поточная линия для производства белково-витаминного продукта

Формула изобретения

1. Поточная линия для производства белково-витаминного продукта, включающая магистрали для подвода послеспиртовой барды и отвода твердых и жидких продуктов ее переработки, и связанные между собой средствами межоперационной передачи промежуточную емкость, устройство для обезвоживания, сушилку, устройство для концентрирования фильтрата, расположенное на выходе магистрали для отвода жидких продуктов переработки, гранулятор и сборник готовой продукции, отличающаяся тем, что устройство для обезвоживания выполнено в виде вакуумного фильтра, а устройство для концентрирования фильтрата - в виде сепаратора, кроме этого линия снабжена испарителем и барометрическим конденсатором с магистралью подвода воды, устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твердыми продуктами, вентиляционной камерой и, по меньшей мере, одним циклоном, при этом испаритель и барометрический конденсатор расположены на магистрали подвода вакуума между вакуумным фильтром и его вакуумным насосом, магистраль отвода жидких продуктов переработки связана с испарителем и выполнена в виде затвора, включающего промежуточную емкость для жидких продуктов переработки, устройство подвода-отвода горячего сухого воздуха расположено на магистрали отвода твердых продуктов переработки, а вентиляционная камера расположена между гранулятором и сборником готовой продукции, при этом один из входов, по меньшей мере, одного циклона связан с вентиляционной камерой через вентилятор, второй вход, через другой вентилятор, связан с сушилкой, третий вход связан с устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, а выход циклона связан с гранулятором.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что вакуумный фильтр выполнен со сходящим полотном и системой непрерывной регенерации ткани.

3. Линия по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена смесителем, расположенным перед гранулятором и связанным с сепаратором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к технологическим процессам переработки отходов спиртового производства.

Известен технологический процесс низкотемпературного обезвоживания веществ в вакууме [Описание изобретения к патенту РФ 2134854, F 26 В 5/06, опубл. 20.08.1999, Бюл. 23] . Процесс осуществляется в вакуумном объеме, в котором размещены держатель обрабатываемого вещества, нагреватель, конденсатор, сборник конденсата и теплообменник.

Технологический процесс отличается значительной сложностью и крайне низкой производительностью.

Известен технологический процесс утилизации мелассной барды [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 357216, С 12 F 3/10, опубл. 31.10.1972, Бюл. 33]. Цепочка оборудования включает смеситель, центрифугу, дефекатор, вторую центрифугу, сатуратор, ионитную установку, аэротенку и отстойник. Продуктами утилизации являются органические удобрения, очищенная вода и полуфабрикаты для получения глютамина натрия и бетаина.

Данный процесс можно рассматривать как альтернативу распространенной и популярной (преимущественно за рубежом) технологии выпаривания послеспиртовой барды.

Известна типовая схема получения белково-витаминного продукта, заключающаяся в сушке послеспиртовой барды [Фукс А.А. Технология спиртового производства. - М.: Пищепромиздат, 1951, стр.483-488, 534-536, рис.147]. Оборудование для сушки включает установленные в технологической последовательности скребковый транспортер, на котором отделяется главная масса воды, фильтровальный аппарат и сушильный барабан. Для утилизации всей жидкой части барды предусмотрена возможность использования выпарных аппаратов.

Процесс сушки послеспиртовой барды отличается большой энергоемкостью и малой производительностью, вследствие чего в настоящее время он заменен более экономичными и производительными способами.

Известен способ изготовления высококачественного корма для животных [Описание изобретения к патенту США 4552775, НКИ 426/624, опубл. 12.11.1985] , который осуществлен на поточной линии, включающей магистрали для подвода послеспиртовой барды и отвода твердых и жидких продуктов ее переработки и связанные между собой средствами межоперационной передачи сушилку, просеивающее устройство и барабан, в котором смешивается часть высушенного продукта со свежей бардой, поступающей из отпарной колонны, таким образом, одна часть белково-витаминного продукта отводится на упаковку, а другая возвращается обратно в техпроцесс. Очевидно, что применение такой технологии в условиях периодических остановок спиртового производства, например, для проведения профилактических мероприятий и т.д., требует значительных затрат на его повторный запуск, при этом обеспечить непрерывность производственного цикла будет затруднительно.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому изобретению будет поточная линия, реализующая способ производства кормовой добавки для скота (белково-витаминный продукт) [Описание изобретения к патенту США 5260089, НКИ 426/624, опубл. 09.11.1993], включающая магистрали для подвода послеспиртовой барды и отвода твердых и жидких продуктов ее переработки и связанные между собой средствами межоперационной передачи устройство для обезвоживания, выполненное в виде центрифуги, сушильный барабан, связанное с ним устройство для концентрирования фильтрата, выполненное в виде испарителя, расположенного на выходе магистрали для отвода жидких продуктов переработки, гранулятор и сборник готовой продукции.

На сегодняшний день данная технология является наиболее совершенной, однако к ее главным недостаткам можно отнести ограниченные технологические возможности в части увеличения производительности линии, например, вызывает сомнение возможность использования этой технологии на спиртзаводах с производительностью 4-6 тыс. дал/сут. Также центрифуги в качестве устройств для обезвоживания не обеспечивают достаточную степень выделения твердых продуктов из послеспиртовой барды, что требует дальнейшего выпаривания жидкой фракции для отделения оставшихся сухих веществ, а это делает процесс производства белково-витаминного продукта весьма энергоемким. Кроме этого, при обеспечении большой производительности линии требуется использование множества центрифуг, что приводит к значительному шуму, отрицательно влияющему на условия труда обслуживающего персонала.

Задача, решаемая первым изобретением группы, заключается в дальнейшем расширении эксплуатационных и технологических возможностей поточной линии для производства белково-витаминного продукта.

Техническим результатом будет увеличение производительности линии, повышение надежности ее работы, снижение энергоемкости производства и улучшение качества белково-витаминного продукта. Дополнительно улучшатся условия труда обслуживающего персонала.

Для решения поставленной задачи в известной поточной линии для производства белково-витаминного продукта, включающей магистрали для подвода послеспиртовой барды и отвода твердых и жидких продуктов ее переработки и связанные между собой средствами межоперационной передачи промежуточную емкость, устройство для обезвоживания, сушилку, устройство для концентрирования фильтрата, расположенное на выходе магистрали для отвода жидких продуктов переработки, гранулятор и сборник готовой продукции, устройство для обезвоживания выполнено в виде вакуумного фильтра, а устройство для концентрирования фильтрата - в виде сепаратора, кроме этого линия снабжена испарителем и барометрическим конденсатором с магистралью подвода воды, устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твердыми продуктами, вентиляционной камерой и, по меньшей мере, одним циклоном, при этом испаритель и барометрический конденсатор расположены на магистрали подвода вакуума между вакуумным фильтром и его вакуумным насосом, магистраль отвода жидких продуктов переработки связана с испарителем и выполнена в виде затвора, включающего промежуточную емкость для жидких продуктов переработки, устройство подвода-отвода горячего сухого воздуха расположено на магистрали отвода твердых продуктов переработки, а вентиляционная камера расположена между гранулятором и сборником готовой продукции, при этом один из входов, по меньшей мере, одного циклона связан с вентиляционной камерой через вентилятор, второй вход через другой вентилятор связан с сушилкой, третий вход связан с устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, а выход циклона связан с гранулятором.

Кроме этого:

- вакуумный фильтр выполнен со сходящим полотном и системой непрерывной регенерации ткани;

- линия снабжена смесителем, расположенным перед гранулятором и связанным с сепаратором.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена общая схема поточной линии для производства белково-витаминного продукта.

Поточная линия для производства белково-витаминного продукта включает магистрали 1, 2 и 3 для подвода послеспиртовой барды (1) и отвода твердых (2) и жидких (3) продуктов ее переработки и связанные между собой средствами межоперационной передачи (разнообразные транспортеры, например шнековые, ленточные, трубопроводы и т. д. , показаны условно в виде заканчивающихся стрелками линий) промежуточную емкость 4, устройство 5 для обезвоживания, сушилку 6, устройство 7 для концентрирования фильтрата, расположенное на выходе магистрали 3 для отвода жидких продуктов переработки, гранулятор 8 и сборник 9 готовой продукции.

В соответствии с изобретательским замыслом устройство 5 для обезвоживания выполнено в виде вакуумного фильтра 5, например, со сходящим полотном и системой непрерывной регенерации ткани и вакуумного насоса 10. Вакуумные фильтры 5 выпускаются серийно предприятиями России, при этом из уровня техники неизвестно об их применении в спиртовой промышленности для разделения послеспиртовой барды на твердую и жидкую фракции, что, очевидно, связано с необходимостью разрешения существующих противоречий технического характера. Устройство 7 для концентрирования фильтрата выполнено в виде сепаратора 7, кроме этого, линия снабжена испарителем 11 и барометрическим конденсатором 12 с магистралью 13 подвода воды, устройством 14 подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твердыми продуктами - так называемая предварительная (или подготовительная) сушка, вентиляционной камерой 15 и, по меньшей мере, одним циклоном 16.

Испаритель 11 и барометрический конденсатор 12 расположены на магистрали 17 подвода вакуума между вакуумным фильтром 5 и вакуумным насосом 10, магистраль 3 отвода жидких продуктов переработки связана с испарителем 11 и выполнена в виде затвора 18, включающего промежуточную емкость 19 для жидких продуктов переработки, устройство 14 подвода-отвода горячего сухого воздуха расположено на магистрали 2 отвода твердых продуктов переработки с вакуумного фильтра 5 перед сушилкой 6, а вентиляционная камера 15 расположена между гранулятором 8 и сборником 9 готовой продукции.

Интенсификация процессов сушки предусматривает использование и перемещение больших объемов воздуха, вместе с которым может перемещаться весьма большое количество (до 10%) легких сухих фракций белково-витаминного продукта, которые необходимо улавливать. Для этого один из входов 20, по меньшей мере, одного циклона 16 связан с вентиляционной камерой 15 через вентилятор 21, второй вход 22 (или вход второго циклона условно не показаны) через другой вентилятор 23 связан с сушилкой 6, третий вход 24 (или второй вход второго циклона, или вход третьего циклона также условно не показаны) связан с устройством 14 подвода-отвода горячего сухого воздуха, а выход 25 циклона 16 (или выходы упомянутых в качестве альтернативы и условно не показанных циклонов) связан с гранулятором 8.

Эксплуатационные возможности линии дополнительно расширяются после ее оснащения смесителем 26, который необходимо расположить перед гранулятором 8 и связать с сушилкой 6 и сепаратором 7.

Работу линии рассмотрим на примере.

Послеспиртовая, например зерновая, барда из брагоперегонного аппарата (условно не показан) по магистрали 1 поступает в промежуточную емкость 4, где аккумулируется в необходимом для бесперебойной работы устройства 5 объеме. В качестве устройства 5 для обезвоживания взят вакуумный фильтр типа БОП со сходящим полотном и системой непрерывной регенерации ткани производства российского предприятия "Уралхиммаш" из г. Екатеринбурга, предназначенный для фильтрации отличных от послеспиртовой барды продуктов.

После вакуумного фильтра 7 послеспиртовая барда разделяется на два потока, один из которых включает твердый продукт, а другой - жидкий, т.н. фильтрат. Твердый продукт выглядит как рыхлая масса с влажностью от 40% до 80%. Фильтрат включает в себя 2-4% сухих веществ, часть которых находится во взвешенном состоянии, а часть растворена.

Работу фильтра 7 обеспечивает вакуумный насос 10. Для получения более глубокого вакуума магистраль 3 оснащена испарителем 11 и барометрическим конденсатором 12. Магистраль 3 на выходе из испарителя включает затвор 18, который выполнен в виде достаточно длинной вертикально установленной трубы, нижний конец которой опущен в промежуточную емкость 19 с фильтратом. Такое техническое решение позволяет достаточно простым способом получить величину вакуума, достигающую минус 0,95 атм, в отличие от простого использования вакуумного насоса 10, который обеспечивает около минус 0,6 атм.

С полотна вакуумного фильтра 5 твердый продукт при помощи средства межоперационной передачи (это, как правило, шнековый транспортер) подается на сушилку 6, например роторно-барабанную. До этого твердый продукт по мере перемещения транспортером взаимодействует с горячим сухим воздухом. Устройство 14 обеспечивает эту возможность за счет, например, обычного обдува движущегося и перемешиваемого продукта или обдува непосредственно на выходе с полотна и т.д. Продукт после такой предварительной обработки теряет до 5% влаги, представляя собой в идеале небольшой комочек, мокрый изнутри и покрытый сухой или относительно сухой корочкой снаружи, после чего он поступает в сушилку 6, значительно увеличивая ее производительность и улучшая условия работы, т. к. существенно замедляет процесс образования карамели на ее стенках. После сушилки 6 продукт имеет влажность 20-25% и его можно подвергать грануляции в устройстве 8. Из гранулятора 8 продукт попадает в вентиляционную камеру 15, где доводится до содержания влаги 10-14%, после чего он поступает в сборник 9 готовой продукции, упаковывается на устройстве 27, например, в мешки или насыпается россыпью в запирающуюся тару и отвозится на склад или потребителю. Содержание протеина в готовом продукте может достигать 40%.

Некоторое количество сухих веществ (до 2,5%) остается в фильтрате. В прошлом данный продукт по магистрали 3 отводился, как правило, в отстойник и лишь частично в разварники (условно не показаны), заменяя около 75% воды, добавляемой к зерну. По этой причине поточная линия оснащена устройством для концентрирования фильтрата - сепаратором 7, установленным на выходе 28 магистрали 3. Сепаратор 7 позволяет дополнительно выделить из фильтрата до 2% сухих веществ, которые в виде кашицы с содержанием влаги до 75% могут использоваться как самостоятельный продукт с содержанием протеина до 54% либо поступать в технологический процесс - смеситель 26, где после смешивания с твердым продуктом происходит обогащение последнего протеином до его содержания, например, 44% и выше. В этом случае на гранулятор поступает более влажный исходный продукт. Гранулы товарного продукта становятся более плотными и тяжелыми.

Для увеличения выхода продукта отработанный воздух из устройств 14, 6 и 15 проходит через воздухоочиститель циклонного типа - циклон 16, в котором отделяются твердые частицы белково-витаминного продукта, поступающие в дальнейшем в гранулятор 8. В атмосферу выбрасывается практически чистый воздух. Для интенсификации очистки вентиляционная камера 15 и сушилка 6 дополнительно снабжены вентиляторами 21 и 23.

Реализация изобретения позволяет получить белково-витаминный продукт, отличающийся высоким качеством, при этом технологическая линия может быть оснащена оборудованием, обеспечивающим необходимую производительность спиртовых заводов, например вакуумным фильтром 5 соответствующей производительности, или их необходимым количеством. Технология, реализованная поточной линией, сводит до минимума вред, наносимый окружающей природной среде. Все это позволяет сделать вывод о том, что изобретение займет достойное место среди технологий, обеспечивающих утилизацию послеспиртовой барды.