CN205473498U - 一种马铃薯蛋白生产系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种马铃薯蛋白生产系统，包括依序前后连接的用于对淀粉废水中的淀粉、蛋白、纤维进行分离的分离单元，用于对分离单元分离回收的蛋白料液进行PH调节的PH调节单元，用于对调节PH后的蛋白料液进行絮凝处理的絮凝单元，用于对絮凝后的蛋白进行固液分离的脱水单元，以及用于对脱水后的蛋白进行干燥的干燥单元。通过上述系统，其可快速的从淀粉废水中回收马铃薯蛋白，且回收率高，能耗低，产品纯度好。
Description
技术领域
本实用新型涉及蛋白生产领域，具体涉及一种马铃薯蛋白生产系统。
背景技术
马铃薯淀粉生产线会排出大量的废水，由于废水中含有大量的蛋白，因此一般生产厂家将该部分废水泵送至蛋白生产系统进行提取回收蛋白。但是，目前所用的蛋白生产系统在生产效率、回收率以及能耗等方面均存在不同的缺陷，因此有必要对其进行改进，以进一步提高马铃薯蛋白生产的经济效益。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种马铃薯蛋白生产系统，其可用于从淀粉生产废水中提取回收蛋白。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：包括依序前后连接的用于对淀粉废水中的淀粉、蛋白、纤维进行分离的分离单元，用于对分离单元分离回收的蛋白料液进行PH调节的PH调节单元，用于对调节PH后的蛋白料液进行絮凝处理的絮凝单元，用于对絮凝后的蛋白进行固液分离的脱水单元，以及用于对脱水后的蛋白进行干燥的干燥单元。
通过上述系统，其可快速的从淀粉废水中回收马铃薯蛋白，且回收率高，能耗低，产品纯度好。
附图说明
图1为马铃薯蛋白生产系统的结构示意图；
图2为分离单元的结构示意图；
图3为消沫罐的结构示意图；
图4为絮凝单元的结构示意图；
图5为干燥单元的结构示意图；
图6为第一空气加热器的结构示意图；
图7为锥形底座的结构示意图；
图8为搅拌机构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。
一种马铃薯蛋白生产系统，包括依序前后连接的用于对淀粉废水中的淀粉、蛋白、纤维进行分离的分离单元F1，用于对分离单元F1分离回收的蛋白料液进行PH调节的PH调节单元P1，用于对调节PH后的蛋白料液进行絮凝处理的絮凝单元X1，用于对絮凝后的蛋白进行固液分离的脱水单元T1，以及用于对脱水后的蛋白进行干燥的干燥单元G1。
其工艺操作为：
一种马铃薯蛋白生产工艺，包括如下操作：
S1：在分离单元F1将淀粉废液中的纤维和淀粉去除得到蛋白料液；
S2：在PH调节单元P1将蛋白料液的PH调节至5～5.2；
S3：在絮凝单元X1先将蛋白料液逐段加热至90～100℃，然后采用蒸汽将蛋白料液加热至120℃进行保温絮凝，保温絮凝后进行冷却；
S4：将絮凝后的蛋白料液输送至脱水单元T1进行脱水，脱水后输送至干燥单元G1进行干燥。
从淀粉生产线旋流站回收溢流排出的淀粉废液，废液中含有少量微小粒径淀粉和细小纤维。这些物料的存在会对热絮凝工艺提取蛋白产生很大的不利影响，需要采取有效措施去除残存淀粉和纤维。
具体的措施为，如图1、2、3所示，分离单元F1包括消沫罐F20，消沫罐F20包括圆形立状布置的罐体，罐体中部的外罐壁上设置有沿切线方向向罐体内送入淀粉废水的布料嘴F23，罐体内设置有上、下布置的第一、二锥形罩，第一锥形罩F21的罩口向上，第二锥形罩F22的罩口向下，罐体上还分别设置有蛋白回收管F26、纤维回收管F27以及淀粉回收管F28，纤维回收管F27的入口端延伸至第一锥形罩F21内的底部，蛋白回收管F26的入口端延伸至的第二锥形罩F22内的顶部，淀粉回收管F28的入口端位于罐体的底部。布料嘴F23为弧形管件构成，弧形管件沿料液输送方向的截面逐渐增大，弧形管件的出液口设置成与罐体外壁面相一致的弧形，弧形管件内间隔设置隔网。消沫罐F20的顶部设置有喷头F25，纤维回收管F27的另一端通过第一泵体F13与分离回收纤维的离心筛F14相连接，离心筛F14的废水排出口通过第二泵体F15分别与喷头F25、布料嘴相连接。通过设置的消沫罐F20，淀粉废液在罐体中部沿切线方向进入消沫罐F20，淀粉废液在罐内形成旋流，通过罐内设置的第一、二锥形罩，重相淀粉下沉至罐底，并通过罐底设置的淀粉回收管F28排出。轻相部分泡沫及细纤维上浮至消沫罐F20顶部，通过喷淋水消泡后从纤维回收管F27排出，排出液进入一台细纤离心筛F14，将细纤维分离去除，并进一步消除泡沫，最后又泵回至消沫罐F20，从喷头中喷出对罐体内的泡沫进行消沫。
第一锥形罩F21的设置主要是利于纤维的收集，第二锥形罩F22的设置主要是防止流体下旋时将罐体底部沉淀的淀粉搅起，影响淀粉、蛋白的可靠分离。罐中部含蛋白料液经废水泵泵送至絮凝单元X1，进入絮凝单元X1前对废水PH进行调整。
更为具体的方案为，消沫罐F20的上部罐壁上还设置有连接管口F24，连接管口F24位于第一锥形罩F21的上方，连接管口F24依次连接第三风机F11和泡沫破碎器F12，泡沫破碎器F12包括管体，管体内间隔设置用于破碎泡沫的隔网或格栅以进一步除去消沫罐F20中产生的大量泡沫。
PH调节单元P1包括酸液储罐和薄膜泵，酸液储罐内储存食品级硫酸，通过在蛋白料液输送管(料液泵的泵前管道)上持续加入食品级硫酸调节蛋白料液的PH值。从消沫罐F20排出的蛋白料液通过料液泵打入絮凝单元X1，考虑到整个蛋白提取系统的料液输送主要依靠料液泵完成，料液流程较长，因此采用高扬程多级离心泵。罐装的硫酸通过薄膜泵定量输送进蛋白料液输送管，由于稀硫酸的物理特性，不能产生料液倒流现象，否则会产生重大事故。
絮凝单元X1具体采用如图4所示的技术方案进行实施，絮凝单元X1包括依序连接设置的用于对蛋白料液进行加热絮凝的各加热絮凝器以及用于对蛋白料液进行保温絮凝的保温絮凝器X04，保温絮凝器X04包括保温壳体以及保温壳体内设置的螺旋输送管，螺旋输送管的芯线沿水平方向布置，螺旋输送管的管径为蛋白料液输送管管径的1.5～2.5倍，蛋白料液输送管为相邻设备之间用于蛋白料液进行输送的管道，这样料液在保温絮凝器X04中的流动速度较慢，使得蛋白能够充分絮凝凝结。絮凝单元X1包括第一、二、三加热絮凝器和保温絮凝器X04，第一、二加热絮凝器均为螺旋板换热器构成，第三加热絮凝器X03为蒸汽加热器或者螺旋板换热器构成，第一加热絮凝器X01的冷流体入口与PH调节单元P1相连接，第一加热絮凝器X01的冷流体出口与第二加热絮凝器X02的冷流体入口相连接，第二加热絮凝器X02的冷流体出口与第三加热絮凝器X03的冷流体入口相连接，第三加热絮凝器X03的冷流体出口与保温絮凝器X04的物料入口相连接，第三加热絮凝器X03的热流体入口与蒸汽输送管相连接，第二加热絮凝器X02的热流体入口与保温絮凝器X04的物料出口相连接，第二加热絮凝器X02的热流体出口与第一加热絮凝器X01的热流体入口相连接。
采用上述絮凝单元X1进行絮凝，料液中的蛋白絮凝包括如下操作：
一级预热：料液通过高压进料泵输送至第一加热絮凝器X01，料液进料温度为22℃，换热后物料温度升高至60～70℃，加热介质为第二加热絮凝器X02中流出的加热介质，即前部回流的温降料液，随后把预热的料液通过管道传送到第二加热絮凝器X02。
二级絮凝：经第一加热絮凝器X01预热后的料液进入第二加热絮凝器X02进一步加热升温，料液温度将提升至90～100℃，料液中的蛋白在加热和酸性条件下进一步絮凝，第二加热絮凝器X02的热介质来源于保温絮凝器X04，温度约为120℃。经过二级螺旋絮凝器加热后的料液通过管道被输送至蒸汽加热器。第一、二加热絮凝器采用螺旋板换热器构成，其是完全焊接的结构，通过长管道进行分隔，这让絮凝的蛋白在整个预热过程中保持同一流速缓慢加热，保证了蛋白的品质和均匀性。
加热保温：经第二加热絮凝器X02加热的料液，由一只蒸汽加热器将锅炉房的蒸汽注入到料液中，蒸汽与料液完全混合，通过这种最高效的热能利用，将料液温度瞬间提升至120℃以上。加热后的料液进入后续的保温絮凝器X04中进行保温絮凝，使料液中的蛋白(包括小分子链的蛋白)充分絮凝结团，提高蛋白的提取效率。
降温分离：保温后的含蛋白料液，分别通过第一、二加热絮凝器作为热源对新进入的蛋白料液进行加热，实现絮凝蛋白料液的降温，促进絮凝和节约能耗。
脱水单元T1为卧式螺旋脱水机构成，对于干燥单元G1，具体采用如图5、6所示的技术方案进行实施，干燥单元G1包括依序设置的闪蒸干燥机G11、气流干燥机和第一、二旋风分离器，气流干燥机包括倒U形的干燥管G12，干燥管G12的一端连接第一旋风分离器G13的物料入口，干燥管G12的另一端分别连接闪蒸干燥机G11的物料出口和第二空气加热器G152的出风口，第二空气加热器G152与第二风机G162相连接，第一旋风分离器G13的出风口与第二旋风分离器G14的物料入口相连接。闪蒸干燥机G11与第一空气加热器G151的出风口相连接，第一空气加热器G151包括壳体和壳体内沿风送方向依次设置的第一、二、三换热管组，第一换热管组与第一加热絮凝器X01的热流体出口相连接，第二换热管组与第三加热絮凝器X03的热流体出口相连接，第三换热管组与蒸汽输送管相连接，第一空气加热器G151与第一风机G161相连接。从第一加热絮凝器X01出来的料液通过管道进入第一空气加热器G151，将料液中余温为空气预热，进一步进行节能，经空气加热器换热后的絮凝蛋白料液进入卧式螺旋离心机进行固液分离。分离出的液体进入后续蒸发浓缩单元，最终制作成液态肥。分离出的固体物料即为湿蛋白，湿蛋白的含水量约70％左右。
经卧式螺旋离心机分离出的蛋白通过底部设置的水平螺旋输送机和倾斜螺旋输送机进入干燥单元G1。考虑马铃薯蛋白的物料特性采用闪蒸干燥机G11和气流干燥机联用进行干燥。蛋白由螺旋进料机(绞龙G17)进入闪蒸干燥机G11的干燥室，热空气由入口管以适宜的喷动速度从闪蒸干燥机G11底部进入搅拌粉碎干燥室，对蛋白产生强烈的剪切、吹浮、旋转作用，蛋白受到离心、剪切、碰撞、磨擦而被微粒化，强化传质传热。在闪蒸干燥机G11底部，较大较湿的颗粒蛋白团在搅拌机构的作用下被机械粉碎，湿含量较低、颗粒度较小的蛋白颗粒被旋转气流夹带上升，在上升过程中进一步干燥。由于气固两相作旋转流动，固相惯性大于气相，固气两相间的相对速度较大，强化两相间的传质传热，所以该机生产强度高。经干燥单元G1干燥后的蛋白含水量约为10～12％左右，随后进入筛分包装单元。
详细的方案如图7、8所示，闪蒸干燥机G11的底部设置有锥形底座G111和搅拌机构，搅拌机构包括立状布置的搅拌轴G101，搅拌轴G101的一端穿过锥形底座G111延伸至闪蒸干燥机G11内并在该端设置用于粉碎物料的搅拌齿G103，搅拌轴G101的另一端通过闪蒸干燥机G11底部外侧设置的轴承座进行转动安装，搅拌齿G103远离搅拌轴的一端设置有用于刮除闪蒸干燥机G11内壁上黏附蛋白的刮板G104，闪蒸干燥机G11的顶部设置旋流片。搅拌轴上设置的层状布置的刀片G102和耙齿，使物料和气体纵横混合加强，颗粒间碰撞、摩擦加快，气泡被打碎，聚式流化变成散式流化，提高了传热传质效率，并起一定粉碎作用。干燥机底部设有内锥体结构，使热空气流通截面自下而上不断扩大，底部气速大，上部气速小，使得下部大颗粒和上部小颗粒处于良好的流化状态。另外，锥形底座G111可缩短搅拌轴G101悬臂长度，增加运行可靠性，轴承座设在机外，避免轴承在高温区长期工作，延长轴承的使用寿命。湿物料被搅拌齿粉碎的同时，部分被甩向器壁，粘在壁上，如不及时刮下，会影响产品质量，通过在搅拌齿G103顶端设置刮板G104，防止物料粘壁过热变性。干燥室上部设置的旋流片，有效保证物料水份和细度。另外，可在锥底热风入口处设有冷风保护，防止物料与高温空气接触产生过热变质。由于闪蒸干燥机G11进风温度较高，故轴承座上还可设置水循环冷却系统；闪蒸干燥机G11的外壁采用碳钢制作，并进行保温，保温材料为优质硅酸铝，在保温材料外设置A3钢制成的包皮。第一旋风分离器G13为离心式旋风分离器，以使85％以上的物料被分离收集，第一旋风分离器G13下部采用星形关风器进行卸料。第二旋风分离器G14为除尘装置，目的是收集微细物料，使尾气排放达到国家的排放标准。
干燥后的蛋白进入包装料仓，依据客户需求筛分、包装，最后送到仓库存储。由于干燥后的蛋白含水量低可实现长时间存储和长距离运输。
另外该系统还配置有全自动在线清洗的清洗单元Q1，清洗单元Q1包括碱液储罐Q12以及工艺水储罐Q13，碱液储罐Q12内的溶液由氢氧化钠储罐Q11内的氢氧化钠和工艺水配制得到，氢氧化钠溶液和工艺水通过清洗水泵Q14泵送至各单元对各设备进行清洗，仅需1名操作人员即可进行操作。该系统非可溶蛋白提取率高达90％，能耗低，可以根据客户需要生产饲料级蛋白和食品级蛋白。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：包括依序前后连接的用于对淀粉废水中的淀粉、蛋白、纤维进行分离的分离单元，用于对分离单元分离回收的蛋白料液进行PH调节的PH调节单元，用于对调节PH后的蛋白料液进行絮凝处理的絮凝单元，用于对絮凝后的蛋白进行固液分离的脱水单元，以及用于对脱水后的蛋白进行干燥的干燥单元。
2.根据权利要求1所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：分离单元包括消沫罐，消沫罐包括圆形立状布置的罐体，罐体中部的外罐壁上设置有沿切线方向向罐体内送入淀粉废水的布料嘴，罐体内设置有上、下布置的第一、二锥形罩，第一锥形罩的罩口向上，第二锥形罩的罩口向下，罐体上还分别设置有蛋白回收管、纤维回收管以及淀粉回收管，纤维回收管的入口端延伸至第一锥形罩内的底部，蛋白回收管的入口端延伸至的第二锥形罩内的顶部，淀粉回收管的入口端位于罐体的底部。
3.根据权利要求1或2所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：絮凝单元包括依序连接设置的用于对蛋白料液进行加热絮凝的各加热絮凝器以及用于对蛋白料液进行保温絮凝的保温絮凝器，保温絮凝器包括保温壳体以及保温壳体内设置的螺旋输送管，螺旋输送管的芯线沿水平方向布置，螺旋输送管的管径为蛋白料液输送管管径的1.5～2.5倍，蛋白料液输送管为相邻设备之间用于蛋白料液进行输送的管道。
4.根据权利要求1或2所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：干燥单元包括依序设置的闪蒸干燥机、气流干燥机和第一、二旋风分离器，气流干燥机包括倒U形的干燥管，干燥管的一端连接第一旋风分离器的物料入口，干燥管的另一端分别连接闪蒸干燥机的物料出口和第二空气加热器的出风口，第二空气加热器与第二风机相连接，第一旋风分离器的出风口与第二旋风分离器的物料入口相连接。
5.根据权利要求4所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：闪蒸干燥机的底部设置有锥形底座和搅拌机构，搅拌机构包括立状布置的搅拌轴，搅拌轴的一端穿过锥形底座延伸至闪蒸干燥机内并在该端设置用于粉碎物料的搅拌齿，搅拌轴的另一端通过闪蒸干燥机底部外侧设置的轴承座进行转动安装，搅拌齿远离搅拌轴的一端设置有用于刮除闪蒸干燥机内壁上黏附蛋白的刮板，闪蒸干燥机的顶部设置旋流片。
6.根据权利要求3所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：絮凝单元包括第一、二、三加热絮凝器和保温絮凝器，第一、二加热絮凝器均为螺旋板换热器构成，第三加热絮凝器为蒸汽加热器构成，第一加热絮凝器的冷流体入口与PH调节单元相连接，第一加热絮凝器的冷流体出口与第二加热絮凝器的冷流体入口相连接，第二加热絮凝器的冷流体出口与第三加热絮凝器的冷流体入口相连接，第三加热絮凝器的冷流体出口与保温絮凝器的物料入口相连接，第三加热絮凝器的热流体入口与蒸汽输送管相连接，第二加热絮凝器的热流体入口与保温絮凝器的物料出口相连接，第二加热絮凝器的热流体出口与第一加热絮凝器的热流体入口相连接。
7.根据权利要求2所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：消沫罐的上部罐壁上还设置有连接管口，连接管口位于第一锥形罩的上方，连接管口依次连接第三风机和泡沫破碎器，泡沫破碎器包括管体，管体内间隔设置用于破碎泡沫的隔网或格栅。
8.根据权利要求2所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：消沫罐的顶部设置有喷头，纤维回收管的另一端通过第一泵体与分离回收纤维的离心筛相连接，离心筛的废水排出口通过第二泵体与喷头相连接。
9.根据权利要求5所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：闪蒸干燥机与第一空气加热器的出风口相连接，第一空气加热器包括壳体和壳体内沿风送方向依次设置的第一、二、三换热管组，第一换热管组与第一加热絮凝器的热流体出口相连接，第二换热管组与第三加热絮凝器的热流体出口相连接，第三换热管组与蒸汽输送管相连接，第一空气加热器与第一风机相连接。
10.根据权利要求1所述的马铃薯蛋白生产系统，其特征在于：脱水单元为卧式螺旋脱水机构成。
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