CN108424435A - 角质蛋白营养液的生产方法及专用的反应釜 - Google Patents
角质蛋白营养液的生产方法及专用的反应釜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种角质蛋白营养液的生产方法及专用的反应釜，通过在弧形反应釜底(14)的上方设有篦子(8)，在反应釜底(14)的外侧设有切向的出料管(9)，在出料管(9)的另一端设有爆喷分离器，在出料管(9)上还设有阀门(10)，在反应釜的内侧壁上设有凸起物(18)，在反应釜盖(4)的底部设有搅拌机构(19)，通过爆喷来排出反应釜中的液体溶液，通过反应釜内液体的旋转来进行搅拌，与现有技术相比，本发明在高温、高压下直接进行爆喷，并且无需在反应釜内安装搅拌器就可以起到分离和搅拌的作用，并且可以将絮状物在冷却前就彻底打散，使之充分溶解于水，制成的氨基酸肥料可以充分的被吸收，大大提高了肥料的利用率。
Description
技术领域
本发明属于化工生产设备领域，尤其是一种角质蛋白营养液的生产方法及专用的反应釜。
背景技术
氨基酸是动植物生长所必须的物质，市场需求巨大，目前已经有利用羽毛生产氨基酸的技术，常规的将羽毛降解为氨基酸方法是酸解法，酸解法将羽毛清洗后送入酸解罐内，加入浓度为35％-40％的盐酸，数量为羽毛重量的3倍左右，边搅拌边加热，在温度为110℃-115℃的条件下，搅拌降解8-10小时，获得羽毛全部酸解的氨基酸水解液，然后用液碱中和10小时后进入后续工段；此方法的主要缺陷是：水解、中和时间长达20小时；消耗大量的盐酸、液碱、生产成本高；废酸、废碱污染重；水解、中和时间长导致能耗高；得到的滤液后纯化工艺复杂、且部分氨基酸被长时间的高温和酸碱破坏。第二种将羽毛降解的方法是高温高压水法，该方法曾见于ZL200610026221.1的专利中，该方法较酸解法已具有较大的优势，他利用高温高压水传质阻力小，扩散系数大的特点，以其作为反应介质，在无催化剂的条件下使羽毛降解为氨基酸，整个反应无污染，时间短，相比酸解方法优势明显，但其缺陷是：高温高压水的作用会破坏部分氨基酸的结构，且整体收率稍低，第三种是微波加热高温高压水解羽毛提取氨基酸的方法，该方法曾见于ZL201310067721.X的专利中，该方法是以羽毛和超纯水作为原料，不使用任何催化剂，以微波高压陶瓷反应釜为设备，在160℃-200℃的温度、0.3MPa-1.7MPa、反应时间控制在1/6小时-1小时的条件下进行反应，反应后可得到精氨酸、甘氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸等氨基酸的混合液。该生产方法的优点是：不使用酸碱，成本降低；反应时间短；降低滤液中氨基酸的破坏率；且利用电磁波从内部加热，具有加热迅速的特点，但是，该方法也存在用水量大，时间长，工艺复杂，成本高，压力大，容易破坏部分氨基酸的结构的问题，目前存在总的问题是容易破坏部分氨基酸，氨基酸的生产工艺复杂，使氨基酸的成本过高，不够环保，满足不了市场需求,本发明的申请人曾申请了一项公开号为CN106495800A的中国发明专利，发明名称为“利用动物角质蛋白快速生产生物有机肥的方法”，以角质蛋白(羽毛、毛发、蹄、角等)和水为原料和水，将角质蛋白和水加入高压反应釜内，将反应釜内的混合物加热到温度为：120℃～200℃，控制反应釜内的压强为0.4MPa～1MPa，反应时间控制在10分钟～2小时，反应结束后降温至常温后得到的液体即为多元氨基酸混合液，不仅不使用酸碱，大幅度降低了成本，并且也无需浸泡、冲洗和烘干，大大节约了时间，简化了生产工序，并且没有任何污水排放，更加环保，反应条件更加温和，更加充分降低了氨基酸的破坏率，提高了氨基酸的产出率，不仅可以使用羽毛，还可以使用毛发、蹄、角等生产氨基酸，大大满足了氨基酸的市场需求，但是，在利用羽毛、毛发、蹄、角等原材料生产角质蛋白液的生产过程中，反应釜内物料流动不畅，出现结块、沉淀现象，均质不完全，导致产品质量不佳，使用效果不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种角质蛋白营养液的生产方法及专用的反应釜，在反应结束后，在高温、高压下直接进行爆喷，进行均质和对细胞的破壁，并且可以使反应釜内的液体自动旋转和搅拌，从反应釜中放出来的营养液不容易形成块状，产品很容易被动植物所吸收，大大提高了产品的利用率。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：将角质蛋白和水加入高压反应釜内，角质蛋白和水的重量配比为：1:7～15，将反应釜内的混合物加热到温度为：120℃～200℃，控制反应釜内的压强为1MPa～2MPa，反应时间控制在10分钟～2小时，反应结束后，打开反应釜底部出料管上的阀门，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白液。
作为生产角质蛋白营养液的专用的反应釜，包括反应釜体(1)、反应釜口(2)、反应釜底(14)、反应釜盖(4)、压力表(5)、温度计(6)及安全阀(7)，其特征在于：反应釜体(1)为一圆柱形的桶状体，在反应釜底(14)的外侧设有与侧壁相切伸出的出料管(9)，所述出料管进口(15)上方的反应釜底(14)部设有篦子(8)，该篦子(8)至少一层为网状板构成，在出料管(9)的另一端设有爆喷分离器，该爆喷分离器包含一个设有空腔的容积体(11)，容积体(11)的壁上设有密布的出料孔(12)，在出料管(9)上设有阀门(10)并且出料管(9)的出口设置于容积体(11)的空腔中。
作为上述技术方案的改进方案，
在所述的爆喷分离器的外侧设有爆喷分离器罩(16)，该爆喷分离器罩(16)包含一个伞形罩体，罩体内设有罩内分离板(17)，所述的罩内分离板(17)由至少一层为网状板构成。作为再进一步改进，角质蛋白液从出料管爆喷出来后撞击到罩内分离板，更容易分散和均质，并可以防止角质蛋白液的飞溅。
作为进一步改进，在所述的反应釜体(1)的内侧壁上设有凸起物(18)。起到了类似搓衣板的作用，产生的效果更好。
作为进一步改进，所述的反应釜底(14)为弧形底，即反应釜底(14)呈球冠状体。
作为进一步改进，在所述的爆喷分离器与出料管(9)相对的内壁上设有分离板(13)，该分离板(13)由至少一层为网状板构成。
作为进一步改进，在所述的反应釜盖(4)的下端设有搅拌机构(19)，该搅拌机构(19)为设置于反应釜盖(4)上的向下的至少一根杆状体，并且所述的杆状体偏离反应釜的中心位置。反应釜内的角质蛋白液在排料时产生旋转，搅拌机构19可以使液体中较大块的角质蛋白与搅拌机构19相互碰撞或产生扰流，角质蛋白液更容易打散和均质，可以起到更好的搅拌作用，产生的效果更好。
作为进一步改进，在反应釜盖与反应釜口之间设有垫圈。
本发明通过在弧形反应釜底的上方设有篦子，在反应釜底的外侧设有出料管，在出料管与反应釜底的连接处设有联通到反应釜底内部的出料管进口，在出料管的另一端设有爆喷分离器，在爆喷分离器的侧壁上设有出料孔，在出料管上还设有阀门，在反应釜盖上设有温度计，在反应釜盖与反应釜口之间设有垫圈，在爆喷分离器的内与出料管相对的内壁上设有分离板，反应釜内通过高温、高压后的角质蛋白变的稀软，絮状物通过篦子进入到反应釜的底部，较大块的则不能通过，水解反应完成后，打开阀门，由于反应釜内外存在较大的压力差，液体通过出料管以爆喷的方式喷射到分离板上，絮状物被彻底打散，再通过爆喷分离器的侧壁上的出料孔喷射出来，进一步散开，液体喷出后，在反应釜内部的液体则在离心力的作用下形成旋流，可以自动搅拌和分离反应釜内部较大块的角质蛋白，使的较大块的角质蛋白分离和变小，与现有技术相比，本发明在高温、高压下直接进行爆喷，并且无需在反应釜内安装搅拌器就可以起到分离和搅拌的作用，并且可以将絮状物在冷却前就彻底打散，使之充分溶解于水，制成的氨基酸肥料可以充分的被吸收，大大提高了肥料的利用率。
附图说明
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1沿A—A的剖面结构示意图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图4为本发明实施例3的结构示意图。
图5为本发明实施例3爆喷分离器罩底部的结构示意图。
图6为本发明实施例4爆喷分离器罩底部的结构示意图。
图7为本发明实施例5的结构示意图。
图8为本发明实施例6的结构示意图。
图中所示：1为反应釜体，2为反应釜口，3为垫圈，4为反应釜盖，5为压力表，6为温度计，7为安全阀，8为篦子，9为出料管，10为阀门，11为爆喷分离器，12为出料孔，13为分离板，14为反应釜底，15为出料管进口，16为爆喷分离器罩，17为罩内分离板，18为凸起物，19为搅拌机构，20为出渣口。
具体实施方式
实施例1：参照图1～图2，为本发明实施例1角质蛋白营养液的生产专用的反应釜的结构示意图，在反应釜体1的顶端设有反应釜口2，在反应釜口2，在反应釜口2的上方设有垫圈3，在垫圈3的顶端设有反应釜盖4，反应釜口2与反应釜盖4之间通过螺栓连接，在反应釜盖4上设有温度计6，压力表5及安全阀7，本实施例中的反应釜体1为一圆柱形的桶状体，反应釜底14为一球面向下的球冠状体，在反应釜底14的外侧设有与侧壁相切伸出的出料管9，在出料管9与反应釜底14的连接处设有联通到反应釜底14内部的出料管进口15，在出料管9上还设有阀门10，在弧形反应釜底14的内侧上方设有篦子8，该篦子(8)至少一层为网状板构成，网状板可以为密布孔洞的板体，也可为网板，在出料管(9)的另一端设有爆喷分离器，该爆喷分离器包含一个设有空腔的容积体(11)，本实施例为一圆柱形桶状体，容积体(11)的侧壁上设有密布的出料孔(12)，在出料管(9)上设有阀门(10)并且出料管(9)的出口从容积体(11)的上部伸入到空腔中，在所述的爆喷分离器与出料管(9)相对的内壁上设有分离板(13)，该分离板(13)由一层为网状板构成，也可以设置多层网状板。
当反应釜内的角质蛋白在高温、高压下逐渐被液化，角质蛋白变的稀软，絮状物通过篦子8进入到反应釜底14，较大块的则不能通过，水解反应完成后，打开阀门10，由于反应釜内外存在较大的压力差，液体通过出料管9喷射到分离板上13，絮状物被彻底打散，再通过爆喷分离器11的侧壁上的出料孔12喷射出来，进一步散开，液体喷出后，在反应釜内部的液体则形成旋流，可以自动搅拌和分离反应釜内部较大块的角质蛋白，使较大块的角质蛋白分离和变小，未被液化的较大的角质蛋白则留在了反应釜内，再与新进入的角质蛋白进行下一次的继续分解。
实施例2：参照图3，为本发明实施例2的结构示意图，与实施例1相比，实施例2的不同之处在于：实施例2中的出料管9从反应釜底14的侧面通入到反应釜底14的内部，也可以达到同样的效果。
实施例3：参照图4～5，为本发明实施例2的结构示意图，与实施例1相比，实施例3的不同之处在于：实施例3中在爆喷分离器11的外侧设有爆喷分离器罩16，该爆喷分离器罩(16)包含一个伞形罩体，罩体内设有罩内分离板(17)，所述的罩内分离板(17)由多层为网状板构成，本实施例的罩体内设有多层罩内分离板(17)，爆喷分离器11位于多层罩内分离板(17)所构成的过滤体的中心部位。角质蛋白液从爆喷分离器11喷出后撞击到罩内分离板17后可以再进一步分散和均质，起到更好的效果，同时，伞形的爆喷分离器罩16可以防止液体的飞溅，本实施例适合于直接将液化的角质蛋白营养液喷射到池中。
实施例4：参照图6，为本发明实施例5的结构示意图，与实施例4相比，实施例5的不同之处在于：所述的罩内分离板(17)由多层为密布孔洞的网状板构成。
实施例5：参照图6，图6为本发明实施例5的结构示意图，与实施例2相比，实施例5与实施例2的不同之处在于：实施例5中在反应釜体1的内侧壁上设有凸起物18，该凸起物18为反应釜体1的内侧壁上竖向的波纹，反应釜内的角质蛋白液产生旋转后，反应釜体1的内侧壁上的凸起物18起到了类似搓衣板的作用，反应釜内旋转的液体与反应釜体1的内侧壁上的凸起物18互相摩擦，角质蛋白液更容易分散和均质，产生的效果更好。
实施例6：参照图7，图7为本发明实施例6的结构示意图，与实施例3相比，实施例6与实施例3的不同之处在于：实施例6中在反应釜盖4的下端设有搅拌机构19，该搅拌机构19为设置于反应釜盖4上的向下的至少一根杆状体，并且所述的杆状体偏离反应釜的中心位置，反应釜内的角质蛋白液在排料时产生旋转，搅拌机构19可以使液体中较大块的角质蛋白与搅拌机构19相互碰撞或产生扰流，角质蛋白液更容易打散和均质，可以起到更好的搅拌作用，产生的效果更好。
另外，所述的多层罩内分离板(17)所构成的过滤体完全将爆喷分离器11包裹于所构成的过滤体的中心部位，温度计6、压力表5及安全阀7设置于反应釜1壳体上，所述凸起物18为反应釜体1的内侧壁上乳状的凸起，在篦子(8)上部的反应釜1的壳体上设有出渣口20，在篦子(8)下部的反应釜底14还可设置排渣口。
实施例7：将角质蛋白和水加入高压反应釜内，角质蛋白和水的重量配比为：1:7，将反应釜内的混合物加热到温度为：200℃，控制反应釜内的压强为2MPa，反应时间控制在10分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例8：将角质蛋白和水加入高压反应釜内，角质蛋白和水的重量配比为：1:15，将反应釜内的混合物加热到温度为：120℃，控制反应釜内的压强为1MPa，反应时间控制在2小时，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例9：将角质蛋白和水加入高压反应釜内，角质蛋白和水的重量配比为：1:12，将反应釜内的混合物加热到温度为：160℃，控制反应釜内的压强为1.5MPa，反应时间控制在1小时，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例10：将动物羽毛和水加入高压反应釜内，羽毛和水的重量配比为1:8，将反应釜内的混合物加热到200℃，控制反应釜内的压强为1.2MPa，在此温度和压强下反应40分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例11：将羽毛、毛发、蹄、角的混合物和水加入高压反应釜内，加水量为角质蛋白重量的10倍，将反应釜内的混合物加热到180℃，控制反应釜内的压强为1.8MPa，在此温度和压强下反应1小时20分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例12：将动物皮和内脏的混合物按重量的8倍加水，在高压反应釜内加热到160℃，控制反应压力为1.5MPa，反应时间控制在40～120分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例13：将动物毛发(含人发)按重量的12倍加水，在高压反应釜内加热到150～200℃，控制反应压力为2MPa，反应时间控制在40～120分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例14：将动物皮毛按重量的10倍加水，在高压反应釜内加热到160℃，控制反应压力为1.6MPa，反应时间控制在60～120分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
实施例15：将动物皮、毛按重量的10倍加水，在高压反应釜内加热到200℃，控制反应压力为2MPa，反应时间控制在60～120分钟，反应结束后，打开反应釜底部出料管(9)上的阀门10，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式从出料孔12喷出，降温至常温后就可以得到角质蛋白营养液。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生产角质蛋白营养液的专用反应釜，包括反应釜体(1)、反应釜口(2)、反应釜底(14)、反应釜盖(4)、压力表(5)、温度计(6)及安全阀(7)，其特征在于：反应釜体(1)为一圆柱形的桶状体，在反应釜底(14)的外侧设有与侧壁相切伸出的出料管(9)，在出料管(9)与反应釜底(14)的连接处设有联通到反应釜底(14)内部的出料管进口(15)，所述出料管进口(15)上方的反应釜底(14)部设有篦子(8)，该篦子(8)至少一层为网状板构成，在出料管(9)的另一端设有爆喷分离器，该爆喷分离器包含一个设有空腔的容积体(11)，容积体(11)的壁上设有密布的出料孔(12)，在出料管(9)上设有阀门(10)并且出料管(9)的出口设置于容积体(11)的空腔中。
2.根据权利要求1所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的爆喷分离器的外侧设有爆喷分离器罩(16)，该爆喷分离器罩(16)包含一个伞形罩体，罩体内设有罩内分离板(17)，所述的罩内分离板(17)由至少一层为网状板构成。
3.根据权利要求1或2所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的反应釜体(1)的内侧壁上设有凸起物(18)。
4.根据权利要求1或2所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：所述的反应釜底(14)为弧形底。
5.根据权利要求1或2所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的爆喷分离器与出料管(9)相对的内壁上设有分离板(13)，该分离板(13)由至少一层为网状板构成。
6.根据权利要求3所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的爆喷分离器与出料管(9)相对的内壁上设有分离板(13)，该分离板(13)由至少一层为网状板构成。
7.根据权利要求4所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的爆喷分离器与出料管(9)相对的内壁上设有分离板(13)，该分离板(13)由至少一层为网状板构成。
8.根据权利要求6所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的反应釜盖(4)的下端设有搅拌机构(19)，该搅拌机构(19)为设置于反应釜盖(4)上的向下的至少一根杆状体，并且所述的杆状体偏离反应釜的中心位置。
9.根据权利要求7所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，其特征在于：在所述的反应釜盖(4)的下端设有搅拌机构(19)，该搅拌机构(19)为设置于反应釜盖(4)上的向下的至少一根杆状体，并且所述的杆状体偏离反应釜的中心位置。
10.一种角质蛋白营养液的生产方法，其特征在于：使用权利要求1至9任一项所述的生产角质蛋白营养液的专用反应釜，将角质蛋白和水加入反应釜内，角质蛋白和水的重量配比为：1:7～15，将反应釜内的混合物加热到温度为：120℃～200℃，控制反应釜内的压强为1MPa～2MPa，反应时间控制在10分钟～2小时，反应结束后，打开反应釜底部出料管上的阀门，利用反应釜内外的压力差使角质蛋白液以爆喷的方式喷出，降温至常温。
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