УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА ИЗ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к области пищевой промышленности, а именно к технологическим агрегатам непрерывного действия для выделения целевого продукта, как-то пищевого, медицинского и ветеринарного жиров и масел, а также экстрактов из животного и растительного сырья и морепродуктов.
Существующие в настоящее время установки для получения целевого продукта из животного и растительного сырья, а также морепродуктов, имеют в своем составе следующие основные элементы; измельчитель, реактор (экстратор) и сепаратор. Предпочтительно сырье подготавливают к измельчению путем замораживания, грубого измельчения и выделения некоторых компонентов сырья. В процессе измельчения увеличивается площадь поверхности сырья, что облегчает экстракцию целевого продукта из сырья.. Измельченное сырье поступает в реактор, где происходит контакт измельченного сырья с экстрагентом, способным избирательно извлекать целевой продукт из сырья, при этом часто процесс экстракции происходит при нагревании сырья. Гетерогенная система, содержащая сырье, целевой продукт и экстрагент, поступает в сепаратор, где происходит отделение целевого продукта. Преимущественно между экстрактором и сепаратором происходит выделение из гетерогенной системы сырья, которое может быть переведено на повторную экстракцию или утилизацию любым другим способом. В сепараторе происходит разделение целевого продукта и экстрагента. Вышеприведенная схема работы установки для выделения целевого продукта из животного и растительного сырья может иметь различные варианты технической реализации. Известна установка для выделения белка из растительного сырья, содержащая измельчитель сырья, реактор, сепаратор, насосы и транспортные трубопроводы. Растительное сырье, в частности надземные части растений, где сосредоточено основное содержание белков,
промытые и порезанные на мелкие кусочки, поступают в измельчитель, где происходит тонкое измельчение сырья. Измельченное сырье подается, в реактор, где орошается экстрагентом, способным избирательно растворять растительный белок. Эмульсия белка в растворителе отделяется от сырья и поступает в сепаратор, где и происходит отделение целевого продукта, в данном случае растительного белка, от экстрагента (SU, авт. свид. №1370819, А 23 К 1/14, 1987г.)
Недостатками установки следует признать ограниченность ее применения, малую степень извлечения белка из сырья и отсутствие, фракционирования сырья.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является установка для выделения рыбьего жира, состоящая из измельчителя сырья, насосов и транспортных трубопроводов для перемещения измельченного сырья и продукта по технологической цепочке, аппарата для подогрева измельченного сырья перед подачей его в центрифугу, центрифуги, реактора и насоса для подачи рыбьего жира из центрифуги в емкость для приема целевого продукта (Справочник технолога рыбной промышленности, редактор Новиков В.М., изд. «Пищевая промышленность», Москва, 1972 г, с.115-116, рис.49).
Однако данная установка, не является универсальной и может быть, использована для выделения только одной разновидности целевого продукта - жира из морепродуктов или животного сырья и не может быть использована для выделения целевого продукта из сырья растительного происхождения. Кроме того, следует признать малую степень извлечения целевого продукта из сырья и, как следствие, низкую производительность установки, невозможность управления технологическим процессом в зависимости от вида и качества продукта, невысокое качество продукта в целом, а также наличие негативных последствий для качества получаемого жира, вызванных длительным воздействием достаточно высоких температур на обрабатываемое сырье, содержащее белковые соединения, влагу и жир,
взаимодействующих друг с другом. Одной из причин вышеупомянутых негативных последствий является и то обстоятельство, что процесс термообработки, измельченного сырья в аппарате обогрева осуществляется одновременно в относительно большом объеме (с толщиной слоя до 150-200 мм), при этом время нахождения обрабатываемого сырья в аппарате достаточно длительное (25-30 мин), что в свою очередь требует больших энергозатрат на осуществление процесса термообработки.
Задача полезной модели - повышение качества целевого продукта, увеличение производительности, многоцелевое использование, обеспечение оптимального режима термообработки сырья и продукта, а также снижение энергозатрат.
Поставленная цель достигается тем, что установка для выделения целевого продукта из животного и растительного сырья, состоящая из последовательно соединенных в технологическую цепочку измельчителя сырья, в который сырьевая масса подается при температуре минус 8÷10°С, насосов, транспортных трубопроводов для перемещения измельченного сырья и продукта по технологической цепочке, аппарата для подогрева измельченного сырья, реактора, центрифуги и емкости для приема целевого продукта дополнительно содержит как минимум два сепаратора с расходными бачками для целевого продукта, блок термической обработки продукта, выполненный в виде последовательно соединенных стерилизатора целевого продукта, трубчатого змеевика и охладителя, при этом винтовые роторы в аппарате для подогрева измельченного сырья и в стерилизаторе, снабжены электроприводами с регулируемой частотой вращения, а процесс термообработки в рабочих полостях вышеупомянутых аппаратов осуществляется в кольцевом цилиндрическом пространстве (рабочая камера) шириной 3÷25 мм, то есть, в режиме «тонкого слоя».
Установка для выделения целевого продукта из животного и растительного сырья была реализована в конкретном варианте, в частности для получения медицинского и ветеринарного рыбьего жира из различных
пород рыб, а также для выделения экстрактов из дикоросов, в том числе ягод, листьев, стеблей и корней растений, используемых в пищевой промышленности, в фармакологии и парфюмерии.
На рис.1 изображена принципиальная схема представленной установки для выделения целевого продукта из; животного и растительного сырья. Установка для выделения целевого продукта из животного и растительного сырья содержит измельчитель 1, в корпусе которого установлен винтовой рабочий орган 2, бачок 3, для воды или других специальных компонентов, смеситель 4, сливная труба которого подведена к всасывающему патрубку винтового насоса 5, нагнетательный патрубок которого соединен с входным патрубком теплообменного аппарата 6, который снабжен винтовым ротором 7, приводимым во вращение электроприводом 8 с регулируемой частотой вращения, при этом обогрев теплообменного аппарата осуществляется термостатической паровой рубашкой, конденсат из которой отводится в сливную систему посредством конденсатоотводчика 9. Между теплообменным аппаратом 6 и центрифугой 10 установлен насос 11, всасывающий патрубок которого посредством расходного бачка 12, присоединен к разгрузочному патрубку теплообменного аппарата 6, а нагнетательный патрубок посредством насоса 13 и расходного бачка 14 соединен с входным патрубком сепаратора грубой очистки 15, который укомплектован грязевым насосом 16, при этом выходной патрубок сепаратора грубой очистки 15 соединен с входным патрубком сепаратора тонкой очистки 17 посредством расходных бачков 18 и 19 и расположенным между ними промежуточным насосом 20. Оба сепаратора снабжены системами трубопроводов 21 и 22, предназначенных, для подвода к ним холодной и горячей воды и перепускным трубопроводом 23. Реактор 24, имеющий, термостатическую паровую рубашку, сверху соединен с выходным патрубком сепаратора тонкой очистки 17 и с расходным бачком 25, а снизу посредством насоса 26 с приемным патрубком стерилизатора целевого продукта 27, который снабжен винтовым ротором 28, приводимым
во вращение электроприводом 29 с регулируемой частотой вращения, при этом обогрев стерилизатора 27 осуществляется термостатической паровой рубашкой, конденсат из которой отводится в сливную систему посредством конденсатоотводчика 29. К разгрузочному патрубку стерилизатора целевого продукта 27 последовательно подсоединены трубчатый змеевик 30,состоящий из нескольких секций, охладитель 31 и сборник готового целевого продукта 32.
Установка, для выделения целевого продукта из животного и растительного сырья работает следующим образом.
Замороженное сырье при температуре, обеспечивающей в последующей обработке высокие качественные характеристики (-8-10°С) поступает в измельчитель 1, где при помощи винтового рабочего органа 2 подвергается механической обработке и по мере измельчений перемещается к разгрузочному патрубку, а далее по транспортному трубопроводу подается в смеситель 4, при этом в перемещаемую сырьевую массу из бачка 3 добавляется вода или специальный состав (в зависимости от разновидности сырья), после чего эта масса поступает в смеситель 4, где она перемешивается, образуя пульпу с определенными реологическими показателями и температурой, обеспечивающих дальнейшую качественную обработку сырья. Пульпа для выравнивания и стабилизации в ней температуры подается насосом 5 в теплообменный аппарат 6, где при помощи вращающегося с определенной заданной частотой винтового ротора 7 перемешивается и перемещается вдоль, кольцевой рабочей полости аппарата 6 к выходному патрубку, обогреваясь паром, циркулирующим в паровой рубашке аппарата, конденсат из которой удаляется посредством конденсатоотводчика 9 в отводную систему установки. Относительно малая ширина, кольцевой рабочей полости теплообменного аппарата (3÷25 мм) позволяет интенсифицировать технологический процесс за счет термообработки пульпы в «тонком слое» при достаточно быстром ее перемещении вдоль теплообменного
аппарата и, как следствие увеличить его производительность. Наличие электропривода с регулируемой частотой вращения дает возможность достаточно плавно в необходимом диапазоне регулировать частоту вращения ротора, изменяя тем самым режим термообработки сырья за счет изменения времени нахождения обрабатываемой массы и скорости ее перемещения в теплообменном аппарате в зависимости от вида сырья (животного, растительного или морепродуктов) и его характеристик, в том числе реологических. Выходящая из теплообменного аппарата масса сырья подается в расходный бачок 12, обеспечивающий стабильную работу насоса (выполняя функцию своеобразного демпфера), откуда винтовым насосом 11 подается по транспортному трубопроводу в центрифугу 10 при температуре фазового перехода, а именно из твердого состояния в жидкое, для предварительной обработки пульпы с целью частичного удаления белка, и грубых компонентов (взвесей), после чего очищенная пульпа насосом 13, через расходный бачок 14 подается в сепаратор грубой, очистки 15 (грязевой сепаратор), в котором происходит первая стадия выделения целевого продукта (жира, белка и т.д.), который поступает в накопительный бачок 18, а извлеченный осадок насосом 16 удаляется из сепаратора 15 в грязесборник. Из сепаратора грубой очистки 15 выделенный и предварительно очищенный целевой продукт посредством расходных бачков 18 и 19 промежуточным насосом 20 транспортируется в сепаратор тонкой очистки 17, где обеспечивается высокое качество получаемой продукции, а из него подается в реактор 24, обогреваемый паровой термостатической рубашкой, в которой поддерживается строго заданная температура в зависимости от вида, обрабатываемого сырья. В реактор 24 из расходного бачка 25 поступают специальные компоненты, которые при заданной температуре и частоте вращения лопастей мешалки, обеспечивают наиболее эффективное проведение процесса, осуществляя нормализацию целевого продукта по составу, а также улучшая его органолептические показатели (вкус, цвет, запах), после чего этот продукт насосом 26 с целью
инактивации ферментов и подавления деятельности микрофлоры подается в стерилизатор целевого продукта 27. При помощи вращающегося с определенной скоростью винтового ротора 28 целевой продукт перемещается вдоль рабочей полости стерилизатора 27 к его разгрузочному патрубку, обогреваясь при этом паром, циркулирующим в термостатической паровой рубашке, конденсат из которой, посредством конденсатоотводчика 29 сливается в отводную систему. Процесс термообработки целевого продукта в стерилизаторе 27 происходит аналогично процессу термообработки сырьевой массы в теплообменном аппарате 6, описанным выше, то есть в «тонком слое», что значительно увеличивает интенсивность процесса и производительность стерилизатора 27 по сравнению с аппаратами аналогичного назначения, а наличие электропривода винтового ротора 28 с регулируемой частотой вращения позволяет стерилизовать целевой продукт с различными характеристиками, что расширяет диапазон его использования, то-есть делает аппарат многофункциональным. Выходящая из разгрузочного патрубка стерилизатора 27 масса целевого продукта, нагретая до температуры стерилизации, поступает в трубчатый змеевик 30, проходя через который целевой продукт выдерживается при температуре стерилизации и поступает в охладитель 31, где охлаждается до температуры не выше 10°С и направляется в сборную емкость 32. Промывка сепараторов 15 и 17, а также остального оборудования и транспортных трубопроводов после завершения работ на установке осуществляется специальными растворами, горячей и холодной водой, поступающей из трубопроводов 21, 22 и 23.