при начальной скорости потока 16-18 м/с, а окончательное удаление растворителя осуществляют в вихревой сушилке.

На стадии предварительной отгонки растворителя, когда в качестве теплоносителя используется пароконденсатная смесь, из шрота в основном удаляется рас- творитель, связанный со шротом физико- механической формой связи. Температура шрота в начале процесса примерно равна температуре насыщения паров растворителя при рабочем давлении в аппарате и в конце процесса повышается на 5-15°С выше температуры их насыщения,

В результате частичного удаления растворителя снижается удельный вес шрота с оставшимся в нем растворителем, направ- ляемого черезгсопло в пневмотрубу.

Денатурация белка при предварительной отгонке практически отсутствует.

Снижение удельного веса позволяет уменьшить Скорость витания шрота в пневмотрубе до 16 м/с. Ниже этой скорости шрот залегает в трубе, и его транспортирование становится невозможным. В пневмотрубе отгоняется растворитель, связанный со шротом физико-химической формой связи. Содержание растворителя в шроте на выходе из пневмотрубы составляет 0,9%.

Окончательная отгонка растворителя осуществляется в сушилке вихревого типа. Она сочетает в себе принцип простейшей пневмосушилки и центробежного сепаратора. Зона собственно отгонки состоит из одной или нескольких, собранных одна за другой цилиндрических камер. Использование на этой стадии сушилки вихревого типа дает преимущества в тепло- и массообнене. Частички шрота при встрече с поверхностью стенок сушилки резко затормаживается, а затем их движение в кольце по поверхности стенок вновь ускоряется. Этим создаются высокие относительные скорости между частицами шрота и греющим агентом. Происходит повышение концентрации продукта в сушильной камере по сравнению с пневмотру- бой с -соответствующим увеличением его внешней поверхности, что способствует улучшению массообменных процессов. Одновременно агломераты, вследствие ударов о стенки, распадаются и тем самым гарантируется получение равномерного по составу конечного продукта. В результате такой обработки содержание растворителя в шроте не превышает 0,05%.

На чертеже представлена схема, по которой может быть реализован предлагаемый способ удаления растворителя из шрота перегретыми парами растворителя.

Способ осуществляется следующим образом. Шрот из экстрактора шнековым питателем 1 подается в чанный испаритель 2, в котором предварительное удаление растворителя осуществляется за счет косвенного нагрева шрота пароконденсатной смесью, подаваемой в днища 3 в рубашки 4 чанов 5. При этом шрот перемешивается ножами 6, закрепленными на вращающемся валу73и пересыпается с днища вышерасположенного чана на днище нижерасположенного. Шрот, из которого растворитель частично удален через боковой питатель 8, регулируемый герметичным шибером, поступает во всасывающее прямое сопло 9. Сопло 9 представляет собой внутреннюю трубу, служащую для пропуска смеси шрота со вторичными парами в основной материа- лопровод; воздушную рубашку, в которую перегретые пары растворителя входят сверху, а выходят во внутреннюю трубу через кольцевую щель в нижней части тру эы; насадку, связанную с чанами, из которой поступает шрот с вторичными парами; устройство для регулирования количества перегретых паров растворителя, поступающих в рубашку; устройство для изменения положения рубашки по отношению к внутренней трубе, с помощью которого регулируется размер кольцевой щели; фланцы для соединения внутренней трубы с основными мате- риалопроводом. Сопло засасывает шрот со вторичными парами, которые, просасываясь через частицы шрота, захватывают их и с ними вместе входят в сопло. Здесь смебь подвергается воздействию перегретых паров, которые поступают из рубашки сопла через кольцевую щель, Перегретые пары растворителя, выходя из щели с большой скоростей, расширяются во внутренней трубе и оказывают эжекционное действие, засасывая шрот и создавая вихревое его движение.

Перегретые пары растворителя в сопло 9 поступают по трубе 10 из пароперегрева теля 12. Шрот с газовой смесью подается тангенциально с высокой скоростью в сушилку вихревого типа 13. Практически мгновенно в сушилке шрот отбрасывается к стенкам корпуса, вращается как продуктовое кольцо. Мелкие частицы шрота быстро уходят с сушильным агентом во внутреннюю часть к центральному выходу. Крупные частицы шрота остаются более длительное время в периферийном кольце, пока они не будут вытеснены во внутреннюю зону частицами, непрерывно поступающими из пневмотрубы. Центральная зона связана напрямую с циклоном сепаратора 14, в котором происходит разделение шрота с газовой фазой, которая вентилятором 16 может направляться или полностью на конденсацию или частично на конденсацию и повторно в пароперегреватель 12 Если рециркуляция паров растворителя не используется, т.е. установка работает по 1 варианту, то используются пары растворителя, отходящие с дистилляции.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявляемого способа применительно к отгонке растворителя из соевого шрота, предназначенного для пищевых целей.

Пример 1. Шоот из экстрактора с температурой 55°С и начальным содержанием растворителя 30% поступает в чанный испаритель. В качестве растворителя использовался гексан с начальной температурой кипения 68,2°С. По мере обработки шрота в чанах содержание гексана в нем уменьшается до 18%.

Вторичные пары с температурой 70°С вместе со шротом, удельный вес которого

уменьшился на 25% засасываются в пнев- мотрубу за счет эжекции перегретыми до 190°С парами растворителя При этом происходит рост темпера туры шрота с 70°С до 5 80°С с одновременным резким снижением температуры перегр етых па рое растворителя Со 190°С до 150°С. Шрот транспортируется со скоростью 16 м/с в течение 2-3 с по пневмотрубе при соотношении вторичные

0 пары:шрот:перегретые пары растворителя 0,3:1:2,2 м поступают в сушилку вихревого типа.

После обработки в сушилке шрот разделяется с газовым потоком в циклоне и выво5 дится через шлюзоеый затвор из установки. Готовый шрот имеет температуру 100°С, содержание растворителя в нем 0,05%, индекс диспергируемости протеина (от содержания сырого протеина) - 85%. Эти

0 параметры соответствуют требованиям, предъявляемым к пищевому соевому шроту

(содержание растворителя - не более 0,05; индекс диспергируемости белка - не менее 85%).

5При увеличении скорости обработки

шрота в чанном испарителе снижается температура его нагрева ниже 70°С и соответственно снижается температура вторичных паров до 69°С и ниже Это влечет за собой

0 снижение отгонки растворителя в чанном испарителе и повышения его содержания в шроте до 19% и выше. Нарушается соотношение соковые парьпшрот:перегретые пары - 0,2:1:2,2. Увеличивается температура смеси

5 перегретых и вторичных паров до 170°С. В итоге шрот со держит 0,07% растворителя при индексе диспергируемости протеина - 82%

Снижение скорости обработки шрота в пневмотрубе ниже 16 м/с заканчивается за0 леганием шрота и прекращением работы установки. С уменьшением степени удаления растворителя при предварительной отгонке увеличивается удельный вес шрота, и он также залегает в пневмотрубе, при скорости

5 движения 16 м/с. Повышение скорости передвижения выше 16 м/с резко увеличивается взрывопожароопасность установки.

П р и м е р 2. Шрот поступает в чанный испаритель с начальным содержанием рас0 творителя 30% и с температурой 55°С.

По мере перехода шрота из чана в чан содержание гексана уменьшается в нем до 17%. Отгоняемые вторичные пары имеют температуру - 80°С, а удельный вес его

5 уменьшается на 30%. Перегретыми до 190°С парами растворителя шрот со вторичными парами транспортируется по пневмотрубе. Температура греющего агента при смещении со вторичными парами уменьшается до 140°С. Шрот транспортируется со

скоростью 16 м/с по пневмотрубе при соотношении вторичные пары:шрот - перегретые пары растворителя 0,4:1:2.1. Из пневмотрубы шрот попадает в сушилку вихревого типа. После обработки в сушилке шрот отделяется от газов в циклоне и выводится из установки. Готовый шрот имеет температуру 95°С. Содержание растворителя в нем 0,04%, индекс диспергируемости протеина -86%.

П р и м е р 3. Шрот из экстрактора с температурой 55°С- и начальным содержанием растворителя 30% поступает в чанный испаритель. По мере обработки шрота в чанах содержание гексана в нем уменьшается до 16%. Температура шрота и вторичных паров на входе в пневмотрубу равна 80%. Соотношение смеси вторичные па- ры:шрот:перегретые пары растворителя 0,5:1:2,0. Температура газов после их смешения равна 130°С, а готовый шрот выходит с температурой 90°С, содержанием растворителя - 0,05% и индексом диспергируемости протеина - 87%.

При дальнейшем увеличении степени отгонки растворителя в чанном испарителе растет температура вторичных паров свыше 80°С, нарушается соотношение компонентов смеси в пневмотрубе вторичные па0

5

0

5

0

ры:шрот:перегретые пары растворителя 0,6:1:2,0. В связи с этим падает температура газов в пневмотрубе до 120°С и как следствие резко возрастает содержание растворителя в готовом шроте.

Возможный масштаб использования заявляемого способа в нашей стране на ближайшие 5 лет- внедрение на 5 заводах. Формула изобретения Способ удаления растворителя из шрота, включающий предварительную тепловую отгонку с образованием вторичных паров с температурой 70-80°С, отгонку перегретыми парами в пневмотрубе с всасывающим соплом и окончательное удаление растворителя, отличающийся тем, что, с целью наиболее полного удаления растворителя, снижения энергозатрат и повышения взрывопожаробезопасности, отгонке перегретыми парами подвергают шрот с вторичными парами, полученными при предварительной отгонке, при соотношении вторичные пары:шрот:перегретые пары 0,3-0,5:1:2,0-2,2, причем шрот и вторичные пары подают в пневмотрубу в виде вихревого потока при начальной скорости потока 16-18 м/с, а окончательное удаление растворителя осуществляют в вихревой сушилке.

Изобретение относится к масложировой промышленности и направлено на наиболее полное удаление растворителя из шрота. снижение энергозатрат и повышение взры- вопожаробезопасности способа. В этом способе отгонке перегретыми парами подвергают шрот с вторичными парами, полученными при предварительной отгонке, при соотношении вторичные парькшрогпе- регретые пары (0,3-0,5): 1:2,0-2,2, причем шрот и вторичные пары подают в пневмот- рубу в виде вихревого потока при начальной скорости потока 16-18 м/с, а окончательное удаление растворителя осуществляют в вихревой сушилке. 1 ил,, 1 табл.

-шрот в примере 6 (прототип) не является готовым продуктом