CN106455627B - 回收粗粉的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于从有机材料中连续制造或者回收粗粉和油的工艺。更具体地，本发明涉及用于调整在系统中的能量使用和能量分配以保持粗粉和油的连续生产的装置和方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于从鱼的原材料中连续生产鱼粗粉和油的方法。更具体地，本发明涉及一种用于在设备中调整能量使用和能量分配以用于保持鱼粗粉和油的连续生产的方法和设备。
背景技术
从原材料中制备鱼粗粉和从原材料中分离鱼油是一种众所周知的方法并且目前所使用的技术已使用了数十年。该方法和装置包括从通常最初含有75％的水、5％的油和20％的干物质的原材料中分离油和去除水。通常原材料在炊具中加热到沸点。从炊具中所获得的材料转移到压力机以从固体相中挤出尽可能多的液体。液相在倾析器中进一步分离成一方面的固体和水相以及另一方面的油相。水接着在干燥器和蒸发器中从固体/水的相中去除。来自压力机的固体相与来自蒸发器的固体相混合并且转移到干燥器中并接着在干燥后冷却下来。
US4344976公开了一种典型的用于从鱼中回收高蛋白品质的粗粉和油的工艺，其中，以任何常规的方式对鱼块进行加热，并且借助具有用于分离油相的分离出口的离心机将油从已加热的鱼块中分离出来。在该公开文件中，从离心机中排出的鱼汁和浆汁一起馈送到蒸发单元，其中浆汁和鱼汁的混合物馈送穿过一个或者若干个间接加热管。间接加热管的内壁借助于刮浆装置连续地清洁并且其出口连接至用于蒸汽和蒸发产品的分离空间。该产品在常规干燥步骤中进一步地被干燥。
所生成的高品质低热量的粗粉的生产需要在该工艺的后期阶段中在低温下执行该工艺。在含量水在40％以上的早期阶段，当材料经过锅炉时其温度处于100℃。当油相和部分水已经被去除时，该工艺的剩下的部分在低温下执行以保存蛋白质。
发明内容
本发明的目的是克服或者改善现有技术的前述缺点并提供一种用于从有机材料中回收粗粉的改进和/或可替代和/或额外的方法和装置。本发明的优选的目的是提供一种具有简单且稳固的设计的装置，以在第二干燥步骤中利用来自作为加热手段的预干燥步骤所蒸发的蒸汽来完全地干燥有机材料。此外，本发明的优选的目的是提供一种经济有效的设计，优选地其中，所提供的能量在该工艺中所使用的干燥器单元的能量是用于执行所述工艺的剩下的步骤所需要的主要能量源，所述工艺的剩下的步骤由来自干燥器的能量来控制。本发明另一优选的目的是提供一种具有紧凑设计的装置，该装置可有助于使原材料及其衍生物保持低温，使得蛋白质保持相对完整。本发明的优选的目的也是提供一种装置，该装置在该装置的操作和安装期间具有改进的可操作性和/或增加的易用性。
以下本发明的一个或多个目的具体通过在独立权利要求中所限定的特征来解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。以下将讨论进一步的额外的和/或替代的方面。
更具体地，本发明的工艺教导了在第二干燥步骤中利用来自作为加热手段的预干燥步骤所蒸发的蒸汽以及将空气吹过第二干燥器来完全地干燥材料。
本发明提供一种新的设备和用于操作用于以能量有效的方式从有机材料回收粗粉的装置的方法。所述系统的核心是预干燥器，所述预干燥器也是接收外部能量以加热材料并生成蒸汽的蒸汽锅炉。在预干燥器中所生成的蒸汽能够足以维持系统的能量需求。在将干燥空气吹到第二干燥器的同时将剩余的水从材料中去除以及使用来自预干燥器的蒸汽加热在第二干燥器上的热表面的组合是一种用于生产高品质粗粉有机材料的新的且改进的方法。在离开第二干燥器的粗粉中的含水量和以恒定的能量使用泵送到预干燥器中的材料之间的关系用于调节所述工艺，使得在含水量太高时，在预干燥器中泵送更少的材料，反之亦然。
本发明还提供一种用于生产高品质低热量的所生成的粗粉的新的设备和方法，其中，材料或者其衍生物的温度通常接近40℃呈干燥形式离开干燥阶段。此外，本发明的方法和装置重点在于使用和再使用提供用于干燥器单元的能量从而控制和供应到所述系统的剩余元件的热量/能量，以有助于生产高品质低热量的所生成的鱼粗粉。
在本发明的第一方面，提供了一种用于从有机材料中回收粗粉的方法。该方法包括：将材料转移到预干燥器用于从材料中蒸发一部分水相，其中，预干燥器是接收外部能量以在预干燥器中加热材料并生成蒸汽的蒸汽锅炉。随之，将材料转移到第二干燥器用于从材料中去除更多水相，其中，在第二干燥器5中去除水是如下两步骤的工艺：1)将在预干燥器中所生成的蒸汽转移到第二干燥器以加热第二干燥器5的热表面并因此加热在第二干燥器中的材料；以及2)将干燥空气吹过第二干燥器，其中，干燥空气在蒸发期间与材料混合并且所述空气饱和地离开第二干燥器。
在本发明的第二方面，提供了一种用于从有机材料中回收粗粉的方法。该方法包括：将材料转移到预干燥器用于从材料中蒸发一部分水相，其中，预干燥器是接收外部能量以在预干燥器中加热材料并生成蒸汽的蒸汽锅炉。随之，将材料转移到第二干燥器以从材料中去除更多水相，其中，在第二干燥器5中去除水是两步骤的工艺：1)将在预干燥器中所生成的蒸汽转移到第二干燥器以加热第二干燥器5的热表面并因此加热在第二干燥器中的材料；以及2)将干燥空气吹过第二干燥器，其中，干燥空气在蒸发期间与所述材料混合并且空气饱和地离开第二干燥器。
在本发明的第三方面，提供了一种用于从有机材料中回收粗粉的设备。该设备包括：用于从所述材料中去除一部分水相的预干燥器，所述预干燥器是接收外部能量以加热在预干燥器中的材料并生成蒸汽的蒸汽锅炉；以及用于从所述材料中去除更多水相的第二干燥器。第二干燥器包括热交换部件，以接收在预干燥器中所生成的蒸汽，从而在第二干燥器中加热所述材料，并且第二干燥器还包括：用于接收吹入到第二干燥器中的干燥空气的空气进口，其中，所述干燥空气在蒸发期间与所述材料混合；以及用于将饱和空气导出第二干燥器的空气出口。
在本发明的第四方面，提供了一种用于操作用于从有机材料中回收粗粉的装置的设备和方法。所述设备包括：用于预加热材料的预加热炊具、用于将所述材料加热到80℃以上的炊具、用于从剩余的材料中分离油相的分离装置、用于从所述材料中去除一部分水相的预干燥器以及用于从所述材料中去除更多水相的第二干燥器。该方法的特征在于，用于保持连续生产粗粉的能量使用和能量分配包括以下步骤:
-使用来自外部源的能量在预干燥器4中生成蒸汽，
-将在预干燥器4中的材料加热到沸点，
-将在蒸汽锅炉中生成的蒸汽引导到:
A)第二干燥器5，其中，在第二干燥器5的热表面上部分地形成冷凝；以及
B)后面的炊具2，其中，蒸汽在炊具2的热表面上冷凝，以及
-将来自第二干燥器5和炊具2的冷凝水输送到预加热炊具1以预加热所述材料，以及
-将温暖的且饱和的空气导出第二干燥器5并将干燥空气导入到第二干燥器5中，其中，所述干燥空气与所述材料混合。
在本发明的第五方面，提供一种设备和用来操作用于从有机材料中回收粗粉的装置的方法。它们包括将材料转移到用于从材料中蒸发一部分水相的预干燥器，其中，预干燥器是接收外部能量以在预干燥器中加热材料并生成蒸汽的蒸汽锅炉。随后，将所述材料转移到第二干燥器用于从所述材料中去除更多水相，其中，在第二干燥器5中去除水是两步骤的工艺：1)将在预干燥器中所生成的蒸汽转移到第二干燥器以加热第二干燥器5的热表面并因此加热在第二干燥器中的所述材料；以及2)将干燥空气吹过第二干燥器，其中，所述干燥空气在蒸发期间与所述材料混合并且所述空气饱和地离开第二干燥器。此外，离开第二干燥器的粗粉的含水量/湿度通过传感器来检测并且，在将固定的外部能量引入到预干燥器时，当粗粉的含水量过低时就将更多的材料泵送到第二干燥器中，但是当所述粗粉的含水量过高时就将更少的材料泵送到第二干燥器中。
发明的描述
以下实施例和定义涉及本发明的工艺、方法和设备。
在本发明中，该方法、设备和工艺涉及从原材料或者有机材料中生产鱼粗粉和肉粗粉。在该工艺开始时，原材料是鱼和鱼的“废料”或者有机材料。通过该工艺，“材料”变成油、水和固体材料的浆状混合物并且接着油相能够从水/固体材料中分离。该工艺的剩余部分接着处理从水/固体材料中去除水以生产粗粉。为了定义的目的，术语“原材料”被用作原始材料。此后直到粗粉离开该工艺，经历该工艺的物料被称为“所述材料”。在本发明中，术语“系统”在描述该方法和设备的相互作用时使用。
在本发明中，来自材料的油相在分离装置、例如倾析器中从固体相和水相中分离。
在本发明的实施例中，所述材料在其被转移到预干燥器4中之前在一个或多个炊具中加热。加热能够以两步骤执行：1)在预炊具1中预加热材料，以及2)在炊具2中进一步地加热材料。
在本发明的实施例中，在预干燥器中生成的蒸汽部分地引导到炊具，其中，蒸汽在炊具上/周围的热表面上冷凝。
在本发明的实施例中，来自第二干燥器和炊具的冷凝水输送到预加热炊具以预加热所述材料。
在本发明的实施例中，油相在所述材料在一个或多个炊具中加热之后且在将其转移到预干燥器中之前在分离装置中从所述材料中分离。
在本发明的实施例中，提供至预干燥器的能量足以执行所述工艺中的所有步骤，其中，预加热炊具、炊具、分离装置、预干燥器以及第二干燥器用于从有机材料中生产粗粉。
在本发明的实施例中，该材料转移到预干燥器4中以使在预干燥器4中的材料保持恒重。
在本发明的实施例中，固定的外部能量被引入至预干燥器4中，其中，当所述粗粉的含水量过低时，将更多的材料转移到第二干燥器中，但是当所述粗粉的含水量过高时将更少的材料泵送至第二干燥器中。
在本发明的实施例中，离开第二干燥器的空气的含水量在水洗器中减少。
在本发明的实施例中，该有机材料来自于鱼或者肉。
在本发明的实施例中，只接收外部能量的元件是预干燥器。
在本发明的实施例中，通过转移机构、例如螺旋输送机将该材料从倾析器输送至预干燥器。螺旋输送机定位在由在预干燥器中生成的蒸汽的一部分加热的管道或者壳体的内部。这将防止在该材料中温度进一步减小。
在本发明的实施例中，离开第二干燥器的暖空气在50-70℃之间、例如55-65℃或者60℃。
在本发明的实施例中，将来自第二干燥器5和炊具2的冷凝水输送至炊具1，以将该材料加热到25-40℃之间、例如30-38℃之间或者35℃。在预干燥器中所生成的蒸汽使在炊具中的材料加热至75-90℃之间、例如在80-87℃之间或者85℃。而且，该材料在其进入第二干燥器时在90-100℃之间。此外，离开第二干燥器的空气在大约60℃并且干燥的粗粉在大约40℃。
在本发明的实施例中，离开预干燥器的材料可再次引导到倾析器中以从所述材料中提取更多的油相。
在本发明的实施例中，额外的能量被引入到第二干燥器5中以增加水从材料中的蒸发。
在本发明的一个实施例中，通过将来自预干燥器的蒸汽的一部分引导到与用于将材料从倾析器3输送到预干燥器4的机构相联的加热腔室来防止所述材料的温度在从倾析器3输送到预干燥器4期间降低。
具体实施方式
根据以下给定的详细描述和附图将更完全地理解本发明，所述附图仅通过图示的方式给定并且因此不限定本发明。在附图中所示的实施例参考附图标记来解释。术语“系统”在描述方法和设备之间的相互作用时在此处以下来使用。
图1示出了用于从原材料中回收鱼粗粉和油的系统的示意图，其中，示出了材料通过该系统的路线以及输入能量和通过该系统的能量分配。所述系统的机械元件包括制备装置、例如绞肉机(未示出)、炊具1、炊具2、分离站3、预干燥器4以及第二干燥器5。该图示出了本发明的实施例，其中，只接收外部能量的元件是预干燥器4(为蒸汽锅炉)，并且所述附图解释了在系统中的能量的使用和能量的分配是如何控制以用于保持鱼粗粉和油的连续生产的。该图还示出了用于冷却来自第二干燥器5的空气的水洗器6。用线条和箭头示出了材料通过系统的路线，所述路线为从原材料进入炊具1开始、在分离站3中从水/固体相中分离油相以及在工艺结束时传送固体相(干燥的粗粉)之前在预干燥器4和第二干燥器5中去除水相。该图还示出了输入能量如何转化成蒸汽并冷凝用于驱动系统的剩余元件。系统的能量分配和管理将进一步地在附图2至图4中解释，上述附图示出了实际上通过完全使用系统中的能量来对所述工艺的元件和高品质低热量的所生成的鱼粗粉的生产进行调节。
图2进一步地解释了材料通过系统的路线。原材料最经常由多种制备装置(未示出)来处理以在原材料经过煮制、从剩余的材料中分离油相以及接着蒸发水相以输送粗粉的工艺之前磨制原材料。原材料接着泵送至在该实施例中是管状锅炉的炊具1中。材料在炊具1中预加热至大约35℃。该材料通过一些输送机构、例如卷绕管引导至炊具2。当该材料与骨头和沙的沉淀物一起朝向馈送出口移动时，该材料在炊具2中被加热至大约85℃。沉淀物在油相在分离站中与固体/水相分离之前与所述材料分离。材料的温度在分离阶段期间从80℃降低到50℃-60℃之间(在附图中所示为大约55℃)。包括水/固体相的该材料通过转移机构、例如螺旋输送机(未示出)从倾析器3输送至预干燥器4。
所述系统的预干燥器通过加热预干燥器的内表面将材料加热至大约100℃。因此，重要的是不断地从缸体的内表面刮掉材料以防止材料在其保持长时间地附着在内表面上所引起的燃烧。预干燥器能够定位在负载单元上并且能够承受恒重以调节馈送到预干燥器中馈入物。泵定位在预干燥器4和主蒸发器/干燥器5之间。该泵能够作为主控制器使材料活动通过整个单元。在所述工艺的该部分中，所述材料的浓度很高。在预干燥器中，多达大约70％的水通过煮制去除。将剩余材料作为浆料送至第二干燥器5，其中，要去除的水的剩余部分蒸发，从而在所述材料离开所述设备和工艺时是材料以40℃离开。
后面的干燥器/第二干燥器5构造成缸体，所述缸体具有沿着缸体定中布置的转子。进入第二干燥器的材料是浆糊，并且装置、例如刮刀可用于使浆糊旋转以与在那里的空气相相互作用。浆糊材料当它进入第二干燥器时是100℃，但是当浆糊与空气相和汽缸的热表面相互作用时，热量利用水分子离开浆糊。干燥的粗粉(8％的水)在它离开所述系统时是大约40℃，并且当粗粉离开第二干燥器时它通过研磨机以磨制该粗粉。
图3示出了在系统中使用输入能量并再使用该能量以执行用于生成高品质低热量的所生成的粗粉的单元的工艺。能量不是遵循通过所述系统的所述材料而是遵循在该附图中的路线。当预干燥器是蒸汽锅炉时，术语“蒸汽锅炉”或者“预干燥器”为描述附图的目的而相同地使用。蒸汽锅炉/预干燥器4接收来自系统的外部的源的能量。蒸汽锅炉加热预干燥器的内表面(缸体)。在蒸汽锅炉中产生的蒸汽(100℃)从蒸汽锅炉输送至第二干燥器5以及炊具2。蒸汽在第二干燥器的热表面上部分地冷凝且由加热第二干燥器所释放的能量用于触发其中的相变。为了保持相变进行并去除所形成的蒸汽，将20℃的空气流过通过第二干燥器。空气通过转子(未示出)的作用与浆料和粗粉混和。由于相变，混合物的温度保持在50℃，而采用这种方式能量通过第二干燥器的热表面连续地流到混合物中。离开第二干燥器的空气是60℃并且吹过洗涤塔(参见图4)。在第二干燥器中，来自预干燥器4的大约60％的蒸汽被冷凝，同时剩余的蒸汽继续送至炊具2并在其热表面上冷凝。在炊具2中所释放的能量将所述材料在炊具2中从35℃加热至85℃。来自第二干燥器5和炊具2的冷凝水被输送至炊具1，且从冷凝水释放的能量用于在炊具1中将原材料从5℃加热到35℃并将冷凝水以30℃引导出所述系统。
在分离阶段期间在倾析器3中的材料的温度从80℃降低到在50-60℃之间。将该材料通过转移机构、例如螺旋输送机(未示出)从倾析器3输送到预干燥器4。螺旋输送机可定位在通过在预干燥器4中所生成的一部分蒸汽所加热的管道或者壳体的内部。这进一步地防止了所述材料中的温度损失。
图4示出了来自第二干燥器的空气如何根据本发明的一个实施例来冷却下来。在该实施例中的第二干燥器构造成缸体，所述缸体具有沿着所述缸体定心布置的转子。外套/覆盖物7在转子周围，其中，来自预干燥器的蒸汽在覆盖物中冷凝。进入第二干燥器的浆糊材料在缸体中旋转以允许浆糊材料与在第二干燥器的入口端处吹到缸体中的空气相互作用。在该实施例中，空气在其吹到第二干燥器中时为20℃并且浆糊材料在其进入第二干燥器时为100℃。所述材料与干燥空气以及缸体的热表面的作用引起材料蒸发并且使能量以饱和空气的形式离开所述系统，所述饱和空气在其离开第二干燥器5时在50和60℃之间。尽管大多数的粗粉以磨制材料离开第二干燥器5，但是一些细的粗粉颗粒与空气一起离开第二干燥器5。细的粗粉在“空气洗涤塔”(水洗器)或者分离器7中分离并且引导成加入来自第二干燥器的磨制的粗粉或者被单独地存储。水洗器6接收来自第二干燥器5的温度在大约60℃的空气。空气被冷却到大约20℃并且接着再次引导到干燥器5中，以进一步地从预干燥器4中干燥半干的浆糊。尽管在此处示出了水洗器，但是温暖潮湿空气能够简单地吹出第二干燥器5并且干燥空气能够注入到第二干燥器中以有助于根据本发明的蒸发工艺。
本发明还涵盖了具有来自以上所描述的不同的实施例的特征的任何组合的实施例。在权利要求中的附图标记只是作为澄清性的示例来提供并且不得解释为以任何方式限制权利要求的范围。本发明在一些术语、特征、数值和范围等连同术语例如“大约”、“周围”、“通常”、“大体上”、“基本上”、“至少”等一起使用的情况下还涵盖精确的术语、特征、数值以及范围等(即"大约3"还将涵盖了精确的3的数值或者"基本上常数"也将涵盖了精确地常数的数值)。术语"一"(a、an)、"第一"、"第二"等不排除多个。
Claims (18)
1.一种用于从有机材料中回收粗粉的方法，所述方法包括：
-将所述材料转移到用于从材料中蒸发一部分水相的预干燥器(4)，所述预干燥器(4)是接收外部能量以使所述材料在所述预干燥器(4)中加热并生成蒸汽的蒸汽锅炉，以及
-将所述材料转移到用于从所述材料中去除更多水相的第二干燥器(5)，
其特征在于，在所述第二干燥器(5)中去除水是如下的两步骤工艺:
-将在所述预干燥器(4)中所生成的蒸汽转移到所述第二干燥器(5)以加热所述第二干燥器(5)的热表面并因此加热在所述第二干燥器中的所述材料，以及
-将冷却的干燥空气吹过第二干燥器(5)，其中，所述干燥空气在蒸发期间与所述材料混合并且所述空气饱和地离开所述第二干燥器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料在所述材料被转移到所述预干燥器(4)中之前在一个或多个炊具中加热。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在预加热炊具(1)中以两个步骤执行加热以预加热所述材料并且在第二炊具(2)中进一步地加热所述材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述预干燥器(4)中所生成的蒸汽部分地引导到第二炊具(2)，其中，所述蒸汽在所述第二炊具(2)的热表面上冷凝/围绕所述第二炊具(2)的热表面冷凝。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，来自所述第二干燥器(5)和第二炊具(2)的冷凝水输送至所述预加热炊具(1)以预加热所述材料。
6.根据权利要求3至4中的任一项所述的方法，其特征在于，在一个或多个炊具中将所述材料加热之后并且在将所述材料转移到所述预干燥器(4)中之前在分离装置(3)中将油相从所述材料中分离。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，提供至所述预干燥器(4)的能量足以执行在预加热炊具、第二炊具、分离装置、预干燥器和第二干燥器中处理材料的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述材料转移到预干燥器(4)中以使材料在所述预干燥器(4)中保持恒重。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，离开所述第二干燥器的所述空气的含水量在水洗器(6)中减少。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机材料来自于鱼。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机材料来自于肉。
12.一种用于从原材料中回收粗粉的设备，所述设备包括：
-用于从所述原材料中去除一部分水相的预干燥器(4)，所述预干燥器(4)是接收外部能量以在所述预干燥器(4)中加热所述原材料并生成蒸汽的蒸汽锅炉，以及
-用于从所述原材料中去除更多水相的第二干燥器(5)，
其特征在于
-所述第二干燥器(5)包括热交换元件，以接收在所述预干燥器(4)中所生成的蒸汽，从而在所述第二干燥器中加热所述原材料，以及
-所述第二干燥器(5)还包括：用于接收将吹到所述第二干燥器(5)中的冷却的干燥空气的空气进口，其中，所述干燥空气在蒸发期间与所述原材料混合；以及用于将饱和空气引导出所述第二干燥器(5)的空气出口。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备还包括一个或多个炊具，以在所述原材料转移到所述预干燥器(4)中之前加热所述原材料。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，通过预加热炊具(1)执行加热以预加热所述原材料，并在第二炊具(2)中进一步地加热所述原材料。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于从所述原材料中分离油相的分离装置(3)。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于将所述原材料装载到所述预加热炊具(1)中的活塞泵。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，活塞泵定位在所述第二炊具(2)后面以将所述原材料泵送到所述分离装置(3)中。
18.根据权利要求16或17所述的设备，其特征在于，所述活塞泵包括搅拌机构，以在所述原材料输送到所述分离装置(3)中之前使所述原材料处于均匀状态。
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