СПОСОБ СУШКИ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН С ВВОДОМ СТАБИЛИЗАТОРА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR OILSEED DRYING ENVISAGING STABILISER ADDITION AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к пищевой и комбикормовой промышленности и может быть использовано при обработке масличных семян с целью подготовки их для пищевых и кормовых целей, а также их хранения.
7
Известен способ стабилизации ферментной активности пшеничных зародышей [Патент РФ №2259746, МПК А23В 9/24, 9/16. Способ стабилизации ферментной активности пшеничных зародышей. / А.А.Шевцов, Т.В.Зяблова, О.А.Бондаренко, B.C.Капранчиков, Е.А.Черникова №2004106496/13; Заявлено 04.03.2004; Опубликовано 10.09.2005. Бюллетень №25], предусматривающий обработку стабилизатором (фумаровой кислотой) путем смешивания предварительно подогретых до температуры 48…52°С пшеничных зародышей с последующим охлаждением до температуры 5…10°С, причем нагревание и охлаждение зародышей осуществляется в потоке воздуха с образованием замкнутого цикла.
Однако известный способ имеет следующие недостатки:
- не предусматривает сушку исходного продукта в кипящем слое, способствующую более интенсивному удалению влаги из продукта;
- не позволяет достичь высокой эффективности проведения процесса стабилизации продукта, вследствие того, что отсутствуют повторяющиеся стадии его обработки;
- не обеспечивает равномерного смешивания стабилизатора и исходного продукта, так как не предусмотрено их постадийное смешивание с использованием предсмеси;
- является энергоемким, вследствие использования парокомпрессионной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса;
- узкая область его использования, так как в качестве исходного продукта могут быть только пшеничные зародыши.
Технической задачей изобретения является интенсификация и снижение энергетических затрат процесса обработки исходного продукта, повышение эффективности процесса стабилизации продукта и расширение области применения предлагаемого способа.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ сушки масличных семян с вводом стабилизатора, характеризующийся тем, что он предусматривает 2-х стадийную обработку исходного продукта, при этом первая и вторая стадии включают его сушку воздухом, последующую стабилизацию ферментативной активности путем смешивания исходного продукта с наполнителем, содержащим 0,2% стабилизатора, затем полученную смесь охлаждают воздухом, причем на первой стадии исходный продукт предварительно сушат в кипящем слое при скорости воздуха 1,8…2 м/с, температуре 55…60°С, влагосодержании 0,005…0,006 кг/кг, смешивают подсушенный продукт в течение 4-10 мин с наполнителем, содержащим 0,2% стабилизатора, который подают в количестве 3,0% от исходного продукта, а затем полученную смесь предварительно охлаждают в плотном движущемся слое продукта при скорости воздуха 0,8…1,0 м/с, температуре 11…13°С, влагосодержании 0,005…0,006 кг/кг, вторую стадию обработки продукта повторяют при тех же режимных параметрах за исключением того, что наполнитель, содержащий 0,2% стабилизатора, на смешивание подают в количестве 2,0% от исходного продукта, а скорость воздуха на этапах окончательной сушки и окончательного охлаждения составляет соответственно 1,1…1,3 и 0,5…0,7 м/с.
Установка для сушки масличных семян с вводом стабилизатора, состоящая из последовательно соединенных камеры предварительной сушки исходного продукта, смесителя, камеры предварительного охлаждения полученной смеси, причем камеры предварительной сушки и предварительного охлаждения содержат наклонные перфорированные решетки, а рабочим органом смесителя является шнек, и аналогично для второй стадии обработки продукта: камеры окончательной сушки, смесителя и камеры окончательного охлаждения, а также абсорбционной холодильной установки, используемой для подготовки воздуха, подаваемого в камеры предварительной и окончательной сушки и в камеры предварительного и окончательного охлаждения, которая включает кипятильник, конденсатор, испаритель, абсорбер, насос и терморегулирующие вентили, вентиляторов для подачи отработанного воздуха из камер сушки и охлаждения в абсорбционную холодильную установку с образованием замкнутого контура, установка снабжена влагоотделителем и регуляторами скорости.
На чертеже представлена установка для осуществления способа сушки масличных семян с вводом стабилизатора.
Установка содержит камеры предварительной и окончательной сушки 1, 4 с наклонными перфорированными решетками 7, 10, смесители 2, 5 с шнеками 8, 11, камеры предварительного и окончательного охлаждения 3, 6 с наклонными перфорированными решетками 9, 12, вентиляторы 13, 14, абсорбционную холодильную машину 15, состоящую из кипятильника 16, конденсатора 17, испарителя 18, абсорбера 19, насоса 20, терморегулирующих вентилей 21, 22, а также влагоотделитель 23 и регуляторы скорости воздуха 24-27.
Предлагаемый способ сушки масличных семян с вводом стабилизатора реализуется в установке следующим образом.
Исходный продукт подают в камеру предварительной сушки 1, где осуществляют его высушивание в кипящем слое при скорости воздуха 1,8…2 м/с на наклонной перфорированной решетке 7. Воздух, поступающий в камеру 1 из конденсатора 17 абсорбционной холодильной машины 15, имеет температуру 55…60°С и влагосодержание 0,005…0,006 кг/кг. Камера 1 снабжена патрубком и дозатором, которые обеспечивают непрерывную подачу в нее исходного продукта. Далее подсушенный продукт направляют в смеситель 2, куда одновременно в непрерывном режиме подают в количестве 3,0% от исходного продукта наполнитель, содержащий 0,2% стабилизатора. В качестве наполнителя используют тот же вид масличных семян, что и исходный продукт. Для каждого вида масличных семян применяют соответствующий вид стабилизатора. Смешивание в смесителе 2 осуществляют в течение 4-10 мин шнеком 8. Затем полученную смесь охлаждают в камере предварительного охлаждения 3 в плотном движущемся слое продукта на наклонной перфорированной решетке 9 при скорости воздуха 0,8…1,0 м/с. Воздух, поступающий в камеру 3 из испарителя 18 абсорбционной холодильной машины 15, имеет температуру 11…13°С и влагосодержание 0,005…0,006 кг/кг. На этом первую стадию обработки продукта заканчивают.
Затем подсушенный и охлажденный продукт в непрерывном режиме последовательно направляют в камеру окончательной сушки 4, снабженную наклонной перфорированной решеткой 10, в смеситель 5, снабженный шнеком 11, и в камеру окончательного охлаждения 6, снабженную наклонной перфорированной решеткой 12. При этом вторую стадию проводят при тех же режимных параметрах, что и первую, за исключением того, что наполнитель, содержащий 0,2% стабилизатора, на смешивание в смеситель 5 подают в количестве 2,0% от исходного продукта, а скорость воздуха на этапах окончательной сушки и окончательного охлаждения в камерах 4 и 6 составляет соответственно 1,1…1,3 и 0,5…0,7 м/с.
Проведение процесса сушки масличных семян с вводом стабилизатора в две стадии обусловлено тем, что в настоящее время стабилизацию осуществляют или термической обработкой, или воздействием антиоксидантов и консервантов. В первом случае недостатком являются высокие температуры при термической обработке, а во втором - значительный расход химических реактивов. В предлагаемом способе используется комбинированное воздействие на масличные семена при максимально возможной температуре без ущерба качеству готового продукта за счет его сушки в кипящем слоя и минимальное количество реагента. В результате этого достигается интенсификация процесса обработки исходного продукта при максимальной эффективности процесса стабилизации. Двухстадийное охлаждение масличных семян позволяет достичь нулевой активности содержащихся в них ферментов и уже готовый продукт засыпать в хранилище и исключить возможность возникновения процессов, приводящих к снижению его качества при хранении.
Использование в предлагаемом способе на этапах смешивания наполнителя со стабилизатором позволяет достичь равномерного его смешивания с исходным продуктом. В противном случае ввод стабилизатора непосредственно в исходный продукт (в данном случае это 0,0001% стабилизатора к исходному продукту), очевидно, не позволит достичь требуемой равномерности смеси.
Уменьшение количества подаваемого в смеситель 5 наполнителя со стабилизатором с 3,0% на первой стадии до 2,0% на второй стадии к исходному продукту определяется влажностью масличных семян. На первой стадии, когда влажность масличных семян еще достаточно высока, соответственно, более высока и активность ферментов, содержащихся в них.
Снижение скорости воздуха на второй стадии обработки в камерах окончательной сушки 4 и окончательного охлаждения 6 соответственно с 1,8…2,0 м/с до 1,1…1,3 м/с и с 0,8…1,0 м/с до 0,5…0,7 м/с обусловлено возможностью уноса семян с отработанным воздухом в результате их усадки в процессе сушки и охлаждения.
Отработанный воздух при помощи вентилятора 14 направляют из камер предварительной и окончательной сушки 1, 4 и камер предварительного и окончательного охлаждения 3, 6 в испаритель 18 абсорбционной холодильной установки 15, работающей в режиме теплового насоса, где происходит подготовка воздуха, используемого для сушки и охлаждения продукта со стабилизатором.
Абсорбционная холодильная установка 15 работает по следующему термодинамическому циклу. В испарителе 18 происходит испарение хладагента (воды) при температуре 7…8°С за счет теплоты, отводимой от отработанного воздуха, который затем используют для охлаждения смеси продукта и стабилизатора в камерах 3, 6. Образующиеся водяные пары поглощаются в абсорбере 19 абсорбентом, например бромидом лития, в который также подают воду. Полученный концентрированный водный раствор бромида лития (рабочее вещество) перекачивают насосом 20 в кипятильник 16, где за счет рекуперативного теплообмена пар отдает свою теплоту хладагенту, в результате чего хладагент переходит в парообразное состояние, а оставшийся раствор возвращается через терморегулирующий вентиль 21 в абсорбер 19. Пары хладагента из кипятильника 16 направляют в конденсатор 17, где они конденсируются и отдают теплоту воздуху, который используют в камерах 1, 4. Затем хладагент подают через терморегулирующий вентиль 22, в котором хладагент дросселируется до заданного давления, из конденсатора 17 в испаритель 18, где происходит его кипение. Далее термодинамический цикл повторяется.
Проходя через испаритель 18, отработанный воздух охлаждается, а влага, находящаяся в нем, конденсируется. В случае, когда капли влаги, находящиеся в воздухе, не успевают сконденсироваться на рабочей поверхности испарителя 18, предусмотрен влагоотделитель 23, обеспечивающий отделение влаги от воздуха. Далее охлажденный до температуры 7…8°С и осушенный до влагосодержания 0,005…0,006 кг/кг воздух делят на два потока. Один в свою очередь тоже делят на два потока и направляют в камеры предварительного и окончательного охлаждения 3, 6. При этом скорость в каждой из этих камер устанавливают с помощью регуляторов 26 и 27. Другой поток воздуха вентилятором 13 подают в конденсатор 17 адсорбционной холодильной установки 15 для нагрева. Нагретый до температуры 55…60°С воздух направляют двумя потоками в камеры предварительной и окончательной сушки 1 и 4. Требуемую скорость в этих камерах устанавливают регуляторами 24 и 25.
Таким образом, предлагаемый способ сушки масличных семян с вводом стабилизатора и установка для его осуществления позволяют интенсифицировать и снизить энергетические затраты на процесс обработки исходного продукта, повысить эффективность процесса стабилизации продукта и расширить область применения.
Пример.
Сушка семян льна с вводом стабилизатора осуществлялась на установке в условиях ОАО «ВНИИКП». Производительность по готовому продукту составляла 6 т/ч.
Исходные семена льна с влажностью, равной 18%, направляются в камеру предварительной сушки, где происходит их высушивание воздухом до влажности 14% в кипящем слое. При этом скорость воздуха составила 1,9 м/с, температура 57°С, а влагосодержание 0,005 кг/кг. Количество испаряемой влаги из исходного продукта в камере предварительной сушки составляет 240 кг/ч.
Далее подсушенный продукт подается в смеситель, в который одновременно поступает наполнитель, содержащий 0,2% стабилизатора, в количестве 3,0% от исходного продукта. В качестве стабилизатора используется эндокс. Смешивание осуществляется в течение 4 мин, после чего полученная смесь направляется в камеру предварительного охлаждения, где происходит охлаждение воздухом в плотном движущемся слое продукта при скорости воздуха 0,9 м/с, температуре 12°С и влагосодержании 0,005 кг/кг. При этом влажность продукта снижается до 12%, а количество удаляемой влаги с отработанным воздухом составляет 120 кг/ч.
Затем продукт поступает в камеру окончательной сушки, где происходит его высушивание воздухом до влажности 10% в кипящем слое. При этом скорость воздуха составила 1,2 м/с, температура 57°С, а влагосодержание 0,005 кг/кг. Количество испаряемой влаги в камере окончательной сушки составляет 112,8 кг/ч.
Далее подсушенный продукт подается в смеситель, в который одновременно поступает наполнитель, содержащий 0,2% стабилизатора, в количестве 2,0% от исходного продукта. Смешивание осуществляется в течение 4 мин, после чего полученная смесь направляется в камеру окончательного охлаждения, где происходит охлаждение воздухом в плотном движущимся слое продукта при скорости воздуха 0,6 м/с, температуре 12°С и влагосодержании 0,005 кг/кг. При этом влажность продукта снижается до 9%, а количество удаляемой влаги с отработанным воздухом составляет 55,27 кг/ч.
Количество влаги, испарившейся из продукта на первой и второй стадиях, уносится с отработанным воздухом и направляется в испаритель адсорбционной холодильной установки, в которой происходит конденсация этой влаги на рабочей поверхности.
Преимущества предлагаемого способа следуют из полученных результатов, приведенных в таблице.
Наименование показателей качества
Способ
Время хранения, мес
Начало
1
2
3
4
5
Общая обсемененность, КОЕ/г
Известный
5,5·10<sup>3</sup>
6,8·10<sup>3</sup>
8,7·10<sup>3</sup>
9,4·10<sup>3</sup>
16,3·10<sup>3</sup>
20,2·10<sup>3</sup>
Предлагаемый
5,5·10<sup>3</sup>
1,6·10<sup>3</sup>
1,1·10<sup>3</sup>
0,8·10<sup>3</sup>
1,2·10<sup>3</sup>
1,5·10<sup>3</sup>
Кислотное число масла в мг КОН на 1 г масла
Известный
1,25
1,56
2,87
4,56
6,88
8,02
Предлагаемый
1,25
1,28
1,94
2,07
2,74
3,56
3
Как видно из таблицы, уменьшение общей обсемененности в предлагаемом способе на 4,0·10 КОЕ/г и незначительное увеличение кислотного числа в предлагаемом способе на 2,31 мг КОН на 1 г масла позволило увеличить сроки хранения семян льна.