линия для переработки растительного сырья

Формула изобретения

Линия для переработки растительного сырья, содержащая узел для получения водно-спиртового экстракта, состоящий из экстрактора, центрифуги, необогреваемого сушильного барабана, работающего под разрежением, сборника экстракта и конденсатора паров, а также узел для получения растительного масла, состоящий из экстрактора, центрифуги, необогреваемого сушильного барабана, работающего под разрежением, а также мельницы, сборника мисцеллы, конденсатора паров, испарителя и дистиллятора, отличающаяся тем, что узел для получения водно-спиртового экстракта представляет собой один аппарат, состоящий из корпуса с крышкой, фильтрующего четырехслойного ротора с вкладным цилиндром и заглушкой, электропривода с редуктором и опрокидывающегося основания, а также сборника экстракта и конденсатора паров, а узел для получения масла представляет собой аналогичный аппарат, состоящий из корпуса с крышкой, фильтрующего четырехслойного ротора с вкладным цилиндром и заглушкой, электропривода с редуктором и опрокидывающегося основания, а также мельницы, сборника мисцеллы и конденсатора паров, испарителя и дистиллятора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к масложировой, ликероводочной, кондитерской и парфюмерно-косметической промышленности, а также получению пищевкусовых добавок, в частности получению водно-спиртовых экстрактов лечебных растений и растительных масел из нетрадиционных источников сырья российского ареала.

Известны линии для получения экстрактов и растительных масел экстракционным способом, содержащие экстракторы, сборники экстрактов и мисцеллы, конденсаторы паров, фильтры, оборудование для отгонки растворителя из мисцеллы и шрота, емкости, насосы и трубы.

Наиболее близкой к предлагаемой является линия для получения масла из кофейного шлама и отходов производства кофе, содержащая бункер-накопитель для сырья, двушнековые горизонтальные противоточные экстракторы для водно-спиртовой и гексановой экстракции, центрифуги и необогреваемые сушильные барабаны для первой и второй стадий переработки, конденсаторы паров, мельницу, емкости, насосы, трубчатый упариватель и пленочный испаритель с холодильником (Российский патент N 2051171, 1995 г.).

В этой линии осуществляется двухстадийная экстракция двумя различными растворителями с получением водно-спиртового экстракта кофе на первой и кофейного масла на второй стадии производства. Эту линию можно использовать для получения, например, масла шиповника из плодов.

Недостатками вышеуказанной линии являются:

- громоздкость и сложность линии;

- узкая специализация по номенклатуре продукции;

- большое потребление растворителей, энергозатрат и, следовательно, высокая себестоимость конечной продукции;

- сложность перевода и переналадки линии с одного вида перерабатываемого сырья на другой при условии сезонности поступления сырья;

- потери при межоперационных перегрузках сырья из одного аппарата в последующий.

Задачей предлагаемого изобретения является сохранение достоинств предшествующей линии и устранение вышеперечисленных недостатков посредством:

- упрощения линии за счет сокращения числа аппаратов и их размеров;

- уменьшение потребных производственных площадей и энергопотребления и, следовательно, уменьшение себестоимости продукции;

- повышение мобильности линии при переводе с одного вида перерабатываемого сырья на другой, что особенно важно с учетом сезонности поступления растительного сырья и спроса на конечную продукцию;

- расширение функциональных возможностей линии и обеспечение тем самым увеличения ассортимента продукции;

- уменьшение производственных потерь при межоперационных перегрузках сырья из одного аппарата в последующий;

- улучшение условий труда и культуры производства, что влияет на конечное качество продукции.

Эта задача решается тем, что линия для переработки растительного сырья, содержащая: узел для получения водно-спиртового экстракта, состоящий из экстрактора, центрифуги, необогреваемого сушильного барабана, работающего под разрежением; сборника экстракта и конденсатора паров; а также узла для получения растительного масла, состоящего из экстрактора, центрифуги, необогреваемого сушильного барабана, работающего под разрежением; а также мельницы, сборника мисцеллы, конденсатора паров, испарителя и дистиллятора, отличающаяся тем, что узел для получения водно-спиртового экстракта представляет собой один аппарат, состоящий из корпуса с крышкой, фильтрующего четырехслойного ротора с вкладным цилиндром и заглушкой, электропривода с редуктором и опрокидывающегося основания, а также сборника экстракта и конденсатора паров, а узел для получения масла представляет собой аналогичный аппарат, состоящий из корпуса с крышкой, фильтрующего четырехслойного ротора с вкладным цилиндром и заглушкой, электропривода с редуктором и опрокидывающегося основания, а также мельницы, сборника мисцеллы и конденсатора паров, испарителя и дистиллятора.

Основным устройством предлагаемой линии является унифицированный для обеих стадий переработки растительного сырья аппарат, состоящий из корпуса с крышкой, фильтрующего четырехслойного ротора с вкладным цилиндром и заглушкой, электропривода с редуктором и опрокидывающегося основания. Унифицированный аппарат производит последовательно несколько операций: экстракцию, центрифугирование с фильтрацией и необогреваемую сушку шрота без промежуточных перегрузок сырья между операциями.

Работу аппарата поясняет фиг. 1.

На фиг. 1 изображен унифицированный аппарат, состоящий из корпуса 2, 12, крышки 22, ротора 23 с вкладным цилиндром 9 и заглушкой 27, электропривода 25 и опрокидывающего основания 26.

В первом положении аппарат загружают в ротор сырьем из бункера-накопителя 1 и заливают внутрь корпуса 2 водно-спиртовым раствором из мерной емкости 3. Крышку 22 закрывают. Включают привод 25. Ротор раскручивается, увлекая за собой жидкость, которая обеспечивает быструю и эффективную экстракцию (режим N 1).

Второе положение фиг. 1 показывает режим центрифугирования. Экстракт сливают в сборник 4. Ротор вращается в сухом корпусе, отжимая остатки растворителя (режим N 2).

Третье положение (режим N 3) поясняет работу аппарата в качестве необогреваемого сушильного барабана. Для этого после окончания центрифугирования электропривод 25 выключают, открывают верхнюю крышку 22 и извлекают из ротора 23 вкладной цилиндр 9, заменив его в верху ротора заглушкой 27 для обеспечения возможности вращения ротора в отсутствие вкладного цилиндра. Шрот, размещавшийся в пространстве между наружной обечайкой 24 и вкладным цилиндром 9, оказывается в увеличенном полезном объеме ротора. Верхнюю крышку закрывают, корпус аппарата 2; 12 переводят в горизонтальное положение, одновременно уменьшая скорость вращения ротора, изменив положение приводного ремня на шкивах. Включают систему разрежения 10; 18 и открывают воздушный кран 28. Включают электропривод. При горизонтальном вращении ротора шрот пересыпается при разрежении и движении воздуха от воздушного крана. В этом положении аппарат стал сушильным барабаном. Первые цифровые обозначения на фиг. 1 обозначают элементы общей схемы линии изображенной на фиг. 2 для первой стадии обработки, вторые цифры обозначают элементы общей схемы на второй стадии обработки, так как аппарат в них полностью аналогичен.

Корпус аппарата оборудуется водомерным стеклом. В днище предусмотрены воздушный кран 28 и вентиль для слива экстракта (мисцеллы) 4; 15. В верхней крышке имеются вентили с подключенными гибкими шлангами для залива растворителя 3; 14 и связанные с системой разрежения 10; 18.

Ротор аппарата имеет четырехслойную обечайку 23, а также крышку и днище. Наружный и внутренний слои выполняются из листовой пищевой нержавеющей стали с просечками и отверстиями и выполняют функции необходимой прочности и обеспечения циркуляции растворителя при экстракции и воздуха при сушке шрота. Второй и третий слои представляют собой нержавеющую стальную сетку и одноразовый бязевый фильтр, выполняющие задачу фильтрования при сливе экстракта (мисцеллы) с учетом дисперсности помола сырья.

Каждый унифицированный аппарат должен иметь полный комплект ротора, из которых один работает, а второй снаряжается для работы.

Основание аппарата оборудуется поворотным редуктором для установки рабочего органа в вертикальное или горизонтальное положение рабочего органа.

Обработка сырья на первой стадии спиртом или его водным раствором (концентрация спирта выбирается в зависимости от исходной влажности сырья) может производиться в одно- или многоразовом режимах до получения заданных физико-химических показателей экстракта, например насыщенности или спиртуозности и т.д., а также с учетом дальнейшей эффективной переработки шрота при получении масла.

Использование водно-спиртового раствора (50-70^o) на первой стадии решает задачу микробиологической защиты экстракта и шрота, а отсутствие подогрева обеспечивает сохранение нативности и природной ценности продукта.

Гексановую мисцеллу на первом этапе упаривают в трубчатом устройстве с допустимым нагревом не более +45^oC в теплоносителе, а на втором этапе - в роторном пленочном испарителе с холодильником.

На фиг. 2 представлена предлагаемая линия. Она содержит бункер-накопитель 1 для сырья, унифицированный аппарат 2, состоящий из корпуса с крышкой, фильтрующего четырехслойного ротора с вкладным цилиндром и заглушкой, электропривода с редуктором и опрокидывающегося основания; мерную емкость для водно-спиртового раствора 3, сборник экстракта 4, фильтр 6, насос 5, накопительную емкость экстракта 7, конденсатор паров спирта 10, мельницу 11, аппарат 12, аналогичный аппарат 2, мерную емкость углеводородного растворителя 14, сборник мисцеллы 15, фильтр 17, насос 16, накопительную емкость мисцеллы 13, конденсатор паров растворителя 18, трубчатый упариватель 19, промежуточную емкость для упаренной мисцеллы 20, пленочный испаритель с холодильником 21.

Линия работает следующим образом.

Размолотое сырье из бункера-накопителя 1 загружают в ротор унифицированного аппарата 2, куда после закрытия крышки подают спирт или его водный раствор из мерной емкости 3. При вертикальном положении аппарат включают в режим N 1. Экстрагирование происходит за счет вращательного движения жидкости в корпусе и ее вертикального перемещения под воздействием инерционной воронки, образующейся в жидкости при вращении ротора. Полученный водно-спиртовой экстракт стекает в сборник 4, откуда насосом 5 через фильтр 6 его отводят в накопительную емкость 7 для отгрузки потребителю.

Отработанный материал отжимается, вращаясь в том же роторе, но без жидкости в корпусе аппарата (режим N 2). После окончания центрифугирования аппарат выключают, открывают верхнюю крышку, извлекают вкладной цилиндр 9 (фиг. 2), заменив его заглушкой. Верхнюю крышку закрывают.

Аппарат переводят в горизонтальное положение и уменьшают скорость вращения ротора. За счет внутреннего объема ротора, увеличившегося после извлечения вкладного цилиндра 9, отжатое от жидкости сырье имеет возможность пересыпаться при медленном горизонтальном вращении барабана. При этом открывается вентиль вакуумной линии и воздушный кран в днище корпуса. Происходит вакуумная сушка (режим N 3) сырья, при которой пары растворителя конденсируются в конденсаторе 10, из которого жидкая фаза возвращается в сборник 4. Сухой остаток из ротора отводится в мельницу 11, где его дробят в крупку. Крупку загружают в аппарат 12, аналогичный аппарату 2. В аппарат подают легколетучий углеводородный растворитель из мерной емкости 14. Аппарат 12 включают в режим N 1, где процесс происходит аналогично предыдущему в аппарате 2.

По окончании второй экстракции (режим N 1) мисцелла стекает в сборник 15 и насосом 16 через фильтр 17 подается в накопительную емкость 13. Ротор вращается без жидкости (режим N 2).

После окончания центрифугирования аппарат переводят в режим N3, т.е. извлекают вкладной цилиндр 9, устанавливают на его место заглушку, закрывают верхнюю крышку и переводят корпус в горизонтальное положение. При уменьшении скорости вращения производят сушку шрота. Пары растворителя конденсируются в конденсаторе 18, откуда жидкая фаза стекает в сборник 15. Сухой остаток из ротора выгружается и используется для приготовления комбикорма.

Мисцелла проходит через трубчатый упариватель 19, где из нее отгоняется около 90% растворителя в тонкой пленке, и через промежуточную емкость 20 поступает в пленочный роторный испаритель 21 для окончательной отгонки растворителя. Растворитель из упаривателя 19 и испарителя 21 возвращается в технологический цикл.

Технология в линии безотходная. Вредных выбросов в атмосферу и в сточные воды не имеет. Вода для технологии используется в замкнутом контуре.

Таким образом в предлагаемой линии получают экстракты природные масла из семян растений и ягод российского ареала и минерально-целлюлозный компонент для комбикормов.