Способ непрерывного гидролиза кератинсодержащих материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК A23J1/10 A23K1/10 

00

со о о

ГО 00

ICO

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и себестоимости продукции.

Способ иллюстрируется следующим примером.

Пример. Кератинсодержащий материал подают через загрузочный узел в емкость, в которой создают путем прямой инжекции в нее пара давление 10 бар и высокую температуру. Обработку материала в емкости проводят в течение 20 минут, а затем материал выводят из емкости. Подачу материала в емкость и вывод из нее осуществляют порциями с интервалами между введением в емкость каждой порции. Порции формируют в узле загрузки, в котором после формирования порции создают давление выше давления в емкости, а подачу порции проводят за счет разницы давлений.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - общий вид устройства; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство содержит емкость 1 с загрузочным узлом в виде загрузочной емкости 2 и выгрузным узлом в виде выпускного отверстия с клапаном 3, который сообщен с промежуточной емкостью 4. Емкость 1 имеет ряд трубок для подачи пара с вентилями

5.Над емкостью 2 установлен транспортер

6,а между емкостями 1 и 2 расположен вентиль 7. В верхней части емкости 2 имеется регулируемое отверстие 8. Емкость 1 соединена с емкостью 4 трубопроводом 9. Под емкостью 4 расположена загрузочная емкость 10. Емкость 4 сообщена с емкостью 2 трубопроводом 11. Емкость 1 имеет рубашку 12 с гладкими внутренними стенками. Емкость 2 имеет клапаны 13, 14, 15 и манометр 16. В нижней части емкости 4 расположён вентиль 17. На линиях, связывающих емкость 10 с емкостью 4 и последнюю с емкостью 1, установлены вентили 18. На линии 19, связывающей емкость 4с емкостью 1, установлен клапан высокого давления 20. В рубашке 12 имеются кольцевые трубки 21 для ийжекции пара с форсунками

22.Емкость 1 имеет воздушный сепаратор

23.К линии 19 подключен клапан высокого давления 24.

Устройство работает следующим образом.

Сырье подается в загрузочный бункер 2 через регулируемое отверстие 8, например, с помощью транспортера 6. Вентиль 7 закрыт, и в процессе загрузки сырья в загрузочном бункере 2 поддерживается обычное давление. Когда соответствующее количество сырья поступило в загрузочную емкость 2, отверстие для заполнения 8 закрывается

под действием давления. Клапан 13 откры вается, и в емкости для загрузки 2 устанав ливается вакуум, после чего вентиль 1 вновь закрывается. Сразу же после этого

открывается клапан 14, и остаточный nag экономайзера 4 поступает в загрузочную емкость 2 вследствие перепада давления, после чего клапан 14 вновь закрывается. Ц результате загрузочная емкость 2 оказыва0 ется под давлением приблизительно 2 бар за счет давления в экономайзере 4, но остается все еще закрытой. После этого вентиль 15 открывается, и в загрузочной емкости 2 давление повышается приблизительно до

5 10 бар, и как только манометр 16 фиксирует давление в загрузочной емкости 2 приблизительно 10 бар, загрузочный клапан 7 открывается и материал (загрузка) выстреливает из емкости 2 в емкость для

0 гидролиза 1, находящейся при более низком давлении порядка 8 бар. Как только устройство начинает работать в режиме непрерывного процесса, емкость для гидролиза 1 оказывается практически заполненной

5 реакционной массой, которая скачками при плунжерном потоке перемещается от загрузочного отверстия по емкости до выпускного отверстия 3, которое представляет собой клапан, например, шариковый или лопаст0 ной клапан, который открывается через определенные промежутки времени и позволяет гидролизованной загрузке материала выйти из емкости для гидролиза 1, Гидролизованный материал потоубопрово5 ду 9 поступает в промежуточную емкость 4, так называемый экономайзер, в котором поддерживается давление порядка 2 бар. Перепад давлений между экономайзером 4 и емкостью для гидролиза 1 обеспечивает

0 практически полный выстрел гидролизо- ванного материала в экономайзер 4.

Через клапан 17, расположенный в нижней части экономайзера, материал может поступить в разгрузочную емкость 10, нахо5 дящуюся под обычным давлением, а затем на дальнейшую переработку, например, для сушки, прессования, измельчения или другие виды обработки.

Паропровод 11 в верхней части эконо0 майзера 4 направляет остаточный пар обратно в загрузочную емкость 2 через вентиль 14.

Емкость для гидролиза 1 снабжена некоторым числом трубок для инжекции пара

5 с вентилем 5, обеспечивающими необходимый уровень давления пара, например, 8 бар, при протекании процесса гидролиза, при этом реакционная масса нагревается примерно до 175°С, увлажняется и перемешивается и одновременно перемещается

; плунжерным потоком по емкости 1. Переме- ; щение реакционной массы через емкость и i время, которое она находится в указанной емкости, используют в качестве контроль- . ных параметров процесса.5

| Вентили 18 представляют собой, напри- | мер, ручные вентили, которые используют в начале и по завершении процесса. Воздуш- | ный сепаратор 23 предназначен для удаления основной части воздуха, вводимого в 10 емкость для гидролиза 1 вместе с сырьем. Клапан 20 высокого давления не позволяет давлению превысить заданное значение. Клапан 24 высокого давления поддерживает давление процесса в момент завершения 15 работы устройства. Если, например, давление процесса в емкости для гидролиза 1 составляет приблизительно 8 бар. то клапан 20 будет установлен на открытие при давлении приблизительно 8,5 бар, а клапан 24 - 20 приблизительно при 3 бар.

Основным элементом этого устройства является емкость для гидролиза 1, которая представляет собой вертикальную, вытянутую цилиндрическую емкость высокого дав- 25 ления с рубашкой 12 с гладкими внутренними стенками. Через кольцевые трубки для инжекции пара 21 в рубашке 12, имеющие отверстия или форсунки 22. пар поступает практически под прямым углом к 30 центру емкости для гидролиза 1. Длина емкости для гидролиза 1 и число трубок для инжекции пара 21 и инжекционных отверстий 22 будет зависеть от типа продукта, поступающего на переработку, необходи- 35 мой скорости процесса и производительности. Все устройство регулируется с помощью электронного механизма для технологического контроля, в основу работы которого заложены параметры давления, 40 уровня и температуры во всех основных точках, а также эмперические значения давления, температуры, частоты, плунжерного потока и продолжительность процесса, которые программируются в контрольном ме- 45 ханизме.

Формула изобретения 1. Способ непрерывного гидролиза ке- ратинсодержащих материалов, включающий подачу материала через загрузочный 50 узел в удлиненную емкость, создание в емкости высоких давлений и температуры путем прямой инжекции в нее пара и вывод гидролизованного материала из емкости че- рез узел разгрузки, отличающийся 55 тем, что, с целью снижения энергозатрат и себестоимости продукции, подачу материа- ла в емкость и вывод из нее осуществляют порциями с интервалами между введением

в емкость каждой порции, причем порции формируют в узле загрузки, в котором после формирования порции создают давление выше давления в емкости, а подачу порции в емкость проводят за счет разницы давлений.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем. что обработку материала в емкости проводят в течение 5-30 мин при давлении 2-15 бар.

3.Устройство для непрерывного гидролиза кератинсодержащего материала, включающее удлиненную цилиндрическую емкость, один конец которой соединен с узлом загрузки, а противоположный - с узлом разгрузки, и подсоединенные к емкости;, приспособления для инжекции пара в емкость, сообщенные с системой подачи пара, отличающееся тем, что оно снабжено соединенным с емкостью средством для создания давления в емкости выше у места соединения с узлом загрузки, чем у места соединения с узлом разгрузки, при этом цилиндрическая емкость установлена вертикально, а узлы загрузки и разгрузки выполнены с приспособлениями для открывания и закрывания узла с интервалами.

4.Устройство по п.З, отличаю щее- с я тем, что загрузочный конец цилиндрической емкости расположен выше разгрузочного конца.

5.Устройство по п.З, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что приспособления для инжекции пара в емкости ориентированы в направлении подачи струи пара, перпендикулярном к продольной оси емкости,

6.Устройство по п.З, отличающее- с я тем, что загрузочный узел выполнен в виде емкости высокого давления с впускным и выпускным отверстиями, механизма-. ми их перекрытия и трубопроводами с .клапанами, соединенными с системой подачи пара.

7.Устройство по п.6, отличающее- с я тем, что оно снабжено по крайней мере одним средством для создания вакуума с клапанами управления, соединенным с загрузочным узлом,

8.Устройство по пп.3-7. отличающееся тем, что оно снабжено герметичной емкостью для хранения гидролизованного материала с трубопроводом, посредством которого она соединена с разгрузочным узлом, и емкостью для выпуска материала с отсечным клапаном, через который она соединена с емкостью для хранения гидролизованного материала, причем последняя сообщена трубопроводом с загрузочным узлом.

Использование: в сельском хозяйстве, в маетности в кормопроизводстве изобретения: способ предусматривает подачу материала в емкость и вывод из.нее порционно с интервалами между введением в емкость каждой порции. Последние формируют в узле загрузки, в котором после формирования создают давление выше давления в емкости. Подачу порции в емкость проводят за счет разницы давлений, Обработку материала в емкости проводят в течение 5...30 мин при давлении 2...15 бар. Устройство снабжено соединенным с емкостью 1 средством создания в ней давления выше у места соединения с узлом загрузки 2, чем у места соединения с узлом разгрузки. Цилиндрическая емкость установлена вертикально. Узлы загрузки и разгрузки выполнены с приспособлениями для открывания и закрывания узла с интервалами. 2 с. и СО С