УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОЛИЗА СИНИГРИНА В ОТХОДАХ ГОРЧИЧНО-МАСЛОБОЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для гидролиза токсичного синигрина в твердых отходах, образующихся на стадии прессования семян горчицы в производстве пищевого горчичного масла.
Известна установка для гидролиза синигрина в твердых отходах, содержащая последовательно соединенные реактор с мешалкой, загрузка сырья в который ведется через люк, находящийся в крышке реактора, в люк вставляется воронка с сеткой для предотвращения россыпи сырья и попадания в реактор металлических предметов, конденсатор и фазоразделитель, один из выходов которого связан посредством перелива с реактором, причем во фланцевое соединение штуцера на крышке реактора устанавливается сетка для предотвращения уноса жмыха в конденсатор [Русакова Г.Г. Технологические процессы утилизации токсичных отходов горчично-маслобойного производства / Г.Г. Русакова [и др.]. - Волгоград: Политехник, 2003. - С. 40-42.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата в известной установке, выбранной за прототип, относится периодичность ее работы и большая энергоемкость за счет подачи в реактор с мешалкой сухих, предварительно не обработанных отходов горчично-маслобойного производства, что существенно снижает производительность.
Задачей заявляемой полезной модели является непрерывность отвода гидролизата.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение производительности и снижение энергозатрат на гидролиз синигрина в твердых отходах горчично-маслобойного производства.
Технический результат достигается тем, что установка для гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства, содержащая последовательно соединенные реактор с мешалкой и конденсатор, при этом дополнительно содержит газо-газовый инжектор для нагнетания отходов горчично-маслобойного производства во взвешенном состоянии по нагнетательному трубопроводу в расходный бункер, дозатор для равномерной подачи отходов из расходного бункера в парогазовый инжектор, обеспечивающий нагнетание отходов в смеси с паром по нагнетательному трубопроводу в реактор с мешалкой, соединенный с вертикально установленным над ним конденсатором.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показана общая схема установки для гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства.
Установка для гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства содержит последовательно соединенные нагнетательный трубопровод 1 с газо-газовым инжектором 2, расходный бункер 3, дозатор 4, нагнетательный трубопровод 5 с парогазовым инжектором 6, реактор 7 с мешалкой и вертикально установленный над реактором 7 конденсатор 8, например, типа «труба в трубе», в межтрубное пространство которого осуществляется подача охлаждающей воды.
Установка для гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства работает следующим образом.
Сырье, представляющее собой отходы горчично-маслобойного производства (жмых горчичный, некондиционный горчичный порошок и высевки) поступают на установку в дробленом виде в мешках. Наибольший размер частиц отходов горчично-маслобойного производства не превышает 10 мм.
Дробленые продукты из мешков загружают в приемную воронку газогазового инжектора 2, в котором отходы горчично-маслобойного производства смешиваются с воздухом и во взвешенном состоянии по нагнетательному трубопроводу 1 нагнетаются в расходный бункер 3, наличие которого обеспечивает непрерывную работу установки. Из расходного бункера 3 отходы горчично-маслобойного производства посредством дозатора 4, обеспечивающего равномерную подачу сырья, поступает в приемную воронку парогазового инжектора 5, обеспечивающего предварительную обработку отходов горчично-маслобойного производства паром, размягчая и увлажняя их. Из парогазового инжектора 5 отходы горчично-маслобойного производства в смеси с паром по нагнетательному трубопроводу 6 нагнетаются в реактор 7 с мешалкой, в котором отходы горчично-маслобойного производства нагреваются до температуры не более 70°C подогревом реактора 7 через его стенку. Эфирное горчичное масло характеризуется высокой летучестью (0,0012 мг/л при 20°С), пары его частично отделяются от отходов горчично-маслобойного производства и через штуцер в крышке реактора 7 по трубопроводу поступают вместе с парами воды, создающими избыточное давление в реакторе 7, в конденсатор 8, где конденсируются, а затем самотеком, обеспечивающимся вертикальной установкой конденсатора 8 над реактором 7, сливаются в реактор 7 для увлажнения отходов горчично-маслобойного производства.
Увлажнение отходов горчично-маслобойного производства в реакторе 7 доводится до 25…30% конденсатом, поступающим из конденсатора 8, и паром, подающимся в реактор 7. Контроль влажности отходов горчично-маслобойного производства проводят периодически путем отбора пробы из пробоотборника, установленного внизу цилиндрической части реактора 7 (на чертеже не показан). Содержание влаги в отходах горчично-маслобойного производства определяют аналитически в лаборатории.
Увлажнение и нагрев отходов горчично-маслобойного производства - необходимое и достаточное условие для проводимого в реакторе 7 гидролиза синигрина, содержащегося в отходах горчично-маслобойного производства.
Гидролиз синигрина осуществляется по реакции:
Фермент мирозиназа является неотъемлемой частью семян горчицы и в достаточном количестве присутствует в отходах горчично-маслобойного производства. Без фермента гидролиз синигрина не происходит.
Рабочая среда в реакторе 7 химически агрессивная. В составе реакционной массы находятся: отходы горчично-маслобойного производства, конденсат водяного пара, эфирное горчичное масло.
Пары эфирного горчичного масла имеют чрезвычайно острый запах, сильно раздражающий слизистые оболочки дыхательных путей, вызывают слезоточение. В связи с этим реактор 7 необходимо выполнять из нержавеющей стали с герметичным уплотнением. Давление в реакторе 7 атмосферное, температура - не более 70°C. Избыточное давление в реакторе 5 не допускается, для чего газовое пространство реактора 7 трубопроводом соединено с конденсатором 6, работающим под атмосферным давлением.
Длительность пребывания отходов горчично-маслобойного производства в реакторе 7 должна быть не менее 15 минут. После завершения гидролиза синигрина отходы горчично-маслобойного производства, содержащие эфирное горчичное масло, из реактора 7 транспортируются по трубопроводу на стадию извлечения эфирного масла (на чертеже не показана).
Данные по энергозатратам на одну тонну перерабатываемых отходов горчично-маслобойного производства в прототипе и в заявляемой установке приведены в таблице.
Таблица.
- Энергозатраты в прототипе и в заявляемой установке
Показатель
В прототипе
В заявляемой установке
Расход пара, m
1,6
0,82
Расход воды, w
5,1
0,48
Расход электроэнергии. кВт/час
7,2
5,5
Данные по расходам пара, воды и электроэнергии для установки прототипа и заявляемой установки для гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства подтверждают значительное снижение энергозатрат, а значит и увеличение производительности заявляемой установки, что обеспечивается предварительной обработкой отходов горчично-маслобойного производства паром, подаваемым в нагнетательный трубопровод 5 парогазовым инжектором 6, увлажнением отходов горчично-маслобойного производства в реакторе 7 конденсатом, поступающим из конденсатора 8, равномерностью подачи отходов горчично-маслобойного производства, обеспечиваемой дозатором 4, и непрерывностью работы установки для гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства, обусловленной наличием последовательно соединенных между собой нагнетательного трубопровода 1 с газо-газовым инжектором 2 и расходного бункера 3.