CN102933091A - 蛋壳膜分离方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于将蛋壳膜与蛋壳分离的系统和方法。该系统和方法可以利用通过文氏管的气流来粉碎蛋壳，并且由此将蛋壳与膜分离。此外，在一些实施例中，该方法还可以从膜和蛋壳中提取出水分。该系统可以被进一步构造成与膜材料分离地收集粉碎的蛋壳颗粒。
Description
技术领域
本发明的公开内容大体涉及用于蛋壳膜分离的系统、方法、技术和过程。更具体地，该公开内容涉及通过使用可以包括文氏管的装置或系统的蛋壳膜分离。
附图说明
结合附图，从以下描述和所附权利要求，在此公开的实施例将变得更加清楚。这些附图只描述了代表性的实施例，将通过使用附图更加具体且详细地对实施例进行描述，其中：
图1是蛋壳膜分离系统的一个实施例的侧视图。
图2是图1的蛋壳膜分离系统的顶视图。
图3是蛋壳膜分离系统的另一实施例的横截面视图。
图4是蛋壳膜分离系统的又一实施例的侧视图。
图5是示意性地展示了蛋壳膜分离的系统和方法的流程图。
图6是示意了蛋壳膜分离的方法的流程图。
具体实施方式
蛋壳膜分离系统可以利用文氏管来处理悬浮于气流中的材料。材料与文氏管内的激波和/或压力变化的相互作用可以将材料的部分粉碎。利用文氏管来粉碎未经处理的蛋壳的系统或方法可以被构造成将蛋壳的易碎部分粉碎，由此将其与蛋壳更有弹性的膜分离。
容易理解的是，如此处在附图中描述和说明的，可以以多种多样的构造来布置和设计实施例的部件。因此，如图中所示的，以下各种实施例更详细的描述不旨在限制公开内容的范围，而仅仅是各种实施例的代表。尽管图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特意指出，附图不必定是按比例绘制的。
短语“连接”、“联接”和“连通”指的是两个或更多个实体之间任何形式的相互作用，包括机械的、电的、磁的、电磁的、流体的和热的相互作用。即使两个部件彼此间不是直接接触的，但是这两个部件也可以相互联接。例如，两个部件可以通过中间部件而彼此联接。
如在此所用的，“未经处理的蛋壳”指的是包括易碎外部部分和附接到或部分附接到蛋壳的易碎部分的内表面的膜这两者的蛋壳。“未经处理的”蛋壳不必含有在未打破的蛋内侧存在的蛋黄或蛋白。“粉碎的蛋壳颗粒”指的是主要包括在按照如下所述地对未经处理的蛋壳进行加工后的未经处理的蛋壳的易碎外部部分的碎片和/或粉末。蛋壳“膜”指的是在未经处理的蛋壳的内侧表面上存在的薄膜层。
管或导管的纵向方向指的是沿着管或导管的中心轴的方向。
如在此所用的，文氏管指一定长度的管或导管，所述一定长度的管或导管从第一直径过渡到小于第一直径的第二直径，然后过渡到大于第二直径的第三直径。过渡可以在文氏管的纵向长度上均匀地发生。此外，文氏管的纵向截面，例如中心截面，可以具有基本恒定的直径。
图1是蛋壳膜分离系统的一个实施例的侧视图，并且图2是图1的蛋壳膜分离系统的顶视图。如图1和2中所示的，用于分离蛋壳膜和提取水分的系统110可以包括进口管112。进口管112可以限定与自由空间连通的第一端114和联接到文氏管118的相反的第二端116。尽管在此引用了管和导管，所有这样的元件可以具有圆形、矩形、六边形和/或其它横截面形状。
进口管112在其第一端114和其第二端116之间可以具有一定的长度，在该长度中，材料在进入文氏管118之前可以加速。在一些实施例中，系统可以被构造成使得气流在第一端114处进入进口管112。在一些实施例中，可以放置过滤器(未显示)，使得其阻止外部颗粒引入到进口管112的第一端114中。注意到，尽管在所说明的实施例中，进口管112沿着其长度具有基本恒定的直径，但并不是在所有实施例中都是这样。
进口管112还可以包括伸长的开口120。在所说明的实施例中，伸长的开口120位于进口管112的上部上。延伸的开口120可以与进料斗122的开口下端连通。进料斗122还可以具有开口上端124，该开口上端124被构造成接收材料诸如未经处理的蛋壳。在特定的实施例中，系统110可以不包括进料斗122。在这样的实施例中，可以通过本领域已知的任何方法，将材料(如未经处理的蛋壳)简单地插入到伸长的开口120中。
文氏管118可以包括收敛部126，该收敛部126与进口管112联接。收敛部126的直径从进口管112的直径逐渐减小至小于进口管112的直径的直径。文氏管118还可以包括喉部128，该喉部128可以沿着其长度维持基本恒定的直径。喉部128的直径可以小于进口管112的直径。此外，文氏管118还可以包括扩散部130，该扩散部130的直径可以在气流的方向上沿着文氏管的长度逐渐增加。扩散部130可以通过铸件、螺纹或通过其它已知方法联接到喉部128。如所说明的，收敛部126在纵向方向上可以长于扩散部130。
文氏管118可以与气流产生器132连通，该气流产生器132形成沿着从第一端114、通过进口管112、通过文氏管118并且到气流产生器132的路径的气流。所产生气流的速度的范围从约100mph至超声波。由于系统的几何构造，在文氏管118中的气流速度可以高于进口管112中的气流速度。气流产生器132可以实施为扇、叶轮、涡轮、涡轮和风扇的组合物、气动抽吸系统或用于产生气流的另一种合适装置，包括被构造为产生高速气流的装置。
气流产生器132可以由驱动马达134来驱动，所述驱动马达134在图1和2中大体地示出。使用多个马达设计或构造是在本公开内容的范围内的。驱动马达134可以使用任何已知的方法联接到轴133。轴133还可以啮合气流产生器132，用以向旋转提供动力。在一些实施例中，轴133可以包括传动系统，所述传动系统包括齿轮。合适的驱动马达134的马力可以显著变化，如从15hp至1000hp，并且可以根据待被处理的材料的性质、所需的材料流速、系统的尺寸和气流产生器132的大小而变化。以上公开的范围，以及用于本文中其它点处公开的其它变量的范围，是用于说明性的目的；对系统进行改型，例如按比例地放大或缩小系统110，是在该公开内容的范围内的。
气流产生器132可以包括多个径向延伸的叶片，所述叶片旋转以产生高速气流。此外，气流产生器132可以被设置在外壳135内，外壳可以包括外壳出口136，该外壳出口136向流动通过系统110的气流提供出口。外壳135可以与文氏管118联接，并且可以具有外壳输入孔(未示出)，该外壳输入孔允许文氏管118和外壳135的内部之间的连通。叶片可以限定径向延伸的流动通道，空气通过所述流动通道到达外壳出口136。在一些实施例中，经处理的材料可以与离开外壳135的气流一起离开外壳135。
图3是蛋壳膜分离系统310的另一实施例的横截面视图，在特定的方面中，该蛋壳膜分离系统310能够与以上结合图1和2描述的蛋壳膜分离系统110的部件相似。能够从本公开内容获益的本领域普通技术人员将认识到，所有说明的实施例均具有类似的特征。因此，相似的特征用相似的附图标记来表示，并且首位数字增大为“3”。(例如，在图1和2中文氏管用“128”来表示，而在图3中类似的文氏管用“328”来表示)。因此，在下文中不再重复以上陈述的关于相似识别的特征的相关公开内容。此外，图1和2中所示的蛋壳膜分离系统和方法的特定特征以及相关部件和/或步骤，可能没有在附图中通过附图标记来示出或识别或在以下所书写的描述中具体讨论。然而，这些特征可以与其它实施例中描绘的和/或关于这些实施例描述的特征明显相同或大致相同。因此，这些特征的相关描述同样适用于图3的蛋壳膜分离系统310的特征。关于图1和2中说明的蛋壳膜分离系统和部件描述的特征，以及变化的任何合适组合，可以与图3的蛋壳膜分离系统和部件一起被采用，反之亦然。这种公开内容的样式同样适用于在随后的附图中描绘且在下文中描述的更多实施例。
图3图示了在材料诸如未经处理的蛋壳338的处理期间，文氏管318运行的一个实施例。在所说明的实施例中，将未经处理的蛋壳338通过进料斗322的上端324和伸长开口320被引入到进口管312中。在引入未经处理的蛋壳338之前，可以利用气流产生器(未显示)在系统310内形成从进口管312的第一端314通过文氏管318行进的气流。(气流可以沿着图3中的箭头所指示的方向)。气流速度可以在文氏管318内显著加速。可以通过气流将未经处理的蛋壳338从进口管312推进到文氏管318中。该系统可以被设计成使得未经处理的蛋壳338的直径小于进口管312的内部直径；因此，当未经处理的蛋壳338被设置在进口管312内时，在进口管312的内径和未经处理的蛋壳338之间存在间隙。
随着未经处理的蛋壳338进入收敛部326，间隙变得更窄，使得蛋壳338最终导致空气可以流动通过的收敛部326的横截面面积显著减小。再压缩激波340可以从蛋壳338往后拖拉，并且弓形激波342可以在蛋壳338前形成。在收敛部326与喉部328衔接的地方，还可以存在驻激波344。这些激波340、342、344的作用将未经处理的蛋壳338的易碎外部部分粉碎。粉碎的蛋壳345和膜346继续通过文氏管318进入到气流产生器(未示出)中。
在一些实施例中，未经处理的蛋壳338的粉碎可以被通过文氏管318的气流的速度或体积影响。因此，在一些情况中，可以将诸如进口管312直径、喉部328直径、气流速度的参数和相似的参数构造成以期望的方式将未经处理的蛋壳338粉碎或构造成控制粉碎的蛋壳345和经处理的膜346的特性(如颗粒大小和/或含水量)。
在一些实施例中，可以将系统310构造成用于将未经处理的蛋壳338和附膜分离而没有破坏膜。在一个示例性的实施例中，未经处理的蛋壳338可以通过进料斗322被引入到气流中。(未经处理的蛋壳338可以获自其中将未经处理的蛋壳338认为是废物的其它应用，如在烘焙中使用的敲蛋操作)。在示例性的实施例中，未经处理的蛋壳338可以随气流一起流动通过进口管312。通过进口管312的气流的速度可以是次声速的。在一个实施例中，在进口管312内的气流(在A点处和A点周围)可以是约100mph。在其它实施例中，速度可以更高或更低，例如，从约100mph至约350mph，或从约75mph至150mph。
在示例性的实施例中，未经处理的蛋壳338然后可以随气流一起继续行进到文氏管318的收敛部326，通过喉部328，并且然后到达扩散部330。在未经处理的蛋壳338到达喉部328时，未经处理的蛋壳338可以经受超声波的(1马赫数或更高的)气流速度。在一些实施例中，在B点处和围绕B点的气流可以是约1马赫数；在其它实施例中，可以比这更高或更低，例如，从约0.75马赫数至约1.5马赫数。在示例性的实施例中，随着未经处理的蛋壳338因此继续行进通过文氏管318，所述未经处理的蛋壳338可以经受由于提高的压力而产生的压缩。
在示例性的实施例中，未经处理的蛋壳338可以到达文氏管318的扩散部330中的驻激波344。(在一些实施例中，未经处理的蛋壳在到达驻激波344之前开始破碎)。未经处理的蛋壳338或未经处理的蛋壳的部分与驻激波344的相互作用可以分解、粉碎未经处理的蛋壳338并且从悬浮于气流中的未经处理的蛋壳338中提取水分。由于未经处理的蛋壳的外部部分比未经处理的蛋壳338的膜部分更硬和/或更易碎，所以外层易碎部分在通过驻激波344时分解，而更有柔性和弹性的膜可以完好无缺地或基本完好无缺地通过驻激波344。因此，在通过文氏管318后，未经处理的蛋壳的易碎部分可以减小成悬浮于气流内的颗粒或粉末345，而膜346，也悬浮于气流中，但是可以基本上是完好无缺的。粉碎的蛋壳345和膜346然后与气流一起行进，用于进一步的处理。
图4是蛋壳膜分离系统410的又一实施例的侧视图。图4的系统410含有与图1和2类似的装置。系统410另外包括后处理装置470，用以进一步处理粉碎的蛋壳和膜。该后处理装置470可以通过出口管460联接至外壳432的出口(未示出)。
在一些实施例中，后处理装置470可以构造成用以将悬浮于气流中的粉碎的蛋壳和膜分离。存在多种可能的设备，可以利用所述装置来将这些成分分离。例如，后处理装置470可以包括旋风分离器。在这样的实施例中，旋风分离器可以通过在该旋风分离器的顶部上的出口诸如出口472将气流排出。在那些实施例中，旋风分离器可以允许(密度大于或重于空气的)粉碎的蛋壳445和膜446掉落到旋风分离器的底部，而气流通过该装置的顶部被排出。旋风分离器可以在装置的底部具有包括气锁的出口，如图4中的出口474。粉碎的蛋壳445和膜446均可以通过该底部出口474离开该旋风分离器。
在一些实施例中，碎粉的蛋壳445和膜446可以然后在振动筛(未示出)上行进，该振动筛具有被构造成使粉碎的蛋壳颗粒445通过筛网而保留膜446的网格尺寸。然后可以与粉碎的蛋壳445分离地收集膜446。在一些实施例中，这样的系统可以允许收集80-85％的最初引入该系统的膜材料。此外，在一些实施例中，该方法还可以对通过该过程收集的膜进行消毒或部分消毒。
图5是示意性地表示了蛋壳膜分离系统和方法510的流程图。如图5中所示，并且与结合其它图相关的公开内容类似，首先将未经处理的蛋壳装载到进料斗522中，该进料斗522将未经处理的蛋壳馈送到进口管512中。进口管可以联接到蛋壳通过的文氏管518，蛋壳通过该文氏管518，并且在该文氏管518中，蛋壳被粉碎并且膜与蛋壳的易碎部分分离。然后在被构造成用以将悬浮于气流中的粉碎的蛋壳与也悬浮于气流中的膜分离，并且用以与粉碎的蛋壳分离地收集膜的装置570中处理粉碎的蛋壳和膜。
在结合图5或其它附图中的任一幅图所描述的系统和/或方法中的任一点处增加步骤和部件是在本发明公开内容的范围内的。例如，在一些实施例中，可以在收集粉碎的蛋壳和膜后，进一步处理粉碎的蛋壳和膜。在特定的实施例中，可以将粉碎的蛋壳和/或膜分开地或一起地重新引入到图5的系统并且再次处理，以便例如进一步改变材料的大小、干燥材料和/或粉碎材料。在一些情况中，在该过程中形成的粉碎的蛋壳可以是碎片或粗粉末的形式；在特定的实施例中，重新处理这些碎片可以产生较细的粉。
图6是说明蛋壳分离方法610的流程图。再次，如与结合其它图类似地描述，首先将未经处理的蛋壳输入622到系统中，并且随后粉碎618。然后将膜与粉碎的蛋壳颗粒分离，并且与粉碎的蛋壳颗粒分离地收集670膜。再次，可以将诸如预处理、后处理的步骤和/或在该方法期间进行的其它步骤增加到方法610。
在没有进一步详尽描述的情况下，认为熟悉本领域技术人员可以使用之前的描述，将本发明的公开内容利用至最详尽的程度。在此公开的实施例和实施例应仅被理解为是说明性和示例性的，并且不是以任何方式限制本发明公开内容的范围。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在没有脱离在此的公开内容的基本原则的情况下可以对上述实施例的细节进行改变。旨在，本发明的范围由所附权利要求及其相等物体来限定。
Claims (13)
1.一种将蛋壳和附膜分离的方法，包括：
将未经处理的蛋壳引入到气流中，所述未经处理的蛋壳包括蛋壳和附膜，
其中，通过与文氏管连通的气流产生器来产生所述气流，并且
其中，所述气流使所述未经处理的蛋壳经受一个或多个激波，从而粉碎所述蛋壳。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，进口管与所述文氏管流体连通。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，进口装置联接到所述进口管，使得所述进口装置的纵向轴线大致垂直于所述进口管的纵向轴线，并且所述未经处理的蛋壳通过所述进口装置被引入。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气流产生器联接到所述文氏管的扩散部。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所粉碎的蛋壳引入到分离装置中，所述分离装置被构造成与所述蛋壳分离地收集所述膜。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过所述分离装置收集约80％的最初被引入到所述气流中的所述膜。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：将所粉碎的蛋壳重新引入到所述气流中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气流具有约100mph的第一速度和约1马赫数的第二速度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个激波是驻激波。
10.一种处理蛋壳和附膜的方法，包括：
将未经处理的蛋壳引入到气流中，所述未经处理的蛋壳包括蛋壳和附膜，
其中，所述气流具有约100mph的第一速度和约1马赫数的第二速度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述气流穿过文氏管时，所述气流达到所述第二速度。
12.一种处理蛋壳和附膜的方法，包括：
将未经处理的蛋壳引入到气流中，所述未经处理的蛋壳包括蛋壳和附膜，
其中，所述气流将所述未经处理的蛋壳运送通过驻激波。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述驻激波位于文氏管内。
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Effective date of registration: 20190426 Address after: Iowa Patentee after: Shawkwarwick Co., Ltd. Address before: michigan Patentee before: PULVERDRYER USA, INC. |
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Effective date of registration: 20200201 Address after: Florida, USA Patentee after: Shaukawai Technology Holding Co., Ltd Address before: Iowa, USA Patentee before: Shawkwarwick Co., Ltd. |