ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВО-ВИТАМИННОГО ПРОДУКТА

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим процессам переработки отходов спиртового и сахарного производства и может использоваться в при производстве кормов для сельскохозяйственных животных из спиртовой барды, пивной дробины или свекловичного жома.
Из описания к патенту Российской Федерации №2238492, МПК7 F 26 B 17/04, публ. 2004 г. известна сушильная установка предназначенная для сушки, в том числе, свекловичного жома. Эта сушильная установка содержит несколько ленточных конвейеров, установленных параллельно друг над другом в камере, пальцевые ворошители, приводной механизм, систему подвода тепла к продукту сушки, пульт управления и раскладчик для равномерного распределения продукта сушки на верхнюю рабочую ветвь ленты конвейера, при этом соседние конвейеры установлены с возможностью вращения лент в противоположных направлениях, нечетные ряды конвейеров смещены в сторону раскладчика по длине на одинаковую величину, а в зонах перекантовки установлены экранирующие щитки, причем для подачи теплоносителя в сушильную камеру предусмотрены две магистрали в противоход высушиваемому материалу, первая магистраль направлена на выход третьего конвейера, а вторая магистраль - на выход последнего конвейера в зоне выгрузного окна. Недостаток этой сушильной установки - низкая эксплуатационная надежность и не достаточно высокое качество продукта.
Известные сушилки зерна и сыпучих материалов (см. например патенты Российской Федерации на изобретения №№2146032, 2159403, 2201566 и Патенты Российской Федерации на полезные модели №№40449, 40448) имеют общий недостаток - они не пригодны для обработки продукта с повышенной влагонасыщенностью (более 60%).
В патенте Российской Федерации №2244439, МПК7 А 23 К 1/06, публ. 2005 г. описана технологическая линия сушки суспензии послеспиртовой барды, включающая в себя насос, отбирающий барду непосредственно с производства и подающий по трубопроводу в осветлитель, где происходит принудительная фильтрация поступающей барды с получением фильтрата и осадка, трубный коллектор, подключенный к выходу фильтрата осветителя и разделяющий фильтрат на два потока в соотношении 1:2, из которых меньший возвращается в производство, коагулятор, подключенный к выходу коллектора с большим диаметром, смеситель, который подключен к выходам осадка осветлителя и коагулятора и в котором происходит перемешивание осадков с кормовыми добавками и минеральными добавками, транспортер, подающий смесь из смесителя в сушилку, и транспортер, подающий просушенную массу из сушилки в уплотнитель - формователь сыпучих кормов. Недостаток этой линии - ограниченные технологические возможности и невысокая производительность вследствие ограниченной скорости фильтрации.
В патенте США №4552775, НКИ 426/624, публ. 1985 г. описана поточная линия для производства высококачественного корма для животных, включающая 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. Недостаток такой поточной линии - невысокая производительность вследствие ограниченной пропускной способности просеивающего устройства, барабана и сушилки.
Такой же недостаток имеет и поточная линия, реализующая способ производства кормовой добавки для скота 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 (см. описание к патенту США №5260089, НКИ 426/624, публ. 1993 г.).
Из описания к патенту Российской Федерации №2217490, МПК7 C 12 F 3/00, 3/10, публ. 2003 г. известна 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 (разнообразные транспортеры, например, шнековые, ленточные, трубопроводы) 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. Недостаток этой поточной линии - невысокая производительность из-за ограниченной пропускной способности устройства для обезвоживания, выполненного в виде вакуумного фильтра. Кроме того, наличие сушилки, в которой сушка производится сухим горячим воздухом, приводит к снижению биологической ценности белково-витаминного продукта вследствие высоких температур сушки, а из-за высокой скорости сушильного агента возникает необходимость использования циклона для его очистки.
Технический результат от использования полезной модели - повышение производительности поточной линии для производства белково-витаминного продукта.
Указанный технический результат достигается тем, в поточной линии для производства белково-витаминного продукта, включающей магистрали для подвода отходов пищевой промышленности и отвода твердых и жидких продуктов их переработки и связанные между собой средствами межоперационной передачи промежуточную емкость, устройство для обезвоживания, сушилку, гранулятор и сборник готовой продукции, устройство для обезвоживания выполнено в виде шнекового пресс-сепаратора, а сушилка содержит
приемный бункер с датчиками верхнего и нижнего уровня, вертикальную камеру СВЧ-сушки с датчиком температуры и выпускной бункер, при этом магистраль для подвода отходов пищевой промышленности подключена к промежуточной емкости, которая первым средством межоперационной передачи связана со шнековым пресс-сепаратором, в котором первый выход связан с магистралью отвода жидкого продукта, второй через средство межоперационной передачи с приемным бункером сушилки, к выпускному бункеру которой подключен гранулятор, а сборник готовой продукции через средство межоперационной передачи связан с гранулятором. Вертикальная камера СВЧ-сушки содержит СВЧ-генераторы, каждый из которых помещен в кожух с входным и выходным патрубками и выполнен из нескольких, два и более, маломощных магнетронов с индивидуальными источниками питания, вытяжной вентилятор, два нагнетательных вентилятора и теплогенератор, и по ходу движения высушиваемого материала разделена на зону отвода сушильного агента, зону СВЧ-нагрева, зону теплового нагрев и удаления влаги и зону охлаждения, СВЧ-генераторы установлены на широких стенках сушильной камеры с противоположных сторон зоны СВЧ нагрева, к входным патрубкам каждого из кожухов СВЧ-генератора подключен нагнетательный вентилятор, выходной патрубок кожуха первого СВЧ-генератора соединен с входом теплогенератора, выход которого подключен к патрубку ввода сушильного агента в зону теплового нагрева и удаления влаги сушильной камеры, выходной патрубок кожуха второго СВЧ-генератора соединен с патрубком ввода сушильного агента в зону охлаждения сушильной камеры, патрубок отвода воздуха из которой соединен с атмосферой, при этом в зоне отвода сушильного агента размещены Λ-образные короба, связанные с вытяжным вентилятором, в зоне теплового и удаления влаги - Λ-образные короба, связанные с патрубком ввода сушильного агента в эту зону, в зоне охлаждения - Λ-образные короба, связанные с патрубком ввода воздуха в зону охлаждения и Λ-образные короба, связанные с патрубком отвода воздуха из секции охлаждения.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 приведена структурная схема заявленной поточной линии для производства белково-витаминного продукта, на фиг.2 - схематично изображена конструкция сушилки. На фиг.1 и 2 цифрами пронумерованы:
1 - магистраль для подвода отходов пищевой промышленности;
2 - промежуточная емкость;
3-1 ... 3-3 - средства межоперационной передачи;
4 - шнековый пресс-сепаратор;
5 - приемный бункер сушилки;
6 - вертикальная камера СВЧ-сушки;
7 - выпускной бункер сушилки;
8 - блок управления;
9 - сигнальная шина датчиков верхнего и нижнего уровня приемного бункера;
10 - сигнальная шина датчика температуры вертикальной сушильной СВЧ-камеры;
11 - гранулятор;
12 - сборник готовой продукции;
13 - магистраль отвода жидких продуктов;
14 - магистраль отвода твердого продукта;
15 - устройство перемешивания в промежуточной емкости;
16 - СВЧ-генераторы;
17 - нагнетательные вентиляторы;
18 - теплогенератор;
19 - вытяжной вентилятор;
20 - Λ-образные короба подвода и отвода сушильного агента;
21 - датчик верхнего уровня приемного бункера сушилки;
22 - датчик нижнего уровня приемного бункера сушилки;
23 - датчик температуры в вертикальной камере СВЧ-сушки;
24 - шлюзовой затвор выпускного бункера сушилки;
25 - патрубок отвода воздушного охлаждения.
Заявленная поточная линия для производства белково-витаминного продукта из отходов пищевой промышленности - спиртовой или сахарной (спиртовой барды, пивной дробины или свекловичного жома) содержит (фиг.1) магистраль 1 для подвода отходов пищевой промышленности, промежуточную емкость 2, средство 3-1 для межоперационной передачи спиртовой барды, пивной дробины или свекловичного жома, шнековый пресс-сепаратор 4, средство 3-2 межоперационной передачи отжима, сушилку, включающую приемный бункер 5 с датчиками верхнего и нижнего уровня, вертикальную камеру СВЧ-сушки 6 с датчиком температуры, выпускной бункер 7, блок 8 управления, входы которого соединены с сигнальной шиной 9 датчиков верхнего и нижнего уровней и сигнальной шиной 10 датчика температуры, а выходы с двигателями средства 3-1, шнекового пресс-сепаратора 4 и шлюзового затвора выпускного бункера 7, гранулятор 11, средство 3-3 межоперационной передачи готового продукта, сборник 12 готовой продукции, магистраль 13 отвода жидкого продукта от шнекового пресс-сепаратора 4 и магистраль 14 отвода твердого продукта от сборника 12. Промежуточная емкость 1 может иметь устройство 15 перемешивания спиртовой барда, пивной дробины или свекловичного жома. Средство 3-1 может быть выполнено в виде трубопровода с насосом или ковшового транспортера, средства 3-2, 3-3 могут быть выполнены в виде шнекового или ленточного транспортера. Вертикальная камера СВЧ-сушки 6 (фиг.2) содержит СВЧ-генераторы 16, каждый из которых помещен в кожух с входным и выходным патрубками и выполнен из нескольких, два и более, маломощных магнетронов с индивидуальными источниками питания, вытяжной вентилятор 19, два нагнетательных вентилятора 17 и теплогенератор 18, и по ходу движения высушиваемого материала разделена на зону I отвода сушильного агента СВЧ-нагрева, зону II теплового нагрева и удаления влаги и зону III охлаждения, СВЧ-генераторы 16 установлены на широких стенках сушильной камеры с противоположных
сторон зоны I, к входным патрубкам каждого из кожухов СВЧ-генератора 16 подключен нагнетательный вентилятор 17, выходной патрубок кожуха первого СВЧ-генератора 16 соединен с входом теплогенератора 18, выход которого подключен к патрубку ввода сушильного агента в зону II теплового нагрева и удаления влаги сушильной камеры, выходной патрубок кожуха второго СВЧ-генератора 16 соединен с патрубком ввода сушильного агента в зону III охлаждения сушильной камеры, патрубок 25 отвода воздуха из которой соединен с атмосферой, при этом в зоне I Λ-образные короба 20 связаны с вытяжным вентилятором 19, в зоне II - Λ-образные короба 20 связаны с патрубком ввода сушильного агента в эту зону, в зоне III - Λ-образные короба 20 связаны с патрубком ввода воздуха в зону III и Λ-образные короба 20 связаны с патрубком 25 отвода воздушного охлаждения. Блок 8 (фиг.2) подключен к датчику 21 верхнего уровня приемного бункера 5, датчику 22 нижнего уровня приемного бункера 5 и датчику 23 температуры вертикальной камеры СВЧ-сушки 6. Выпускной бункер 7 включает шлюзовой затвор 24.
Заявленная поточная линия для производства белково-витаминного продукта функционирует следующим образом.
Спиртовая барда из брагоперегонного аппарата, пивная дробина или свекловичный жом из биореактора (на чертежах не показаны) по магистрали 1 поступает в промежуточную емкость 2, где аккумулируются в объеме, необходимом для бесперебойной работы поточной линии. Из промежуточной емкости 2 средством 3-2 (например, ковшовым транспортером) спиртовая барда, пивная дробина или свекловичный жом подаются в шнековый пресс-сепаратор 4, где разделяются на жидкую и твердую фракции. Жидкая фракция с содержанием спирта 3...5% и взвешанных частиц ≈1% через магистраль 13 подается назад в производство. Твердый продукт (рыхлая масса со связанной влажностью от 40% до 60%) при помощи средства 3-2 (это, как правило, шнековый транспортер) подается в приемный бункер 5 сушилки, проходит вертикальную сушильную камеру СВЧ-сушки 6, шлюзовой затвор 24 выпускного бункера 7 и поступает на гранулятор 11. Сушилка работает так. Вначале включаются нагнетательные вентиляторы 17 системы воздушного охлаждения магнетронов СВЧ-генераторов 16 и теплогенератор 18. После такого включения в зону «II» камеры СВЧ-сушки 6 подается горячий воздух, а в зону «III» - холодный. Далее, при закрытом шлюзовом затворе 20, который является регулятором потока твердого продукта, камера СВЧ-сушки 6 через приемный бункер 5 заполняется твердым продуктом - отжимом спиртовой барды или пивной дробины. Перед попаданием в зону «I» поток продукта верхними кромками коробов 20 разделяется на несколько для более равномерного распределения в зоне «I» СВЧ-нагрева. В процессе заполнения продукт продувается горячим воздухом от теплогенератора 18 и предварительно прогревается. После заполнения зоны «I» включается питание магнетронов СВЧ-генераторов 16 и открывается шлюзовой затвор 24 настолько, чтобы продукт при прохождении камеры СВЧ-сушки освобождался от влаги до нужной кондиции. В камере СВЧ-сушки 6 в зоне «I» продукт облучается СВЧ-энергией, вырабатываемой СВЧ-генераторами 16, и под собственным
весом опускается вниз, последовательно минуя зону «II» и зону «III», в выпускной бункер 7. С целью обеспечения равномерного нагрева по объему СВЧ-излучающие рупоры ориентированы с боков по горизонтали. Горизонтальные СВЧ-излучающие рупоры (на чертежах не показаны) вмонтированы в окна торцов камеры СВЧ-сушки 6 и закрыты радиопрозрачными заглушками (на чертежах не показаны). Горячий воздух, насыщенный влагой, извлеченной из продукта, отводится из камеры СВЧ-сушки 6 через короба 20 с помощью вытяжного вентилятора 19. Обезвоженный горячий продукт под силой тяжести опускается в зону «III», где обдувается воздухом, нагнетаемым вентилятором 17 через систему воздушного охлаждения СВЧ-генератора 16, подаваемого через патрубок в пространство под Λ-образными коробами 20, охлаждается и выпускается через выпускной бункер 7 в гранулятор 11. Охлаждающий воздух удаляется из зоны «III» через Λ-образные короба 20 и патрубок 25 отвода, к которому может быть подключена вытяжная вентиляция (на чертежах не показана).
Специфика СВЧ-сушки заключается в том, что под действием СВЧ-излучения влага изнутри частиц выдавливается на их поверхность, а с поверхности удаляется сухим горячим воздухом, температура которого не превышает 60°С. Для контроля этой температуры в зоне I СВЧ-нагрева установлен датчик 23 температуры. Датчиками 21 и 22 регулируется скорость заполнения приемного бункера 5 сушилки путем управления работой средства 3-1. После сушилки продукт на выходе выпускного бункера 7 имеет влажность ≈20% и его можно подвергать грануляции в грануляторе 11, Из гранулятора 11 продукт по средству 3-3 (например, ленточному транспортеру) попадает в сборник 12 готовой продукции, откуда по магистрали 14 подается на упаковку. Содержание сухого вещества в готовом продукте составляет 85...90%, причем протеин в нем может достигать 40%.
3
Реализация полезной модели позволяет получить белково-витаминный продукт, отличающийся высоким качеством, так как низкотемпературная СВЧ-сушка исключает деструкцию белка, обеспечивает сохранность витаминов и обеззараживает продую, при этом поточная линия может быть оснащена оборудованием, обеспечивающим необходимую производительность спиртовых заводов, например шнековым пресс-сепаратором производительностью более 80 м/час, сушилкой с производительностью 5 т./час и гранулятором такой же производительности. Технология, реализованная поточной линией, сводит до минимума вред, наносимый окружающей природной среде. Все это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение займет достойное место среди технологий, обеспечивающих утилизацию спиртовой барды, пивной дробины или свекловичного жома.