CN109836472B - 一种大豆浓缩蛋白制取系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大豆浓缩蛋白制取系统，原料暂存仓的出口经定量绞龙与浸出器固料入口相连，浸出器湿粕出口与湿粕输送机的入口相连，新溶剂泵的入口与新鲜溶剂管相连，新溶剂泵的出口与浸出器新溶进口相连，浸出器浓液出口与浓萃液抽出泵的入口相连，浓萃液抽出泵的出口通过混合液输送管与一级旋液分离器的入口相连，一级旋液分离器的轻相出口与二级旋液分离器的入口相连，二级旋液分离器的轻相出口与溶液暂存罐的入口相连，一级、二级旋液分离器及溶液暂存罐的底部与粉料浸出器的回流口相连；溶液暂存罐的下部出口经暂存罐输送泵与萃取液蒸发回收系统相连。该大豆浓缩蛋白制取系统，设备投资省，粉末下脚料全部得以利用，大大提高经济效益。

Description

一种大豆浓缩蛋白制取系统

技术领域

本发明涉及一种萃取系统，尤其涉及一种大豆浓缩蛋白制取系统，可用于食品、环保及化工等行业的动态萃取，属于萃取设备技术领域。

背景技术

大豆浓缩蛋白原料为低变性膨化大豆粕或经低温脱溶的白豆片。制取工艺从日仓开始，日仓储存一天左右的原料，能保证浸出车间的稳定运行；物料首先由日仓出料变频刮板定量输出，经过提升机进入分级筛（20目），筛上物进入计量秤进行计量，然后通过提升机及平刮板送到浸出车间暂存罐。浸出车间暂存罐起到料封和保证浸出供料稳定的作用，装有料位检测装置；暂存箱下变频喂料关风器，定量向预浸器喂料。在预浸器内原料与混合溶剂充分接触，完成膨胀的过程，使预浸豆粕在浸出器内具有良好的渗透性；经过预浸膨胀的原料进入浸出器，在浸出器内充分提取可溶性糖分及其他少量可溶物质，同时保证蛋白尽量少的溶出，从而实现原料蛋白含量提高的过程，变成湿基浓缩蛋白。

现有的大豆浓缩蛋白制取系统存在如下缺陷：1.原料利用率低导致经济效益下降。大豆浓缩蛋白原料经多道工序加工和输送、提升，部分原料不可避免的由片状、颗粒状成为粉末，经筛分后筛下物（过20目筛或30目筛）为粉状白豆片或粉状低变性膨化豆粕，占原料总量的8-10%，此部分物料须单独存放。其中，粉状白豆片只可加工大豆分离蛋白，如建有相关分离蛋白生产线，尚可保值使用。若没有相关生产线，只能低价出售，严重影响经济效益。若原料为低变性膨化豆粕，则此部分高蛋白夹生豆粕只能掺入高温粕生产线，经熟化后方可作为动物饲料，经济价值低。

2.必须设置有筛分工序：因为原浸出器不能处理高粉末度原料，只能处理片状或颗粒状物料。

3.必须设置预浸泡工序：原料在浸出前须预浸泡，让蛋白组织吸水后充分膨胀，使湿料比干料体积增大约15-20%，否则原料吸湿后膨胀板结，完全不渗透。

4.须配备尺寸超大的浸出器：吸饱水和乙醇的原料强度差，形成料层后在自重压力下空隙率低，渗透性差。为保证料层的渗透性，只有降低料层厚度，通常将料层厚度控制在350mm（常规大豆浸出料层在1000-2800mm），导致醇洗浸出器尺寸巨大，但产能很低，加上萃取时间长，同样尺寸的浸出器产能只有常规浸出的十分之一。导致浸出器投资巨大，相关生产车间、土建、钢结构以及占地面积都非常大。

5.现有浸出器是固体自然堆积成稳定料床或强制形成稳定料床，萃取液或洗涤液从料床上方淋入，液体渗透料层完成传质过程。对固体物料的粒度有要求，固体物料应为散装或片状，堆积后颗粒间有一定间隙，以利于萃取液或洗涤液渗透。当固体物料中粉末度过大，导致料床空隙率不足，渗透速率会下降或不渗透。

6.浸出器需配有多级溶剂循环泵和栅板反冲洗系统：溶剂循环喷淋系统通常不低于12级循环泵，运行电耗大、泵阀泄漏点多。大豆浓缩蛋白制取系统萃取得到的浓萃取液中含有很多粉料颗粒，流入后续管道会导致出液管阀堵塞，必须利用滤网或栅板进行过滤。过滤网或栅板堵塞会导致萃取或洗涤过程的效果下降或不可持续，须经常清理维护；栅板反冲洗系统结构复杂，封闭在爆炸性溶剂环境（充满乙醇蒸汽）中，且多发故障，影响化工单元连续运行。

7.现有的浸出器在工作过程中，大部分固体物料与萃取液之间的接触为层流式接触，与萃取液混合不充分；萃取液通过落差自流，轻相位于液层上部，新溶易发生短路，导致萃取动力不足，萃取效率低下；萃取路径貌似较长，但每组浸出单元上层筛面利用率很低。浸出器为细长状，车间长度依据设备长度定，对场地要求高，且为专门非标设计，提产或改造升级困难。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种大豆浓缩蛋白制取系统，可省略筛分、预浸设备、溶剂循环喷淋和栅板反冲洗系统，粉末下脚料全部得以利用，大大提高经济效益。

为解决以上技术问题，本发明的一种大豆浓缩蛋白制取系统，包括原料暂存仓、定量绞龙、粉料浸出器和湿粕输送机，原料暂存仓的出口与定量绞龙的入口相连，定量绞龙的出口与浸出器固料入口相连，浸出器湿粕出口与湿粕输送机的入口相连，新溶剂泵的入口与新鲜溶剂管相连，新溶剂泵的出口与浸出器新溶进口相连，浸出器浓液出口与浓萃液抽出泵的入口相连，浓萃液抽出泵的出口通过混合液输送管与一级旋液分离器的入口相连，一级旋液分离器的轻相出口与二级旋液分离器的入口相连，二级旋液分离器的轻相出口与溶液暂存罐的入口相连，一级旋液分离器、二级旋液分离器及溶液暂存罐的底部出口均与粉料浸出器的回流口相连；所述溶液暂存罐的下部出口与暂存罐输送泵的入口相连，所述暂存罐输送泵的出口与萃取液蒸发回收系统的浓萃取液入口相连。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：白豆片或低变性豆粕从原料暂存仓进入定量绞龙，定量绞龙将白豆片直接送入粉料浸出器的浸出器固料入口，在粉料浸出器中采用“一锅炖”式萃取，萃取后的湿基浓缩蛋白从浸出器湿粕出口排出，由湿粕输送机送出。新溶剂泵将新溶剂送入浸出器新溶进口，含有一定粉末颗粒的浓溶液被浓萃液抽出泵抽出后，通过混合液输送管送往一级旋液分离器进行分离，初次去除溶液中的固体颗粒，再经二级旋液分离器再次去除溶液中的固体颗粒后，进入溶液暂存罐储存，分离出来的固体颗粒流会浸出器的浸泡槽，经过沉淀后的浓溶液从溶液暂存罐的出口经暂存罐输送泵将其送往萃取液蒸发回收系统的浓萃取液入口。本系统省略了筛分和预浸工序，节省了筛分、存储、预浸设备的投资和安装场地，省去了复杂繁琐的溶剂循环喷淋系统和栅板反冲洗系统，设备密闭性好，消除了跑冒滴漏等安全隐患，运行费用低。大大提高原料利用率，将原90%的原料利用率提高到100%，扣除糖分质量损失和加工成本，其经济价值每吨可提升1800-2000元，同时消除了额外的存储、转运费用。提高粉料利用率可极大提高浓缩蛋白企业盈利水平。可以将浸出系统标准化，投资省、建厂快，扩容方便快捷，有望突破大豆浓缩蛋白的发展瓶颈，实现行业大发展。

作为本发明的改进，所述暂存罐输送泵的出口还通过暂存罐回流管与所述溶液暂存罐的回流口相连，所述湿粕输送机的出口与双螺旋挤干机的进料口相连，所述双螺旋挤干机的液相出口与挤干液输送泵的入口相连，挤干液输送泵的出口也与萃取液蒸发回收系统的浓萃取液入口相连；萃取液蒸发回收系统的乙醇冷凝液出口与乙醇冷凝液输出管相连，乙醇冷凝液输出管与萃取液补充管相连后与所述新鲜溶剂管相连。在系统运行初期，暂存罐输送泵的出口溶液还可以通过暂存罐回流管回到溶液暂存罐。湿粕输送机送出的湿基浓缩蛋白进入双螺旋挤干机进行机械挤压脱溶，分离出来的浓萃取液由挤干液输送泵送入萃取液蒸发回收系统的浓萃取液入口，在萃取液蒸发回收系统进行蒸发，蒸发得到的浓缩低聚糖浆从浓缩低聚糖浆出口排出，蒸发得到的60-65%(wt)乙醇冷凝液从乙醇冷凝液出口排出，并进入乙醇冷凝液输出管，与来自萃取液补充管的95%(wt)乙醇混合成70%(wt)乙醇，进入新鲜溶剂管循环利用。

作为本发明的进一步改进，所述双螺旋挤干机的出料口与卧式圆盘干燥机的进料口相连，卧式圆盘干燥机的出料口与热粕刮板输送机的入口相连，热粕刮板输送机的出口与分配绞龙的入口相连，分配绞龙的出口分别与各立式圆盘干燥机的进料口相连，各立式圆盘干燥机的出料口分别通过蛋白风送管道与沙克龙的进料口相连，沙克龙的排风口与引风机的入口相连，沙克龙的底部安装有旋转出料阀；卧式圆盘干燥机与立式圆盘干燥机的气相排放口分别通过回用热媒管与萃取液蒸发回收系统的回用热媒入口相连。经双螺旋挤干机挤压脱溶后的湿基蛋白先进入卧式圆盘干燥机进行预干燥，预干燥后的蛋白含湿量降低，温度升高，物料变得发散，由热粕刮板输送机送入分配绞龙的入口，分配绞龙将热粕分配进入各立式圆盘干燥机进行干燥，得到水分含量小于7%的浓缩蛋白颗粒，通过蛋白风送管道送入沙克龙离心分离，从沙克龙底部的旋转出料阀排出后，进入粉碎工段粉碎，得到100目过95%的粉状浓缩蛋白。溶液暂存罐中浓萃取液的稀糖浆进入萃取液蒸发回收系统浓缩，萃取液蒸发回收系统包括预热器、第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器，稀糖浆先预热器进行预热，预热器采用卧式圆盘干燥机与立式圆盘干燥机产生的二次蒸汽作为热源，经过预热后的稀糖浆在进入第一蒸发器，第一蒸发器采用生蒸汽作为热源，第一蒸发器为微负压蒸发，蒸发的二次蒸汽作为二蒸的热源，二蒸为负压蒸发，稀糖浆经过一蒸后进入二蒸，进行负压蒸发；然后进入第三蒸发器，三蒸为负压蒸发，采用卧式圆盘干燥机与立式圆盘干燥机的二次蒸汽作为热源，实现余热的本系统利用；经过三蒸后的糖浆从浓缩低聚糖浆出口排出，进入糖浆暂存罐，然后定量进入薄膜蒸发器进行浓缩，最终形成浓度≥55%的浓糖浆。

作为本发明的进一步改进，所述粉料浸出器包括长方形箱体，箱体的前后墙板之间连接有多道相互平行的槽体隔板，各槽体隔板将箱体内腔分隔成多个浸泡槽，各槽体隔板的上部分别设有溢流口，相邻槽体隔板上的溢流口在前后方向交错设置，且各溢流口的高度自右向左逐渐降低，最右侧浸泡槽的出料端连接有浸出器新溶进口，最左侧浸泡槽的进料端连接有浸出器浓液出口；所述浸出器固料入口位于最左侧浸泡槽的进料端上方，每个槽体隔板的出料端分别设有向右侧提升翻料的导料槽，箱体右墙板的出料端安装有向右上延伸的出料槽，所述浸出器湿粕出口位于所述出料槽的上端；各浸泡槽的底部呈弧形且分别安装有浸泡槽螺旋，相邻浸泡槽螺旋的旋向相反；各所述导料槽中分别安装有刮板提升机构，所述出料槽中安装有刮板出料机构。物料从浸出器固料入口落入最左侧浸泡槽的进料端，新溶剂泵将新溶剂送入浸出器新溶进口，进入最右侧的浸泡槽。浸泡萃取过程在浸泡槽中完成，物料被推行至各浸泡槽的出料端时，沿导料槽被向上捞出，脱离液面后，经短促沥干，落入右侧的下级浸泡槽。相邻浸泡槽中物料的前进方向相反，使得固体物料呈S形曲折前进。当固体料进入末级浸泡槽时，与新溶充分浸泡混合后，从最右侧浸泡槽的出料端沿出料槽被捞出并从浸出器湿粕出口排出，再经湿粕输送机送出。固体料与溶液始终保持逆向流动，含量最高的物料与浓溶液接触，含量较低的物料与稀溶液接触，始终能保持很好的渗透压，进一步提高了传质效率。固体料交替沿浸泡槽横向前进，横向前进一段后被捞出落入纵向的下一级浸泡槽，反复得到搅拌，物料及溶液均呈湍流状态，不会出现层流状态，即使空隙率很小的粉料也能被溶液充分浸透。相邻溢流口在前后方向交错设置，溶剂也呈S形曲折流动且与固体料前进方向相反，流经各浸泡槽的全长，然后利用位差溢流进入下个浸泡槽并折返流经该浸泡槽的全长，大大延长了固体料与溶液的萃取行程，可实现充分萃取，从而实现高效萃取。到达最左侧浸泡槽的浓萃取液从浸出器浓液出口排出。浸泡液面略高于固相，固液混合充分，溶剂消耗少，得到的混合液浓度高，蒸发分离能耗少。浸泡槽的底部呈弧形与浸泡槽螺旋相吻合，可避免槽底出现死区；浸泡槽螺旋负责浸泡槽中固体物料的输送并且完成浸泡萃取，通过螺旋叶片的强制搅拌，避免简单浸泡过程中物料和溶剂传质不充分的缺陷，相邻浸泡槽螺旋的旋向相反使物料呈S形前进。刮板提升机构用于将浸泡后的固体物料捞起、沥干和提升输送，用于固液分离和固相提升；刮板出料机构用于将萃取完成的固体物料捞起、沥干和排出。螺旋加刮板不仅起到输送固体料的作用，还可以对固体料进行强力搅拌，浸泡箱内物料料层高度可达到800mm，比之传统350mm料层，单位面积上产能提高50-80%；将萃取液自上至下自然渗透，改为螺旋机械搅拌，固液直混浸洗，萃取动力大，萃取效率高；传统浸出系统参与循环的溶剂量为固体物料的5倍，本发明中固液容积比约为1.2-1.5倍，初始投溶量只有原来的四分之一至三分之一，大大节省大量溶剂和资金占用。

作为本发明的进一步改进，各浸泡槽中分别设有至少一道沿左右方向延伸的折流板，各折流板的下端分别通过折流板上凹弧卡在浸泡槽螺旋的上方。折流板可以防止表层溶液未与固体物料充分接触即短路流出，折流板上凹弧卡在浸泡槽螺旋的上方，为物料输送和提供通道，且强制溶液从折流板上凹弧的缺口中通过，固体物料与萃取液间为搅拌混合接触，两相间湍流状态充分接触，进一步提高物料与溶液的浸润效果；固液在搅拌作用下湍流接触，液相无层析，相同相位浓度一致。多道折流板使溶剂在各浸泡槽内作上下方向的S形流动，杜绝出现溶剂短路现象，萃取动力明显加大，萃取效率高。

作为本发明的进一步改进，各浸泡槽螺旋的螺旋轴出料端分别安装有镂空大链轮，相应刮板提升机构的提升驱动链条下端啮合在镂空大链轮上，提升驱动链条上均匀设有多个提升刮板。部分物料可经镂空大链轮的镂空处进入浸泡槽出料端，使提升刮板的受料面积加大，增大提升刮板的输送能力。浸泡槽螺旋与刮板提升机构同步旋转，提升刮板将推送过来的物料从溶液中捞起、提升，落入下一浸泡槽，提升刮板的输送能力大于浸泡槽螺旋，可确保不造成堵料。

作为本发明的进一步改进，各提升驱动链条的上端啮合在提升小链轮上，各提升小链轮分别安装在驱动轴上，各驱动轴上还分别安装有联动链轮，相邻两根驱动轴为一组且两联动链轮通过联动链条传动连接；其中一根驱动轴的轴端安装有提升大链轮，所述提升大链轮通过主链条与驱动减速机的主链轮传动连接。驱动减速机的主链轮通过主链条带动提升大链轮转动，提升大链轮通过驱动轴带动提升小链轮和联动链轮转动，联动链条带动另一根驱动轴及提升小链轮同步转动，两提升小链轮分别通过提升驱动链条驱动提升刮板运行及浸泡槽螺旋的转动，实现了一台驱动减速机同时驱动两根浸泡槽螺旋将固体物料向左和向右推送，且同时驱动两台刮板提升机构同步捞料、沥干和提升固体物料。

作为本发明的进一步改进，各浸泡槽螺旋的螺旋轴两端分别支撑在螺旋轴承座中，各螺旋轴承座分别固定在圆形封板的中心，各圆形封板分别覆盖且固定在浸泡槽两端螺旋安装孔的外侧。拆掉圆形封板及螺旋轴承座即可将浸泡槽螺旋整体从螺旋安装孔中抽出，安装时先将浸泡槽螺旋从螺旋安装孔中穿入，然后覆盖上圆形封板并通过螺栓固定，再安装上螺旋轴承座并固定。

作为本发明的进一步改进，各浸泡槽螺旋包括螺旋轴及缠绕在螺旋轴外周的主螺旋片，位于浸出器固料入口下方的螺旋轴的进料端安装有滤筒，所述滤筒面向主螺旋片一侧的端口封闭且另一侧敞口，所述浸出器浓液出口插入于所述滤筒的内腔，所述滤筒的圆周上均匀分布有多根沿轴向延伸的篦条，相邻篦条之间的缝隙外窄内宽。在流出之前经过滤筒的过滤，粉料被截留在滤筒的外表面，尽可能降低浓萃取液中粉状固体含量，为后续旋液分离和蒸发提供保障；固液互混介质中的浓萃取液被连续稳定滤出后，进入浸出器浓液出口流出，过滤后的浓萃取液可稳定连续滤出、输送，不会造成出液管阀的堵塞，以便于进入旋液分离系统进行精滤。粉料一旦越过滤筒最外侧的缝隙，即可顺利落入滤筒底部，被滤筒内螺带推出自清；避免粉料颗粒卡在相邻篦条之间的缝隙中，影响过滤能力。

作为本发明的进一步改进，所述滤筒的外周缠绕有滤筒外螺带，所述滤筒外螺带的旋向与同轴的主螺旋片相同；所述滤筒的内壁设有滤筒内螺带，所述滤筒内螺带的旋向与同轴的主螺旋片相反。滤筒外螺带可将随液体流淌过来的固体物料向主螺旋片所在一侧推送出去，避免滤筒外淤积过多的物料。少量固体粉末会随萃取液进入滤筒内，沉降在滤筒内壁的下部，与主螺旋片旋向相反的滤筒内螺带将沉降物从敞口端推送出滤筒，再被滤筒外螺带推送出过滤段，从而完成滤筒的自清过程。从而实现稳定可靠的连续过滤，使大豆浓缩蛋白制取系统工艺完备，解决了高粉末度物料与液体分离的难题，使大豆浓缩蛋白制取系统对各种油料具有广泛的适应性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为本发明大豆浓缩蛋白制取系统的流程图一。

图2为本发明大豆浓缩蛋白制取系统的流程图二。

图3为本发明中粉料浸出器实施例一的主视图。

图4为图3中沿A-A的剖视图。

图5为图3中沿B-B的剖视图。

图6为图3中沿C-C的剖视图。

图7为图3去掉前墙板后的示意图。

图8为图3的立体图。

图9为图3中粉料浸出器箱体去掉顶盖后的立体图。

图10为图3中相邻两个浸泡槽的立体图。

图11为图3中最左侧浸泡槽的立体图。

图12为图11中滤筒的立体图。

图13为滤筒的局部放大图。

图14为本发明中粉料浸出器实施例二的工作状态示意图。

图15为图14的俯视图。

图中：E1.斗式提升机；E2.水平输送机；E3.原料暂存仓；E4.定量绞龙；E5.粉料浸出器；E6.湿粕输送机；E7.一级旋液分离器；E8.二级旋液分离器；E9.溶液暂存罐；E10.尾气冷凝器；E11.萃取液蒸发回收系统；E11a.浓萃取液入口；E11b.乙醇冷凝液出口；E11c.浓缩低聚糖浆出口；E11d.生蒸汽入口；E11e.回用热媒入口；E11f.乏汽出口；E12.双螺旋挤干机；E13.卧式圆盘干燥机；E14.热粕刮板输送机；E15.分配绞龙；E16.立式圆盘干燥机；E17.沙克龙；E17a.旋转出料阀；E18.引风机；B1.新溶剂泵；B2.浓萃液抽出泵；B3.暂存罐输送泵；B4.挤干液输送泵；G1.新鲜溶剂管；G2.混合液输送管；G3.暂存罐回流管；G4.暂存罐输出管；G5.乙醇冷凝液输出管；G6.萃取液补充管；G7.蛋白风送管道；G8.回用热媒管；Q1.新鲜溶剂流量计；Q2.浓溶液流量计；1.浸泡槽；1a.浸出器固料入口；1a1.进料导流管；1b.浸出器湿粕出口；1c.螺旋安装孔；1d.圆形封板；1e.排气孔；2.槽体隔板；2a.溢流口；2b.导料槽；2c.出料槽；3.折流板；3a.折流板上凹弧；4.浸泡槽螺旋；4a.螺旋轴；4b.主螺旋片；4c.镂空大链轮；4d.螺旋轴承座；4e.右推螺旋；4f.左推螺旋；5.刮板提升机构；5a.提升驱动链条；5b.提升刮板；6.提升小链轮；7.驱动轴；8.联动链轮；9.联动链条；10.提升大链轮；11.主链条；12.驱动减速机；12a.主链轮；13.滤筒；13a.篦条；13b.滤筒外螺带；13c.滤筒内螺带；14.刮板出料机构；14a.出料驱动链条；14b.出料刮板；15.浸出器新溶进口；16.浸出器浓液出口。

具体实施方式

在本发明的以下描述中，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

如图1、图2所示，本发明的大豆浓缩蛋白制取系统包括原料暂存仓E3、定量绞龙E4、粉料浸出器E5和湿粕输送机E6，原料暂存仓E3的出口与定量绞龙E4的入口相连，定量绞龙E4的出口与浸出器固料入口相连，浸出器湿粕出口与湿粕输送机E6的入口相连，湿粕输送机E6的出口与双螺旋挤干机E12的进料口相连，双螺旋挤干机E12的液相出口与挤干液输送泵B4的入口相连，挤干液输送泵B4的出口也与萃取液蒸发回收系统E11的浓萃取液入口E11a相连；萃取液蒸发回收系统E11的乙醇冷凝液出口E11b与乙醇冷凝液输出管G5相连，乙醇冷凝液输出管G5与萃取液补充管G6相连后与新鲜溶剂管G1相连。

双螺旋挤干机E12的出料口与卧式圆盘干燥机E13的进料口相连，卧式圆盘干燥机E13的出料口与热粕刮板输送机E14的入口相连，热粕刮板输送机E14的出口与分配绞龙E15的入口相连，分配绞龙E15的出口分别与各立式圆盘干燥机E16的进料口相连，各立式圆盘干燥机E16的出料口分别通过蛋白风送管道G7与沙克龙E17的进料口相连，沙克龙E17的排风口与引风机E18的入口相连，沙克龙E17的底部安装有旋转出料阀E17a；卧式圆盘干燥机E13与立式圆盘干燥机E16的气相排放口分别通过回用热媒管G8与萃取液蒸发回收系统E11的回用热媒入口E11e相连。

新溶剂泵B1的入口与新鲜溶剂管G1相连，新溶剂泵B1的出口与浸出器新溶进口15相连，浸出器浓液出口16与浓萃液抽出泵B2的入口相连，浓萃液抽出泵B2的出口通过混合液输送管G2与一级旋液分离器E7的入口相连，一级旋液分离器E7的轻相出口与二级旋液分离器E8的入口相连，二级旋液分离器E8的轻相出口与溶液暂存罐E9的入口相连，一级旋液分离器E7、二级旋液分离器E8及溶液暂存罐E9的底部出口均与粉料浸出器E5的回流口相连。

白豆片或低变性豆粕由斗式提升机E1提升至高位后，再由水平输送机E2E2送入原料暂存仓E3中储存，从原料暂存仓E3进入定量绞龙E4，定量绞龙E4将白豆片直接送入粉料浸出器E5的浸出器固料入口，在粉料浸出器E5中采用“一锅炖”式萃取，萃取后的湿基浓缩蛋白从浸出器湿粕出口排出，由湿粕输送机E6送出。

湿粕输送机E6送出的湿基浓缩蛋白进入双螺旋挤干机E12进行机械挤压脱溶，分离出来的浓萃取液由挤干液输送泵B4送入萃取液蒸发回收系统E11的浓萃取液入口E11a，在萃取液蒸发回收系统E11进行蒸发，蒸发得到的浓缩低聚糖浆从浓缩低聚糖浆出口E11c排出，蒸发得到的60-65%(wt)乙醇冷凝液从乙醇冷凝液出口E11b排出，并进入乙醇冷凝液输出管G5，与来自萃取液补充管G6的95%(wt)乙醇混合成70%(wt)乙醇，进入新鲜溶剂管G1循环利用。

新溶剂泵B1将新溶剂送入浸出器新溶进口15，白豆片或低变性豆粕在粉料浸出器E5中与溶剂接触，完成萃取。新溶剂泵B1的出口管道上安装有新鲜溶剂流量计Q1，溶液暂存罐E9的出口通过暂存罐输出管G4与暂存罐输送泵B3的入口相连，暂存罐输送泵B3的出口通过浓溶液流量计Q2及暂存罐输出管G4与萃取液蒸发回收系统E11相连，暂存罐输送泵B3的出口还通过暂存罐回流管G3与溶液暂存罐E9的回流口相连。经过沉淀后的浓溶液从溶液暂存罐E9的出口经过暂存罐输出管G4排出，暂存罐输送泵B3将其送往一级蒸发器，在系统运行初期，暂存罐输送泵B3的出口溶液还可以通过暂存罐回流管G3回到溶液暂存罐E9。新鲜溶剂流量计Q1可以监控新鲜溶剂的流量，浓溶液流量计Q2可以监控输出浓溶液的流量。

含有一定粉末颗粒的浓溶液被浓萃液抽出泵B2抽出后，通过混合液输送管G2送往一级旋液分离器E7进行分离，初次去除溶液中的固体颗粒，再经二级旋液分离器E8再次去除溶液中的固体颗粒后，进入溶液暂存罐E9储存，分离出来的固体颗粒流会粉料浸出器E5的浸泡槽，可以进入左起第二道浸泡槽，减少浸出器浓液出口16处的颗粒浓度。经过沉淀后的浓溶液从溶液暂存罐E9的出口经暂存罐输送泵将其送往萃取液蒸发回收系统E11的浓萃取液入口E11a。

经双螺旋挤干机E12挤压脱溶后的湿基蛋白先进入卧式圆盘干燥机E13进行预干燥，预干燥后的蛋白含湿量降低，温度升高，物料变得发散，由热粕刮板输送机E14送入分配绞龙E15的入口，分配绞龙E15将热粕分配进入各立式圆盘干燥机E16进行干燥，得到水分含量小于7%的浓缩蛋白颗粒，通过蛋白风送管道G7送入沙克龙E17离心分离，从沙克龙E17底部的旋转出料阀E17a排出后，进入粉碎工段粉碎，得到100目过95%的粉状浓缩蛋白。溶液暂存罐E9中浓萃取液的稀糖浆进入萃取液蒸发回收系统E11浓缩，萃取液蒸发回收系统E11包括预热器、第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器，稀糖浆先预热器进行预热，预热器采用卧式圆盘干燥机E13与立式圆盘干燥机E16产生的二次蒸汽作为热源，经过预热后的稀糖浆在进入第一蒸发器，第一蒸发器采用从生蒸汽入口E11d进入的10bar饱和生蒸汽作为热源，第一蒸发器为微负压蒸发，蒸发的二次蒸汽作为二蒸的热源，二蒸为负压蒸发，稀糖浆经过一蒸后进入二蒸，进行负压蒸发；然后进入第三蒸发器，三蒸为负压蒸发，采用卧式圆盘干燥机E13与立式圆盘干燥机E16的二次蒸汽作为热源，实现余热的本系统利用；经过三蒸后的糖浆从浓缩低聚糖浆出口E11c排出，进入糖浆暂存罐，然后定量进入薄膜蒸发器进行浓缩，最终形成浓度≥55%的浓糖浆。

如图1至图15所示，粉料浸出器E5包括长方形的箱体，箱体顶部设有排气孔1e和人孔，排气孔1e和溶液暂存罐E9的排气口均与尾气冷凝器E10相连，萃取液蒸发回收系统E11的乏汽出口E11f也与尾气冷凝器E10相连，乙醇气体冷凝回收后循环利用。箱体的前后墙板之间连接有多道相互平行的槽体隔板2，各槽体隔板2将箱体内腔分隔成多个浸泡槽1，各槽体隔板2的上部分别设有溢流口2a，相邻槽体隔板2上的溢流口2a在前后方向交错设置，且各溢流口2a的高度自右向左逐渐降低，最右侧浸泡槽的出料端连接有浸出器新溶进口15，最左侧浸泡槽的进料端连接有浸出器浓液出口16；最左侧浸泡槽的进料端上方设有浸出器固料入口1a，每个槽体隔板2的出料端分别设有向右侧提升翻料的导料槽2b，箱体右墙板的出料端安装有向右上延伸的出料槽2c。

各浸泡槽1的底部呈弧形且分别安装有浸泡槽螺旋4，相邻浸泡槽螺旋4的旋向相反，从固体料的浸出器固料入口1a起，奇数槽中为左推螺旋4f，将固体料向粉料浸出器的前侧壁方向推进；偶数槽中为右推螺旋4e，将固体料向粉料浸出器的后侧壁方向推进。各导料槽2b中分别安装有刮板提升机构5，出料槽2c中安装有刮板出料机构14。

物料从浸出器固料入口1a进入最左侧浸泡槽的进料端，新溶剂进入最右侧的浸泡槽。浸泡萃取过程在浸泡槽1中完成，物料被浸泡槽螺旋4推行至各浸泡槽1的出料端时，沿导料槽2b被刮板提升机构5向上捞出，脱离液面后，经短促沥干，落入右侧的下级浸泡槽。相邻浸泡槽中物料的前进方向相反，使得固体物料呈S形曲折前进。当固体料进入末级浸泡槽时，与新溶充分浸泡混合后，从最右侧浸泡槽的出料端沿出料槽2c被刮板出料机构14捞出并从浸出器湿粕出口1b排出机外。固体料与溶液始终保持逆向流动，含量最高的物料与浓溶液接触，含量较低的物料与稀溶液接触，始终能保持很好的渗透压，进一步提高了传质效率。固体料交替沿浸泡槽1横向前进，横向前进一段后被捞出落入纵向的下一级浸泡槽，反复得到搅拌，物料及溶液均呈湍流状态，不会出现层流状态，即使空隙率很小的粉料也能被溶液充分浸透。相邻溢流口2a在前后方向交错设置，溶剂也呈S形曲折流动且与固体料前进方向相反，流经各浸泡槽1的全长，然后利用位差溢流进入下个浸泡槽并折返流经该浸泡槽的全长，大大延长了固体料与溶液的萃取行程，可实现充分萃取，从而实现高效萃取。到达最左侧浸泡槽的浓萃取液从浸出器浓液出口16排出。浸泡液面略高于固相，固液混合充分，溶剂消耗少，得到的混合液浓度高，蒸发分离能耗少。

浸泡槽1的底部呈弧形与浸泡槽螺旋4相吻合，可避免槽底出现死区；浸泡槽螺旋4负责浸泡槽1中固体物料的输送并且完成浸泡萃取，通过螺旋叶片的强制搅拌，避免简单浸泡过程中物料和溶剂传质不充分的缺陷，相邻浸泡槽螺旋4的旋向相反使物料呈S形前进。刮板提升机构5用于将浸泡后的固体物料捞起、沥干和提升输送，用于固液分离和固相提升；刮板出料机构14用于将萃取完成的固体物料捞起、沥干和排出。螺旋加刮板不仅起到输送固体料的作用，还可以对固体料进行强力搅拌。

如图9所示，各浸泡槽1中分别设有至少一道沿左右方向延伸的折流板3，各折流板3的下端分别通过折流板上凹弧3a卡在浸泡槽螺旋的上方。折流板3可以防止表层溶液未与固体物料充分接触即短路流出，折流板上凹弧3a卡在浸泡槽螺旋4的上方，为物料输送和提供通道，且强制溶液从折流板上凹弧3a的缺口中通过，固体物料与萃取液间为搅拌混合接触，两相间湍流状态充分接触，进一步提高物料与溶液的浸润效果；固液在搅拌作用下湍流接触，液相无层析，相同相位浓度一致。多道折流板3使溶剂在各浸泡槽1内作上下方向的S形流动，杜绝出现溶剂短路现象，萃取动力明显加大，萃取效率高。

如图10所示，各浸泡槽螺旋4的螺旋轴出料端分别安装有镂空大链轮4c，相应刮板提升机构5的提升驱动链条5a下端啮合在镂空大链轮4c上，提升驱动链条5a上均匀设有多个提升刮板5b。部分物料可经镂空大链轮4c的镂空处进入浸泡槽出料端，使提升刮板5b的受料面积加大，增大提升刮板5b的输送能力。浸泡槽螺旋4与刮板提升机构5同步旋转，提升刮板5b将推送过来的物料从溶液中捞起、提升，落入下一浸泡槽，提升刮板5b的输送能力大于浸泡槽螺旋4，可确保不造成堵料。

各提升驱动链条5a的上端啮合在提升小链轮6上，各提升小链轮6分别安装在驱动轴7上，各驱动轴7上还分别安装有联动链轮8，相邻两根驱动轴7为一组且两联动链轮8通过联动链条9传动连接；其中一根驱动轴7的轴端安装有提升大链轮10，提升大链轮10通过主链条11与驱动减速机12的主链轮12a传动连接。驱动减速机12的主链轮12a通过主链条11带动提升大链轮10转动，提升大链轮10通过驱动轴7带动提升小链轮6和联动链轮8转动，联动链条9带动另一根驱动轴7及提升小链轮6同步转动，两提升小链轮6分别通过提升驱动链条5a驱动提升刮板5b运行及浸泡槽螺旋4的转动，实现了一台驱动减速机12同时驱动两根浸泡槽螺旋4将固体物料向左和向右推送，且同时驱动两台刮板提升机构5同步捞料、沥干和提升固体物料。

各浸泡槽螺旋4的螺旋轴4a两端分别支撑在螺旋轴承座4d中，各螺旋轴承座4d分别固定在圆形封板1d的中心，各圆形封板1d分别覆盖且固定在浸泡槽两端螺旋安装孔1c的外侧。拆掉圆形封板1d及螺旋轴承座4d即可将浸泡槽螺旋4整体从螺旋安装孔1c中抽出，安装时先将浸泡槽螺旋4从螺旋安装孔1c中穿入，然后覆盖上圆形封板1d并通过螺栓固定，再安装上螺旋轴承座4d并固定。

刮板出料机构14的出料驱动链条14a下端啮合在镂空大链轮4c上，出料驱动链条14a上均匀设有多个出料刮板14b。部分物料可经镂空大链轮4c的镂空处进入最右侧浸泡槽的出料端，使出料刮板14b的受料面积加大，提升出料刮板14b的输送能力。浸泡槽螺旋4与刮板出料机构14同步旋转，出料刮板14b将推送过来的物料从溶液中捞起、提升并排出粉料浸出器，出料刮板14b的输送能力大于浸泡槽螺旋4，可确保不造成堵料。

如图11至图13所示，各浸泡槽螺旋4包括螺旋轴4a及缠绕在螺旋轴外周的主螺旋片4b，位于浸出器固料入口1a下方的最左侧螺旋轴的进料端安装有滤筒13，滤筒13面向主螺旋片4b一侧的端口封闭且另一侧敞口，浸出器浓液出口16插入于滤筒13的内腔，滤筒13的圆周上均匀分布有多根沿轴向延伸的篦条13a，相邻篦条13a之间的缝隙外窄内宽。在流出之前经过滤筒13的过滤，粉料被截留在滤筒13的外表面，尽可能降低浓萃取液中粉状固体含量，为后续旋液分离和蒸发提供保障；固液互混介质中的浓萃取液被连续稳定滤出后，进入浸出器浓液出口16流出，过滤后的浓萃取液可稳定连续滤出、输送，不会造成出液管阀的堵塞，以便于进入旋液分离系统进行精滤。粉料一旦越过滤筒13最外侧的缝隙，即可顺利落入滤筒13底部，被滤筒内螺带13c推出自清；避免粉料颗粒卡在相邻篦条13a之间的缝隙中，影响过滤能力。

滤筒13的外周缠绕有滤筒外螺带13b，滤筒外螺带13b的旋向与同轴的主螺旋片4b相同。滤筒外螺带13b可将随液体流淌过来的固体物料向主螺旋片4b所在一侧推送出去，避免滤筒13外淤积过多的物料。

滤筒13的内壁设有滤筒内螺带13c，滤筒内螺带13c的旋向与同轴的主螺旋片4b相反。少量固体粉末会随萃取液进入滤筒13内，沉降在滤筒13内壁的下部，与主螺旋片4b旋向相反的滤筒内螺带13c将沉降物从敞口端推送出滤筒13，再被滤筒外螺带13b推送出过滤段，从而完成滤筒13的自清过程。从而实现稳定可靠的连续过滤，使大豆浓缩蛋白制取系统工艺完备，解决了高粉末度物料与液体分离的难题，使大豆浓缩蛋白制取系统对各种油料具有广泛的适应性。

如图3及图8所示，浸出器固料入口1a可以设在箱体顶盖的左部，浸出器固料入口1a下方连接有进料导流管1a1将新固体料导流至滤筒13前侧。

如图14、图15所示，浸出器固料入口1a也可以设在箱体左侧壁的上部，在前后方向的位置也位于滤筒13前侧。最右侧的浸泡槽液位最高，依次向左侧溢流。图15中大箭头为固体料的走向，小箭头为溶液流向，全程逆向流动。

本发明采用“一锅炖”式的浸出，高效且可靠，可用于粉状物料和高粉末度物料的浸出。可以解决大豆浓缩蛋白、棉籽浓缩蛋白的制取瓶颈，克服物料渗透性差，蛋白、糖分易溶出堵塞栅板，浸出料层浅、设备投资大、生产效率低、系统故障率高等问题。对于传统浸出工艺中无法处理的粉状下脚料，如高粉末度大豆白豆片、半变性膨化粉料，可以采用本发明的大豆浓缩蛋白制取系统，将这类性状物料萃取后加工成浓缩蛋白，可大幅提升这类物料的经济价值，提升企业经济效益和市场竞争力。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种大豆浓缩蛋白制取系统，包括原料暂存仓、定量绞龙、粉料浸出器和湿粕输送机，原料暂存仓的出口与定量绞龙的入口相连，定量绞龙的出口与浸出器固料入口相连，浸出器湿粕出口与湿粕输送机的入口相连，新溶剂泵的入口与新鲜溶剂管相连，新溶剂泵的出口与浸出器新溶进口相连，浸出器浓液出口与浓萃液抽出泵的入口相连，其特征在于：浓萃液抽出泵的出口通过混合液输送管与一级旋液分离器的入口相连，一级旋液分离器的轻相出口与二级旋液分离器的入口相连，二级旋液分离器的轻相出口与溶液暂存罐的入口相连，一级旋液分离器、二级旋液分离器及溶液暂存罐的底部出口均与粉料浸出器的回流口相连；所述溶液暂存罐的下部出口与暂存罐输送泵的入口相连，所述暂存罐输送泵的出口与萃取液蒸发回收系统的浓萃取液入口相连；

所述粉料浸出器包括长方形箱体，箱体的前后墙板之间连接有多道相互平行的槽体隔板，各槽体隔板将箱体内腔分隔成多个浸泡槽，各槽体隔板的上部分别设有溢流口，相邻槽体隔板上的溢流口在前后方向交错设置，且各溢流口的高度自右向左逐渐降低，最右侧浸泡槽的出料端连接有浸出器新溶进口，最左侧浸泡槽的进料端连接有浸出器浓液出口；所述浸出器固料入口位于最左侧浸泡槽的进料端上方，每个槽体隔板的出料端分别设有向右侧提升翻料的导料槽，箱体右墙板的出料端安装有向右上延伸的出料槽，所述浸出器湿粕出口位于所述出料槽的上端；各浸泡槽的底部呈弧形且分别安装有浸泡槽螺旋，相邻浸泡槽螺旋的旋向相反；各所述导料槽中分别安装有刮板提升机构，所述出料槽中安装有刮板出料机构。

2.根据权利要求1所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：所述暂存罐输送泵的出口还通过暂存罐回流管与所述溶液暂存罐的回流口相连，所述湿粕输送机的出口与双螺旋挤干机的进料口相连，所述双螺旋挤干机的液相出口与挤干液输送泵的入口相连，挤干液输送泵的出口也与萃取液蒸发回收系统的浓萃取液入口相连；萃取液蒸发回收系统的乙醇冷凝液出口与乙醇冷凝液输出管相连，乙醇冷凝液输出管与萃取液补充管相连后与所述新鲜溶剂管相连。

3.根据权利要求2所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：所述双螺旋挤干机的出料口与卧式圆盘干燥机的进料口相连，卧式圆盘干燥机的出料口与热粕刮板输送机的入口相连，热粕刮板输送机的出口与分配绞龙的入口相连，分配绞龙的出口分别与各立式圆盘干燥机的进料口相连，各立式圆盘干燥机的出料口分别通过蛋白风送管道与沙克龙的进料口相连，沙克龙的排风口与引风机的入口相连，沙克龙的底部安装有旋转出料阀；卧式圆盘干燥机与立式圆盘干燥机的气相排放口分别通过回用热媒管与萃取液蒸发回收系统的回用热媒入口相连。

4.根据权利要求1所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：各浸泡槽中分别设有至少一道沿左右方向延伸的折流板，各折流板的下端分别通过折流板上凹弧卡在浸泡槽螺旋的上方。

5.根据权利要求1所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：各浸泡槽螺旋的螺旋轴出料端分别安装有镂空大链轮，相应刮板提升机构的提升驱动链条下端啮合在镂空大链轮上，提升驱动链条上均匀设有多个提升刮板。

6.根据权利要求5所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：各提升驱动链条的上端啮合在提升小链轮上，各提升小链轮分别安装在驱动轴上，各驱动轴上还分别安装有联动链轮，相邻两根驱动轴为一组且两联动链轮通过联动链条传动连接；其中一根驱动轴的轴端安装有提升大链轮，所述提升大链轮通过主链条与驱动减速机的主链轮传动连接。

7.根据权利要求1所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：各浸泡槽螺旋的螺旋轴两端分别支撑在螺旋轴承座中，各螺旋轴承座分别固定在圆形封板的中心，各圆形封板分别覆盖且固定在浸泡槽两端螺旋安装孔的外侧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：各浸泡槽螺旋包括螺旋轴及缠绕在螺旋轴外周的主螺旋片，位于浸出器固料入口下方的螺旋轴的进料端安装有滤筒，所述滤筒面向主螺旋片一侧的端口封闭且另一侧敞口，所述浸出器浓液出口插入于所述滤筒的内腔，所述滤筒的圆周上均匀分布有多根沿轴向延伸的篦条，相邻篦条之间的缝隙外窄内宽。

9.根据权利要求8所述的大豆浓缩蛋白制取系统，其特征在于：所述滤筒的外周缠绕有滤筒外螺带，所述滤筒外螺带的旋向与同轴的主螺旋片相同，所述滤筒的内壁设有滤筒内螺带，所述滤筒内螺带的旋向与同轴的主螺旋片相反。