ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВО-ВИТАМИННОГО ПРОДУКТА (ВАРИАНТЫ)

ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ НРОИЗВОДСТВА
БЕЛКОВО-ВИТАМИННОГО НРОДУКТА
Полезные модели относятся 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.20.08.99, Бюл.№23/. Процесс осупдествляется в вакуумном объёме, 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 12F 3/10, опубл.31.10.72, 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 распространённой и популярной (преимущественно за рубежом) технологии сущки 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 транспортёр, 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 энергоёмкостью и малой производительностью, вследствие чего в настоящее время он заменён более экономичным и производительным.
Известен способ изготовления высококачественного корма для животных /Описание изобретения к патенту США №4552775, П.Кл. 426/624, опубл.12.11.1985/, который осуществлён на поточной линии, включающей магистрали для подвода послеспиртовой барды и отвода твёрдых и жидких продуктов её переработки и, связанные между собой средствами межоперационной передачи, сушилку, просеивающее
МПК 7 с 12 F 3/00
(Варианты)
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 близкой по совокупности существенных признаков заявляемым полезным моделям будет поточная линия, реализующая способ производства кормовой добавки для скота (белково-витаминный продукт) /Описание изобретения к патенту США МЬ5260089, Н.Кл. 426/624, опубл.09.И. 1993/, включающая магистрали для подвода послеспиртовой барды и отвода твёрдых и жидких продуктов её 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, гранулятор и сборник готовой продукции.
На сегодняшний день данная технология является наиболее совершенной, однако к её 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. Кроме этого, центрифуги в качестве устройств для обезвоживания не обеспечивают достаточную степень выделения твёрдых продуктов из послеспиртовой барды и делают процесс производства белково-витаминного продукта достаточно энергоёмким, а значительный шум, производимый ими отрицательно влияет на условия труда обслуживающего персонала.
Задача, решаемая первой полезной моделью группы, заключается в расширении технологических возможностей поточной линии для производства белково-витаминного продукта.
Техническим результатом будет увеличение производительности линии 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 и сборник готовой продукции, устройство для обезвоживания выполнено в виде, по меньшей мере, одного вакуумного фильтра.
-вакуумный фильтр выполнен со сходящим полотном и системой непрерывной регенерации ткани;
-линия снабжена, по меньшей мере, одним гранулятором, расположенным за устройством для обезвоживания;
-линия снабжена, по меньшей мере, одной вентиляционной камерой, расположенной между гранулятором и сборником готовой продукции;
-линия снабжена, по меньшей мере, одним циклоном, по меньшей мере, один из входов которого связан с вентиляционной камерой, а один из выходов - с гранулятором;
-между входом в циклон и вентиляционной камерой расположен, по меньшей мере, один вентилятор;
линия снабжена, по меньшей мере, одной сушилкой, расположенной между гранулятором и вакуумным фильтром;
-один из входов, по меньшей мере, одного циклона связан с сушилкой;
-между входом в циклон и сушилкой расположен, по меньшей мере, один вентилятор;
-магистраль отвода твердых продуктов переработки снабжена, по меньшей мере, одним устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твердыми продуктами;
-один из входов циклона связан с устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха;
-линия снабжена испарителем и барометрическим конденсатором с магистралью подвода воды, расположенными на магистрали подвода вакуума между вакуум-фильтром и вакуумным насосом, при этом магистраль отвода жидких продуктов переработки связана с иснарителем и выполнена в виде затвора;
-затвор включает, по меньшей мере, одну промежуточную емкость для жидких продуктов переработки;
линия снабжена, по меньшей мере, одним устройством для концентрирования фильтрата, выполненным в виде сепаратора, расположенного на выходе магистрали для отвода жидких нродуктов переработки;
-линия снабжена смесителем, связанным с сепаратором и расположенным перед гранулятором;
- линия она снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным смесителем, связанным с магистралями отвода твёрдых продуктов, по меньшей мере, одного вакуумного фильтра и, по меньшей мере, одной сушилки, при этом магистраль отвода твёрдых продуктов дополнительного смесителя связана с гранулятором;
между входом в циклон и дополнительным смесителем расположен, по меньшей мере, один вентилятор.
Задача, решаемая второй полезной моделью группы, также заключается в расширении технологических возможностей существуюш;ей поточной линии для производства белково-витаминного продукта.
Техническим результатом будет дальнейшее увеличение производительности линии и упрош,ение её конструкции.
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, выполненное в виде, по меньшей мере, одной центрифуги, и сборник готовой продукции, магистраль отвода твёрдых продуктов переработки снабжена, по меньшей мере, одним устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твёрдыми продуктами.
Кроме этого:
-линия снабжена, по меньшей мере, одним циклоном, по меньшей мере, один из входов которого связан с устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха, а один из выходов - по меньшей мере со сборником готовой продукции;
-линия снабжена, по меньшей мере, одним гранулятором, расположенным перед сборником готовой продукции;
линия снабжена, по меньшей мере, одной вентиляционной камерой, расположенной между гранулятором и сборником готовой продукции, при этом, по меньшей мере, один из входов, по меньшей мере, одного циклона связан с вентиляционной камерой, а один из выходов - с гранулятором;
-между входом в циклон и вентиляционной камерой расположен, по меньшей мере, один вентилятор;
-линия снабжена, по меньшей мере, одной сушилкой, расположенной за устройством подвода-отвода горячего сухого воздуха;
-один из входов, по меньшей мере, одного циклона связан с сушилкой;
-между входом в циклон и сушилкой расположен, по меньшей мере, один вентилятор;
-линия снабжена, по меньшей мере, одним устройством для концентрирования фильтрата, выполненным в виде сепаратора, расположенного на выходе магистрали для отвода жидких продуктов переработки;
Полезные модели поясняются чертежами, где на фиг.1 изображена общая схема поточной линии для производства белково-витаминного продукта с вариантами её исполнения; на фиг.2 показан дополнительный вариант исполнения линии.
Поточная линия для производства белково-витаминного продукта включает магистрали 1, 2 и 3 для подвода (1) послеспиртовой барды и отвода твёрдых (2) и жидких (3) продуктов её переработки, и связанные между собой средствами межоперационной передачи (разнообразные транспортёры, например, шнековые, ленточные, трубопроводы и т.д. показаны условно в виде заканчивающихся стрелками линий), промежуточную ёмкость 4, устройство 5 для обезвоживания и сборник 6 готовой продукции. Это минимальный набор оборудования, необходимый для реализации линией своего назначения.
В соответствии с авторским замыслом (первый вариант поточной линии) устройство 5 для обезвоживания может быть выполнено в виде, по меньшей мере, одного вакуумного фильтра 7, например, со сходящим полотном и системой непрерывной регенерации ткани. Такие фильтры выпускаются серийно предприятиями России, при этом из уровня техники неизвестно об их применении в спиртовой промышленности для разделения послеспиртовой барды на твёрдую и жидкую фракции, что, очевидно, связано с необходимостью разрешения существующих противоречий технического характера.
Технологические возможности линии последовательно расширяются по мере её комплектования следующим оборудованием:
-по меньшей мере, одним гранулятором 8, расположенным за вакуумным фильтром 7;
-по меньшей мере, одним циклоном 10, по меньшей мере, один из входов 11 которого связан с вентиляционной камерой 9, а один из выходов 12 - с гранулятором 8;
-по меньшей мере, одной , например, роторно-барабанной сушилкой 13, расположенной между гранулятором 8 и вакуумным фильтром 7, при этом с нею связан один из выходов 14, по меньшей мере, одного циклона 10;
-по меньшей мере, одним устройством 15 подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твёрдыми продуктами и установленным на магистрали 2, при этом один из входов 16 циклона 10 связан с устройством 15 подвода-отвода горячего сухого воздуха;
-испарителем 17 и барометрическим конденсатором 18 с магистралью 19 подвода воды, расположенными на магистрали 20 подвода вакуума между вакуум-фильтром 7 и его вакуумным насосом21, при этом магистраль 3 отвода жидких продуктов переработки связана с испарителем
17 и выполнена в виде затвора 22, который включает, по меньше мере, одну промежуточную ёмкость 23 для жидких продуктов переработки;
-по меньшей мере, одним устройством для концентрирования фильтрата, выполненным в виде сепаратора 24, расположенного на выходе 25 магистрали 3 для отвода жидких продуктов переработки;
-смесителем 26, связанным с сепаратором 24 и расположенным перед гранулятором 8;
-по меньшей мере, одним дополнительным смесителем 27, связанным с магистралями отвода твёрдых продуктов, по меньшей мере, одного устройства 5 для обезвоживания и, по меньшей мере, одной сушилки 13, при этом магистраль отвода твердых продуктов дополнительного смесителя 27 связана с гранулятором 8.
Дополнительно, для интенсификации процесса воздухообмена на операциях отвода избытков влаги из готового продукта и его полуфабрикатов, между входом 11 в циклон 10 и вентиляционной камерой 8 расположен, по меньшей мере, один вентилятор 28. Такие же вентиляторы 29 и 30 расположены между входом 14 в циклон 10 и сушилкой 13, и между входом 31 и дополнительным смесителем 27.
Второй вариант поточной линии для производства белкововитаминного продукта включает тот же минимальный набор оборудования, необходимый для реализации устройством своего назначения, что и первый вариант, иллюстрируется той же схемой, при этом необходимо отметить, что магистраль 3 для отвода жидких продуктов переработки идёт от устройства 5 для обезвоживания непосредственно к сепаратору 24 по участку 32, изображённому пунктирной линией. Изобретение будет реализовано, если устройство 5 для обезвоживания будет выполнено в виде, по меньшей мере, одной центрифуги 33, а магистраль 2 отвода твёрдых продуктов переработки будет снабжена, по меньшей мере, одним устройством 15 подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с твёрдыми продуктами.
Технологические возможности линии последовательно  расширяются по мере её  комплектования тем же оборудованием, что и в первом варианте, за исключением уже упомянутого устройства 15.
Работу линий рассмотрим на следуюш;их примерах.
Пример 1. Иллюстрирует поточную линию с минимальным набором оборудования.
Послеспиртовая, например, зерновая барда из брагоперегонного аппарата (условно не показан) по магистрали 1 поступает в промежуточную ёмкость 4, где аккумулируется в необходимом для бесперебойной работы устройства 5 объёме. В качестве устройства 5 для обезвоживания взят вакуумный фильтр типа БОП со сходяшим полотном и системой непрерывной регенерации ткани производства российского предприятия «Уралхиммаш из г. Екатеринбурга.
После вакуумного фильтра 7 послеспиртовая барда разделяется на два потока, один из которых включает твёрдый продукт, а другой - жидкий, т.н. фильтрат. Твёрдый 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. Данный продукт по магистрали 3 отводится, как правило, в отстойник, а частично в разварники (условно не показаны), заменяя около 75% воды, добавляемой к зерну.
Работу фильтра 7 обеспечивает вакуумный насос 21. Для получения более глубокого вакуума магистраль 3 рекомендуется оснастить испарителем 17 и конденсатором барометрическим 18. В этом случае магистраль 3 на выходе из испарителя должна включать затвор 22, который, например, можно выполнить в виде достаточно длинной вертикально установленной трубы, нижний конец которой опущен в промежуточную ёмкость 23 с фильтратом. Такое техническое решение позволяет достаточно простым способом получить величину вакуума, достигающую минус 0,95 атм., в отличие от вакуумного насоса 24, который обеспечивает минус О, 6 атм.
Конструкцией вакуумного фильтра 7 на его рабочей поверхности предусмотрены две характерные зоны - фильтрации и сушки. Если величина вакуума достаточна, то на выходе с полотна фильтра 7 твёрдый продукт может иметь влажность 50-80% , что позволяет направить его непосредственно в сборник 6 готовой продукции, откуда концентрированный продукт поступает на упаковку 34, где фасуется, как правило, в какую-нибудь плотно закрывающуюся тару. Линия такой комплектации обеспечивает получение белково-витаминного продукта с содержанием протеина до 44%, при этом некоторое количество сухих веществ (до 2,5%) теряется, попадая в отстойники, что в какой-то степени наносит вред окружающей природной среде.
Пример 2. Иллюстрирует поточную линию с рекомендуемым набором оборудования, рассчитанную на высокую производительность и получение белково-витаминного продукта с содержанием протеина до 54%.
Работа линии аналогична предыдущему примеру, за исключением того, что с полотна вакуумного фильтра 7 твёрдый продукт, имеющий влажность 50-80%, при помощи средства межоперационной передачи (это, как правило, щнековый транспортёр), подаётся на сушилку 13, например, роторно-барабанную. До этого твёрдый продукт по мере перемещения транспортёром, взаимодействует с горячим сухим воздухом. Устройство 15 обеспечивает эту возможность за счёт, например, обычного обдува движущегося и перемешиваемого продукта, обдува в специальной камере или обдува непосредственно на выходе с полотна и т.д. Продукт после такой предварительной обработки теряет до 5% влаги, после чего поступает в сушилку 13, частично подготовленным, значительно увеличивая её
производительность и улучшая условия работы. После сушилки 13 продукт имеет влажность 20-25% и его можно подвергать грануляции в устройстве 8. Из гранулятора 8 продукт попадает в вентиляционную камеру 9, где доводится до содержания влаги 10-14%, после чего он поступает в сборник 6 готовой продукции, упаковывается на устройстве 34, например, в мешки, или насыпается россыпью в запираюшуюся тару и отвозится на склад или потребителю.
Для увеличения выхода продукта отработанный воздух из устройств 15, 13, и 9 проходит через воздухоочиститель циклонного типа -циклон 10, в котором отделяются твёрдые частицы белково-витаминного продукта, поступаюш,ие в дальнейшем в гранулятор 8. В атмосферу выбрасывается практически чистый воздух. Для интенсификации очистки вентиляционная камера 9 и сушилка 13дополнительно снабжены вентиляторами 28 и 29.
Параметрическим резервом поточной линии является её оснаш;ение устройством для концентрирования фильтрата - сепаратором 24, установленным на магистрали 3. Сепаратор 24 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 твёрдым продуктом происходит обогащение последнего протеином до его содержания, например, 44%. В этом случае на гранулятор поступает более влажный исходный продукт. Гранулы становятся более плотными и тяжёлыми.
Как видно из примера, поточная линия спроектирована таким образом, что выведение из её состава какого-либо устройства (за исключением устройства 5 для обезвоживания) не влияет на общую работоспособность. Происходит лишь некоторое ухудшение эксплуатационных и, соответственно, экономических показателей, например, исключение из состава линии гранулятора 8 и вентиляционной камеры 9 приведёт к тому, что конечный белково-витаминный продукт будет иметь сыпучий вид и т.д.
Пример 3. Иллюстрирует поточную линию с возможным набором оборудования, также рассчитанную на высокую производительность.
Линия укомплектована минимальным набором оборудования, аналогично примеру 1. Кроме этого, она укомплектована дополнительным смесителем 27, куда поступает часть твёрдого продукта с вакуумного фильтра 7, имеющая повышенное содержание влаги и весь продукт из сушилки 13. Из дополнительного смесителя 27 после тщательного перемешивания выходит продукт с влажностью (например, 14%), допускающей его хранение в течение достаточно длительного времени без ущерба потребительским свойствам.
При влажности продукта 20-25% его можно подавать в гранулятор 8 и т.д., например, как описано в примере 2 и изображено на фиг.1 и 2.
Пример 4. Иллюстрирует второй вариант выполнения поточной линии с минимальным набором оборудования. Работа линии аналогична примеру 1 с той лишь разнипей, что в качестве устройства для обезвоживания используется, по меньшей мере, одна центрифуга 33, при этом магистраль 2 отвода твёрдых продуктов переработки снабжена устройством 15 подвода-отвода горячего сухого воздуха, выполненным с возможностью взаимодействия воздуха с упомянутыми продуктами. Практически центрифуга 33 может обеспечить получение продукта с влажностью около 65%, однако производительность её будет весьма низкой. Именно по этой причине линия должна быть оснащена, по крайней мере, устройством 15. В результате получается белково-витаминный продукт с содержанием протеина до 38%. Содержание сухих веш;еств в фильтрате достигает 5%. При таких, достаточно низких показателях, затраты на комплектацию, монтаж и запуск линии будут практически минимальными.
К недостаткам линии следует отнести не очень высокую производительность, повышенный шум, сопровождающий работу центрифуг 33 и достаточно большое энергопотребление.
Пример 5. Иллюстрирует поточную линию, основу устройства для обезвоживания которой составляют центрифуги 33. В остальном линия комплектуется тем же оборудованием, что и линия в примере 2. При этом возрастает нагрузка на сепараторы 24. В результате получают белкововитаминный продукт с содержанием протеина до 52-54%.
Пример 6. Иллюстрирует поточную линию на основе центрифуг 33, описанную в примере 4 и оснаш,ённую дополнительным оборудованием аналогично примеру 3. Отбор части твердого продукта в дополнительный смеситель 27 осуществляется на выходе из центрифугЗЗ. Устройство 15 подвода-отвода горячего сухого воздуха (на фиг. 2 не показано) также продолжает подготавливать оставшуюся от общего потока часть твёрдого продукта для последующей подачи в сушилку 13. Физические свойства готового продукта такие же, как и описанные в примере 3.
Реализация полезных моделей позволяет получить белкововитаминный продукт, отличающийся высоким качеством, при этом технологические линии могут быть оснащены оборудованием, обеспечивающим необходимую производительность спиртовых заводов. Технологии, реализованные поточными линиями, сводят до минимума вред, наносимый окружающей природной среде. Всё это позволяет сделать вывод о том, что полезные модели займут достойное место среди технологий, обеспечивающих утилизацию послеспиртовой барды