FI72256B - Enfoerbaettrad metod foer behandling av boskapsfoderprodukt erch en anlaeggning foer genomfoerande av metoden - Google Patents

Description

72256

Parannettu menetelmä karjanrehutuotteiden käsittelemiseksi ja laite menetelmän toteuttamiseksi - En förbättrad metod för behandling av boskapsfoderprodukter och en anläggnmg för genomförande av metoden

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä karjanrehutuot-teiden käsittelemiseksi, jotka tuotteet perustuvat maatalous-materiaaleihin, kuten sokerimassa, sitrusmassa ja kuori tai mahdollisesti rehutuotteet, jotka perustuvat maataloustuotteiden käymisestä muodostuneisiin materiaaleihin, kuten esimerkiksi maissista, vehnästä tai ohrasta saatuun rankkiin.

Luonnonsokerin (ruokosokeri, sakkaroosi) valmistuksessa sokerijuurikkaasta ja sokeriruo1 osta käytetään kuitumateriaalia moniin eri tarkoituksiin sen jälkeen, kun sokerimehu on poistettu uuttamalla. Sokerijuurikkaasta saatua juurikasmassaa voidaan käyttää välittömästi karjanrehuna. Juurikasmassan kuljetuksen ja varastoinnin helpottamiseksi suuria määriä kuivataan ja muodostetaan toisinaan pelleteiksi. Ennen kuivausta juuri-kasmassa tavallisesti rikastetaan melassilla, joka on sokeri-siirapin valmistuksesta saatu sivutuote. Tällä menetelmällä saatu tuote on hyvin arvokas, erittäin ravitseva karjanrehu, jossa on runsaasti kuituja.

Sen jälkeen, kun juurikkaan varret on poistettu ja juuret pesty, juurikkaan juuret leikataan pieniksi paloiksi erikoisrakentei-silla leikkureilla massan muodostamiseksi. Sokerin uuttamiseksi massasta käytetään diffuusoreita ja uutto suoritetaan veden avulla tavallisesti vastavirtaan. Juurikasmassasta uutettu sokeri on tavallisesti raakamehua, joka voidaan jalostaa edelleen, ja tämän jälkeen juurikasmassa poistetaan vettä puristamalla esimerkiksi kartiopuristimissa tai ruuvikara-puristimissa. Karjanrehun valmistamiseksi massa kuivataan normaalisti noin 5 % kuivapitoisuudesta 15 - 25 % kuiva-pitoisuuteen. Puristusvaiheessa poistunutta vettä käytetään uuttokäsittelyssä, joka suoritetaan yllä mainitulla 72256 tavalla diffuusoreissa.

Rikastettaessa juurikäsmassa melassilla melassi lisätään puristusvaiheen jälkeen, mutta ennen massan kuivausta.

Noin 20 % vettä sisältävä melassi ja juurikäsmassa sekoitetaan sellaisessa suhteessa, että kiinteä kuivapitoisuus tulee varmasti alueelle 30 - 40 5o, tavallisesti noin 35 ?0. Tämä merkitsee sitä, että noin 30 % kuiva-aineesta on sokeria.

Tämän jälkeen tapahtuva kuivaus suoritetaan kuumassa kaasussa, joka on tavallisesti öljyn tai kaasun poltosta kehittynyttä savu- tai polttokaasua. Savukaasu ja juurikasmassa saatetaan kosketukseen yleensä pyörivässä rumpukuivurissa, mutta mahdollista on myös kuivaus virtauskuivureissa, nk. pneumaattinen kuivaus savukaasussa.

Nykyaikaiset savukaasukuivurit käyttävät noin 100 1 polttoöljyä per tonni haihtunutta vettä, eli polttoöljymäärät ovat välillä 150 ja 200 litraa per tonni tuotetta riippuen juurikas-massan vesipitoisuuksista kuivausvaiheen alussa. Lisäksi käytetään pienempiä määriä öljyä tuotetonnia kohti esilämmityk-seen ja polttoöljyn sumutukseen tarvittavan höyryn kehittämiseksi ja samoin käytetään noin 100 kWh tuotetonnia kohti sähköenergiaa.

Uiipymisaikä pyörivissä rumpukuivureissa on normaalisti ainakin 30 minuuttia. Kaasun lämpötila kuivausvaiheen alussa voi olla esimerkiksi 580°C, mutta kuivurista poistuessaan se on 110°C. Mikäli kaasu kierrätetään uudelleen märän massan lämpötilan pitämiseksi 70°C:ssa, keskimääräinen käyttölämpöti laero on noin 185°C. Korotettu lämpötila on välttämätön kosteuden poistamiseksi (haihduttamiseksi) hygroskooppisesta materiaalista 30 minuutissa. Hiukkasten se kokonaispinta-ala, joka on alttiina kuivausvaikutuksille pyörivissä kuivureissa, on hyvin pieni siitä syystä, että suurimman osan ajasta materiaali on pyörivän rummun pohjalla.

Yllä esitetyt tiedot osoittavat, että on hyvin kallista li 3 72256 valmistaa karjanrehua tekniikan tason mukaisilla tunnetuilla menetelmillä. Tällaisten karjanrehutuotteiden suuret valmistuskustannukset eivät kuitenkaan ole ainoa haittapuoli, vaan myös muissa suhteissa nykyään käytetty valmistustekniikka kärsii vakavista haitoista. Savu- tai polttokaasukuivaus esimerkiksi tapahtuu korotetuissa lämpötiloissa, yleensä välillä 400 ja 600°C ja usein jopa 1000°C:ssa. Kun juurikas-massa joutuu alttiiksi ja suoraan kohtaamaan tällaiset hyvin kuumat kaasut, massan pienimmät hiukkaset kuivuvat erittäin nopeasti, hapettuvat ja palavat. Tällä tavoin häviää noin 5 - 10 % tuotteen kiinteästä kuivapitoisuudesta. Lisäksi juurikasmassassa olevat hiiltyneet jäänteet antavat tuotteelle pahan maun ja tumman värin, mikä huonontaa tuotteen laatua.

Kirjallisuudessa on viime aikoina esitetty (esimerkiksi "British Sugar Conference", kesäkuu 1980), että haitallisia kemikaaleja saattaa löytyä karjanrehusta, joka on kuivattu öljyn tai kaasun poltosta saatujen polttokaasujen avulla.

Käytettäessä öljyä tai polttokaasua karjanrehuun absorboituu polttotuotteitä, kuten nokea ja tuhkaa ja lisäksi palamatta jääneitä hiilivetyjä.

Johtuen siitä, että juurikasmassassa on hyvinkin erikokoisia hiukkasia, on olemassa suuri vaara siitä, että suuremmat hiukkaset eivät kuivu halutussa määrin. Tällaisten riittämättömästi kuivuneiden hiukkasten läsnäolo lyhentää karjanrehun varastointi-ikää ja tekee välttämättömäksi valvoa ja ohjata pol11okaa sukuivausprosessia tarkasti, jotta olisi mahdollista saada hyvin ja tasaisesti kuivunut lopputuote. Mikäli kuivuus-aste on liian alhainen, saattaa muodostua hometta ja härmää ja tuote pitää hylätä. Johtuen yllä kuvatuista haittapuolista, on esimerkiksi sokerijuurikasmassaa käytetty tähän mennessä vain karjanrehuna huolimatta tämän materiaalin hyvästä ravintoarvosta ja suuresta kuitupitoisuudesta.

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla on saatu 72256 poistetuksi yllä esitetyt haittapuolet, jotka luonnostaan liittyvät tähän mennessä käytettyihin menetelmiin esimerkiksi juurikasmassan ja vastaavien maatalousmateria a 1 ie n käsittelemiseksi syötäväksi tuotteeksi. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä käyttää huomattavasti vähemmän energiaa juurikasmassan kuivaamiseksi.

Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että karjanrehuksi käsiteltävä maatalousmateria a 1i, kuten sokerijuurikas-massa, sitrusmassa ja kuori tai maataloustuotteiden käymisestä saatu maatalousmateriaali, kuten rankki tultuaan kuivatuksi puristus- ja/tai haihdutusproses s il la saatetaan käsittelyvaiheisiin, joissa materiaali lämmitetään kantohöyrynä tunnetussa vesihöyryssä, materiaali hienonnetaan mainitussa kantohöyry ssä olennaisesti yhtenäisen hiukkaskoon aikaansaamiseksi materiaalissa olevassa kaikessa kuiva-aineessa, mainitut hiukkaset kuivataan lämmönvaihtimessa, jossa mainittu kantokaasu toimii edullisesti apukuivausväliäineena, jolloin mainitut käsittelyvaiheet suoritetaan esitetyssä järjestyksessä tai jossain muussa sopivassa järjestyksessä, mainittu materiaali erotetaan kantohöyrystä ja materiaali jäähdytetään.

Keksinnön kohteena on myös laite, joka on suunniteltu menetelmän toteuttamiseksi. Laitos on ensisijaisesti tunnettu astiasta, joka sisältää paineistettua höyryä ja johon materiaali kuljetetaan ensimmäisen painelukon kautta, hie nonnuse limistä juurikäsmassassa olevien kaikkien hiukkasten saattamiseksi olennaisesti yhtä suuriksi, laitteista materiaalin kuivaamiseksi ja elimistä materiaalin kuljettamiseksi mainittujen kuiva us laitteiden läpi ja materiaalin erottamiseksi höyrystä, joka toimii materiaalin kantoaineena, sekä toisesta painelukosta mainitun materiaalin purkamiseksi astiasta ulos.

Keksintöä selvitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa on esitetty joitakin suoritusmuotoja laitteesta, jota käytetään keksinnön mukaisesti ka r j anr ehumat er ia a 1 in käsittelemiseksi. Piirustuksissa:

It 5 72256

Kuvio 1 on kaaviokuva keksinnön mukaisen laitoksen ensimmäisestä suoritusmuodosta sokerijuurikasmassan käsittele-miseks i.

Kuvio 2 on käyrä, joka esittää juurikasmassan kuivausaikaa materiaalin paisuessa ja ilman sen paisumista.

Kuvio 3 on kaaviokuva keksinnön mukaisen laitoksen toisesta suoritusmuodosta sellaisen juurikasmassan käsittelemiseksi, johon ei ole lisätty melassia.

Kuvio 4 esittää ka aviomaisesti sitrushedelmien kuoren ja sisusten käsittelyä.

Kuvio 3 esittää kolmatta suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta laitoksesta ti slausrankin käsittelemiseksi.

Seuraavassa keksintöä selvitetään viittaamalla aluksi kuvioon 1, jossa on esitetty laitos juurikasmassan käsittelemiseksi.

Uuttolaitoksesta (ei esitetty), jossa sokeri on uutettu, juurikäsmassa 1 kuljetetaan syöt toruuvi11a 2 välivarastoon 3 edelleenkäsiteltäväksi. Samalla, kun massaa siirretään syöttöruuvist a 2, siihen edullisesti lisätään melassia, joka sekoitetaan homogeenisesti juurikasmassaan 1. Välivarastosta 3 juurikasmassa 1 kuljetetaan jatkuvasti toisella syöttöruuvi11a 4 höyrypäineastiaan 5, joka on täytetty vesihöyryllä. Höyry on paineista paineen ollessa edullisesti 0,6 MPa. Höyrypaine kehitetään höyryejektori 11a 6, joka 30 % suhteessa ja 2 MPa paineessa olevan korkeapa inehöyryn avulla puristaa höyryn suhteessa 70 % ja paineesta 0,4 MPa paineeseen 0,6 MPa. Paineastiassa 5 vesihöyry tiivistyy juurikasmassaan lämmittäen sen nopeasti kyllästyslämpötilaan, joka on noin 150°C.

Tämän jälkeen juurikäsmassa kuljetetaan kammioon 7, joka on paineistettu alempaan paineeseen (0,4 p|Pa) kuin höyryastia 72256 5. Ennen saapumistaan kammioon 7 massa joutuu kulkemaan pyörivän siipisyöttimen läpi, joka toimii painelukkona. Materiaali paisuu paineen vähenemisen johdosta ja materiaalin nestettä täynnä olevat solut puhkeavat antaen materiaalille kuohkeamman rakenteen, joka helpottaa myöhemmin tapahtuvaa kuivumista. Lisäksi karjan on helpompi sulattaa materiaali.

Kammiosta 7 siirtää ruuvisyötin 9 juurikasmassan kuiduttimeen 10, joka esitetyssä suoritusmuodossa on kiekkopuhdistin, vaikkakin muitakin kuidutintyyppejä voidaan käyttää, kuten kiekkorouhimia, levymyllyjä tai defibraattore itä. Kuidutin 10 toimii siten, että sen tehokas kiekko- tai levyvälys on 0,5 - 1,0 mm. Materiaali puhalletaan ulos puhdistinko-telosta seuraavana laitteistosta olevaan kuivuriin 11 kantohöyryn avulla paineessa 0,4 MPa.

Paisuminen sekä mekaaninen hienontuminen puhdistimessa tai kuiduttimessa 10 aiheuttaa materiaalin pirstoutumisen tarkoituksena muodostaa kooltaan mahdollisimman yhtenäisiä hiukkasia, mikä mahdollistaa jäljempänä seuraavan kuivaus-vaiheen pituuden huomattavan vähenemisen.

Kuivuri 11 on nk. vastapainekuivuri tai höyrykuivuri ja muodostuu lämmönvaihtimista ja polviputkien yhdistämistä kulje tinputkista . Tämän tyyppinen kuivuri on esitetty USA-patenttijulkaisussa 4 043 049 ja sitä käytetään sellu-loosakuitujen kuivaamiseksi tavallisesti 50 % kiintoaines-pitoisuudesta noin 90 % kiintoainespitoisuuteen. Laitoksen turbiinista 12 (tai höyrykattilasta) syötetään höyryä kuivuriin paineen ollessa 1 - 1,2 MPa. Kuumennushöyry tiivistyy ja lauhde kerätään lämmönvaihtimista ja siirretään syöttövesijärjestelmään uuden syöttöveden esilämmittämiseksi. Kuumennushöyry voi olla myös turbiinista (kattilasta) tulevan höyryn ja aikaisemmin mainitun kantohöyryn seos, joka seos saadaan esimerkiksi mekaanisista puristusvaiheista ( lämpöp urjst us tai höyrypur istus ) tai esimerkiksi höyryejek-torista. Kuumennus- tai lämmityshöyry voi myös olla pelkästään it 7 72256 kantohöyry, joka kehittyy kuivausvaiheessa ja puristetaan sen jälkeen kompressorissa.

Lämpöä voidaan myös lisätä muissakin väliaineissa kuin vesihöyryssä ja suuremmassa paineessa kuin kantohöyry.

6¾

Voidaan esimerkiksi käyttää kuumaa öljyä tai Dowtherm , joka kaadetaan tiivistimeen tai jäähdytetään kuivurin 11 lämmönvaihtimissa.

Juurikasmassa sekoitetaan kantohöyryyn painosuhteiden ollessa edullisesti 1:2 ja 1:10. Juurikasmassasta, hiukkasista ja kantohöyrystä muodostuva suspensio kuljetetaan kuivurin 11 läpi puhaltimien 12, 13 avulla nopeuden ollessa aluksi 20 - 30 m/sek. ja loppuvaiheessa 40 m/sek. Kun vesi haihtuu juurikasmassasta, höyryn määrä/osuus suspensiossa lisääntyy. Koska juurikasmassa kuivataan kuljetetussa kantohöyryssä, muodostuu ylimääräistä kantohöyryä sekä kuivattua juurikas-massaa, eli karjanrehua veden haihtuessa juurikasmassasta.

Tätä ylimääräistä kantohöyryä voidaan esitetyllä tavalla käyttää kuivurin lämmityshöyrynä puristuksen jälkeen.

On kuitenkin edullista käyttää sekä laitoksen käsittelyhöyrynä esimerkiksi sokerimehun (kts. kuvio 1), nk. kevytmehun haihduttamiseksi monitoimisessa haihdutuslaitoksessa.

Tällä tavoin kehittynyttä ylimääräistä höyryä voidaan käyttää joko suoraan tai höyrygeneraattorissa tapahtuneen regeneraation jälkeen. Jälkimmäisessä tapauksessa kuivuri-laitoksen 11 lämmönvaihtimista tai syöttövesijärjestelmästä saatu puhdas lauhde lämpövaihdetaan ylimääräisen höyryn kanssa. Höyry tiivistyy ja siirtää höyrygeneraattorista lämpönsä veteen, joka muodostaa höyryä. Tällä tavoin muodostuu puhdasta käsittelyhöyryä, joka voidaan siirtää laitoksen pienpainehöyryjärjestelmään (tavallisesti 0,2 - 0,5 MPa).

Monissa tapauksissa riittää kuitenkin höyryn puhdistaminen suodattamalla, tai vielä paremmin nk. "scrubbing-puhdistuk-sella" kyllästettyjen lauhteiden avulla. Tämän jälkeen höyryn annetaan kuplia paineastian läpi, joka on täytetty 72256 lauhteella, johon höyrystä tulevat hiukkaset suspendoituvat ja ka asupitoiset kemikaalit absorboituvat.

Seuraajassa taulukossa on esitetty kantokaasun analyysi jälkeen ja ennen puhdistuksen: Höyryn laatu melassipitoisen sokerimassan kuivauksen jälkeen

Kiinteä pH-arvo Alkoholit Hapot ϋς” -9/1 "9/1

Puhdistamaton höyry 40 4,5 650 275

Puhdistettu höyry alkalisella kondensaati 11a suoritetun puh-d is t uksen jälkeen un Ei 7,3 625 20

Johtuen yllä kuvatusta menetelmästä voidaan kui vaus va iheessa kehittynyttä höyryä käyttää haihdutukseen tarvitsematta asentaa uusia laitteita (kuten ruostumattomia teräshaihdut-timia). Sen sijaan voidaan käyttää jo olemassa olevia hiiliteräslait teitä.

Kuivaus tapahtuu tavallisesti paineessa 0,2 - 0,6 MPa ja sen jälkeen paras massa erotetaan kantohöyrystä syklonissa 14. Kuivattu juurikasmassa, eli karjanrehu, poistetaan kääntöläppäsyöttimellä 15 ilmanpaineessa olevaan kylmään ilmavirtaan. Täsfeä prosessissa materiaali saa halutun lopullisen kuivapitoisuuden, joka tavallisesti on 80 -95 %, ja ilma jäähdyttää karjanrehun samalla kun tämä siirtyy eteenpäin pelletoitavaks i ja/tai pakattavaksi.

Erotettu kantohöyry palautetaan kuiduttimeen 10 kierrätysput-ken 16 kautta. Tuulettimet 12 ja 13 antavat energian, joka tarvitaan korvaamaan kuljetuksen aikana tapahtuva painehäviö.

Il 9 72256

Kierrätysputkeen 16 on liitetty väliottoputki 17. Putkessa 17 olevaa painesäätöventtiiliä 18, joka on asetettu paineeseen 0,4 MPa, käytetään poistamaan tai väliottamaan ylimääräistä kantohöyryä, jolla kuormataan osa sokerimehun haihduttamiseen käytetystä uudesta höyrystä, esillä olevassa tapauksessa 45 % tästä höyrystä.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä parantaa huomattavasti tavanomaista tekniikkaa. Sillä saadaan esimerkiksi poistetuksi ei-toivotut makumuutokset, jotka aikaisemmin aiheutti hiiltynyt juurikas lasta ja palava polttoöljy.

Lisäksi on havaittu, että luonnostaan sokerijuurikkaan juuressa olevat kitkerät maut häipyvät kokonaan luultavasti lämpöhienonnuksen kautta ja/tai vesihöyryn tislauksesta. Keksinnön mukaisessa- käsittelymenetelmässä juurikasmassa myös des infioituu, mikä helpottaa tuotteen varastointia ja käsittelyä. Edelleen on havaittu, että tuotteen sulamisky-ky, eli mahanesteiden ja niissä olevien aineiden penetraatio parantuu huomattavasti esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä käsitellyssä juurikasmassassa verrattuna polttokaasul la kuivatussa juurikasmassassa todettuun sulamisky-kyyn. Samoin tuotteen kosteutumis- ja paisumisominaisuudet parantuvat. Veteen upotettuina keksinnön mukaiset höyrykui-vatut tuotenäytteet turpoavat huomattavasti nopeammin ja absorboivat suurempia määriä vettä kuin polttokaasukuivattu juurikasmassa. Paisumisominaisuudet paranevat todellakin jopa noin 100 ?0:lla verrattuna tekniikan tason mukaiseen tuotteeseen.

Tällä tavoin aikaansaadut huomattavat parannukset kuvatulla tavalla käsiteltyjen karjanrehutuotteiden laadussa tekevät keksinnön mukaisen lopputuotteen sopivaksi myös ihmisravinnoksi. Ruokatuote voi olla puhdistettu ja kuivattu kuitutuote. Lisäyksiä voidaan tehdä sekä ennen että jälkeen kuivauksen. Edullisesti käytetään juurikasmassaa ilman melassia valmistettaessa ruokaa ihmisten käyttöön.

Koko kuvattu käsittelymenetelmä suoritetaan edullisesti 10 72256 vesihöyryssä, joka on paineistettu kyllästyslämpötilaan 105 - 180°C, eli ylipaine on välillä 20 ja 900 kPa. Hienon-nusvaihe voidaan kuitenkin suorittaa ilmanpaineessa ilmassa tai muissa väliaineissa. Paisuminen voidaan suorittaa höyryssä alemmassa paineessa tai ilmassa ilmanpaineessa.

Yllä kuvatulla tavalla melassi lisätään edullisesti juurikas-massan tavanomaisen kuivauksen jälkeen, mutta on selvää, että keksinnön mukainen menetelmä soveltuu yhtä hyvin juurikasmassan käsittelyyn ilman tätä melassin lisäystä.

On kuitenkin välttämätöntä muuttaa eri käsittelyvaiheita jonkin verran johtuen juurikasmassan pienemmästä kuivapitoi-suudesta verrattuna melassin kuivapitoisuuteen.

Kuivausvaiheen ja sen jälkeen tapahtuvan juurikasmassan poiston aikana tapahtuu kuivurissa 11 lisähienontumista johtuen suurista virtausnopeuksista ja äkillisten nopeus-muutosten vaikutuksesta ja edelleen lisähienonnusta tapahtuu massan poistumisvaiheessa johtuen paineen alenemisesta suuremmasta pienempään paineeseen. Tämä hienontuminen pitää ottaa huomioon menetelmän kokonaissuunnittelussa sen seikan varmistamiseksi, että lopputuote vastaa esimerkiksi haluttuja laatuvaatimuksia.

On todettu, että kuivausvaiheessa haihtuu veden lisäksi myös sokerijuurikkaassa olevia aineita, jotka aikaisemmin antoivat rehutuotteille ominaisen kitkerän maun. Jotkut tällaiset tuotteet hajoavat lämmön vaikutuksesta.

Verrattuna polttokaasukuivausta käyttäviin yksivaihemene-telmiin on esitetty uusi menetelmä huomattavasti tehokkaampi, erityisesti käytettäessä maatalousmateriaaleja, kuten sokerijuurikasmassaa ja sitrushedelmien kuorta ja massaa. Näissä materiaaleissa vesi pitäytyy ja pysyy soluissa ja sitoutuu myös hygroskooppisesti hiilihydraatteihin, pektiineihin ja proteiineihin.

Kuten aikaisemmin mainittiin, tarvitaan kuivausrummuissa li 11 72256 30 minuuttia tai enemmänkin kestävä viipymisaika käytettäessä polttokaasuja kuivaukseen. Keskimääräinen läpipötd. laero on 185°C. Toisaalta höyrykehässä on esilämmityksen, hienon-nuksen, kuivauksen ja erotuksen kattava kokona isviipymisaikä noin 30 sekuntia ja keskimääräinen lämpötilaero on 30°C.

Erot lämmön s iirtymisnopeuks issa (hyötysuhde) voidaan ilmaista seuraavalla suhteella:

Aika x lämpötilaero-Polttokaasukuivaus 30 x 60 x 185 - 222 Aika x lämpötilaero-HÖyrymenetelmä eli lämpö siirtyy noin 200 kertaa tehokkaammin käytettäessä höyryä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan myös arvokkaita etuja energiankulutuksessa. Alla olevat esimerkit esittävät keksinnön mukaisen laitoksen järjestelmien eri painearvoja, lämpötila-arvoja ja muita tietoja.

Karjanrehu, kuiva-aine 10 tonnia/h

Vesipitoisuus ennen käsittelyä 65%, 1,86 kg vettä/kg kui va-a inet ta

Lämpötila ennen käsittelyä 60°C

Lämpötilavaihe n:o 1 150°C, 0,5 MPa

Vesipitoisuus vaihe n:o 1 70%, 2,30 kg vettä/kg kui va-a inet ta

Lämpötila puhdistimen jälkeen 134°C

Vesipitoisuus puhdistimen jälkeen 64%, 1,78 kg vettä/kg kuiva-a inetta

Lisätty puhdistusenergia 350 kW

Lisätty lämmityshöyry 21,5 tonnia/h, 1 MPa

Ejektoriin lisätty höyry 1,4 tonnia/h, 2 MPa

Ejektoriin lisätty höyry 3,1 tonnia/h, 4 MPa

Haihtumiseen kehitetty käsittelyhöyry 18,5 tonnia/h Käsittelyhöyryhäviö 1,5 tonnia/h ilmakehään

Lisätty puhallinenergia 290 kW

Kosteuspitoisuus lopputuotteessa 10%, 0,11 kg vettä/kg kui va-a inetta Höyryn kokonaistarve haihdutuksessa 55 tonnia/h 12 72256

Uuden höyryn tarve kattilasta 36,5 tonnia/h Höyry juurikasrehun kuivauksesta 18,5 tonnia/h

Uuden menetelmän ja tavanomaisten menetelmien energiatarpeiden vertailu antaa seuraavat arvot:

Kuivaus Uusi menetelmä Tavanomainen menetelmä Höyryntarve 1 MPa 21,5 tonnia/h Höyryntarve 2 MPa 1,4 tonnia/h Höyryntarve 0,4 MPa - 1,0 tonnia/h

Lisätty kokonais-

sähkö 640 kW 730 kW

Polttoöljy - 1800 litraa/h

Haiht uminen: Höyryntarve 0,4 MPa 36,5 tonnia/h 55 tonnia/h

ENERGIAN KULUTUS

Kuivaus: Uusi menetelmä Tavanomainen menetelmä MJ/tonni MJ/tonni kuiva-ainetta kuiva-ainetta Höyryntarve 1 MPa (2015 MJ/tonni) 4332 2 MPa (2800 MJ/tonni) 392 0,4 MPa (2739 MJ/tonni) - 274 Sähkö (0,36 MJ/tonni kuiva-ainetta) 230 263

Polttoöljy (36 MJ/1 polttoöljyä) - 6480 I) 13 72256

Haihtuminen : Höyryntarve 0,4 MPa (2134 MJ/tonni) 7789 11737

Kokonais MJ/tonni kuiva-ainetta) 12743 18734 Päästöt s 6011 MJ/tonni kuiva-ainetta 1671 polttoöljy/tonni kuiva-ainetta tai 1670 1 polttoöljyä/h

Kuviossa 2 on esitetty käyrä, joka osoittaa juurikasmassan kuivausajan paisumisen jälkeen verrattuna kuivausaikään ilman paisumista.

Keksinnön toista suoritusmuotoa tarkastellaan nyt viittaamalla kuvioon 3. Tämän suoritusmuodon mukaisesti kuivataan kaksivai-heisesti juurikasmassaa, johon ei ole lisätty melassia ja jota ei ole edeltäkäsin jauhettu tai paisutettu.

Ensimmäinen kuivausvaihe 19 toimii lämmityshöyryllä paineen ollessa 1,2 MPa ja kantohöyry llä paineen ollessa 0,5 MPa. Juurikasmassaa lisätään kuivausvaiheeseen kääntösiipisyöttimen 20 kautta, ja kosteuspitoisuus pienenee tässä vaiheessa 78 ?0:sta 65 %:iin. Tämän jälkeen materiaali ohjataan kääntö-läppäsyöttimen 21 läpi, jossa se paisuu joutuessaan alttiiksi 0,2 MPa paineelle ja sen jälkeen se jauhetaan kiekkopuhdis-timessa 22. Tämän jälkeen se kuivataan kosteuspitoisuuteen 10 % toisessa kuivausvaiheessa 23 paineessa 0,2 MPa. 0,5 MPa paineessa muodostettu höyry toimii lämmityshöyrynä. Kuivausvaiheessa näiden kahden vaiheen 19 ja 23 välinen tasapaino säilytetään sen seikan varmistamiseksi, että juuri riittävästi 0,5 MPa:n höyryä kuluu juurikasmassan kuivaamiseksi haluttuun kuivapitoisuuteen. Erityisesti pitää huolehtia siitä, että kantohöyrymäärä ensimmäisestä vaihesta 19 toiseen vaiheeseen 23 saadaan erikseen optimoiduksi.

14 72 2 5 6

Ensimmäisessä kuivurivaiheessa 19 ovat juurikasmassan ja kantohöyryn väliset painosuhteet 1:5 ja keskimääräinen virtausnopeus noin 30 m/s. Toisessa kuivurivaiheessa 23 vastaava painosuhde on 1:3 ja keskimääräinen virtausnopeus 20 m/s. On selvää, että laitoksen tilavaatimukset ja järjestelmien puhaltimien sähkönkulutus tästä syystä alenevat huomattavasti.

Mikäli on välttämätöntä hetkellisesti lisätä toisen kuivaus-vaiheen 23 kapasiteettia, tämä voidaan tehdä lisäämällä höyrymäärää höyryejektoriin 24, joka on liitetty tähän kuivurivaiheeseen. Tämän seurauksena lämmityshöyryn paine toisessa kuivausvaiheessa kasvaa.

Toisessa kuivurivaiheessa tapahtuneen kuivauksen jälkeen juuri-kasmassa leviää kääntöläppäsyöttimen 25 kautta ilmakehään.

Esillä olevan keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaisesti voidaan lämmitysväliaineena käyttää kuumaa öljyä höyryn asemesta karjanrehun kuivaamiseksi.

Nk. Dowtherm tai vastaavia väliaineita voidaan käyttää.

Tämä aine lämmitetään haihduttamalla tai haihduttamatta korotettuihin lämpötiloihin kattilassa, joka puolestaan voidaan lämmittää sähköllä tai jollakin sopivalla polttoaineella. Tämän menetelmän etu on se, että korkeat lämpötilat voidaan saavuttaa tarvitsematta käyttää suuria paineita.

Kuuma öljy syötetään kuivurilaitoksen lämmönvaihtimiin. Tässä tapauksessa voidaan käyttää ainoastaan kehitettyä höyryä materiaalin käsittelemiseksi. Tätä höyryä ei ole mahdollista käyttää uudelleen kuivaustarkoituksiin puristamalla (mekaanisesti tai höyryejektorien avulla). Sen sijasta sitä voidaan käyttää materiaalin esikäsittelemiseksi ja/tai haihdutukseen.

15 72256

Hienonnus samoin kuin paisunta ja kuivaus voidaan suorittaa useissa vaiheissa eri järjestelyissä ja järjestyksissä.

Laitoksen vuotuisen käyttöajan pidentämiseksi - nykyään se kattaa vain muutaman kuukauden - voidaan sokerijuurikas-massa kuivata ennen uuttoa ja varastoida ja käyttää sokerin valmistamiseksi. Edelleen voidaan käyttää osittain uuttoa ennen kuivausta.

Käsittelemällä ja kuivaamalla höyrykehässä säilytetään materiaalin hyvä laatu ja kuivattu massa pysyy hydrofii1isena, eli se on helppo kosteuttaa uudelleen ja käyttää uuttopro-sess issa.

Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu myös muihin teollisuus-prosesseihin, jotka ovat samanlaisia kuin sokerinpuhdistus-prosessit. Eräs tällainen prosessi on mehunvalmistus, jossa mehua valmistetaan sitrushedelmistä, kuten appelsiinit, sitruunat, mandariinit ja greipit. Hedelmä pestään ja mehu puristetaan ja erotetaan hedelmän sisuksesta ennen sen tiivistämistä monitehoisessa haihdutusprosessissa. Kuori ja sisusmateriaali kuivataan karjanrehuksi yhdessä melassin kanssa, joka puristetaan kuoresta ja sisuksesta, tiivistetään tai väkevöidään toisen monitehohaihduttimen avulla ennen sen sekoittamista puristettuun kuoreen ja sisukseen ennen kuivausta. Talkkia voidaan lisätä vedenpoistumiskyvyn lisäämiseksi puristimista. Nykyään käytetään kosteita polttokaasuja kuivurirummuissa melassihaihduttimen lämmittämiseksi. Kalliit sitrusöljyt, kuten D-limoneeni voidaan ottaa talteen sekä mehu- että melassihaihduttimista.

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaista menetelmää sovellettuna prosessin sitrushedelmän kuoren ja sisuksen kuivaamiseksi karj anrehutuotteeksi.

li 72256

Keksinnön mukaista menetelmää käyttämällä saatu tuote on laadultaan parempi kuin tähän mennessä tavanomaisilla menetelmillä saadut samanlaiset tuotteet, minkä lisäksi tuote saadaan valmistetuksi taloudellisemmin. On yllättävää, että 50 - 70 % enemmän sitrusöljyä saadaan talteen melassi-haihduttimesta ja höyryn esikuumentimesta.

Samoin voidaan käyttää tislausrankkia karjanrehun valmistamiseksi esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä.

Kuvio 5 esittää laitetta, joka on rakennettu ja suunniteltu tähän tarkoitukseen.

Jaksottaisesta tai jatkuvasta käymisprosessista tulevan tis lausrankin kuivaamiseksi pitää rehu/materiaali aluksi mekaanisesti kuivata ja/tai väkevöidä haihduttamalla maksimikuivapitoisuuteen 20 - 30 % kiinteätä ainetta. Kierrättämällä kuivattu tuote uudelleen voidaan käymis-prosessista saatu liejuinen materiaali rakeistaa. Rakeistettu rehu esilämmitetään kehitetyn kantokaasun suoralla kondensaa-tiolla lämmittimessä 26. Pain eventtiiliin 27 suoritetun syötön jälkeen rakeistettu materiaali esilämmitetään edelleen paineistetusta höyrylämmittimestä 28 ja hienonnetaan suurinopeuksis il la höyrysuihkui1la, jotka puhalletaan suuttimesta 29. Paineen aleneminen sisääntulosta suuttimeen on 0,01 - 0,1 MPa ylisuurten rakeiden pienentämiseksi.

Tällä tavoin hienonnetut rankkirakeet kuivataan samassa kantohöyryssä, jota käytetään hienontamiseen, ohjaamalla kyseiset rakeet höyryllä lämmitettyjen putkilämmönvaihtim ie n 30 läpi.

Kuivattu tuote erotetaan höyrystä erottimessa 31 ja lasketaan pois venttiilin 32 kautta sekä sen jälkeen jäähdytetään, varastoidaan ja pakataan karjanrehuna.

On mahdollista käyttää ylimääräistä kehitettyä kantohöyryä laitoksessa muodostuneen etanolin käyttämiseksi tai tislaa-miseks i.

- f;

K

Claims (10)

72256

1. Menetelmä viljelysmateriaaliin, kuten sokerijuurikas-massa, sitrushedelmän sisus ja kuori tai viljelysmateriaalin käymisprosessista saatuun materiaaliin, kuten tislausrankki, perustuvien karjanrehutuotteiden käsittelemiseksi, jolloin mainitusta materiaalista poistetaan vesi puristusvaiheessa ja/tai haihdutusprosessissa, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu seuraavat vaiheet: materiaali lämmitetään vesihöyryllä, jota nimitetään kanto-höyryksi , materiaali hienonnetaan kantohöyryssä olennaisesti yhtenäisen hiukkaskoon saamiseksi materiaalissa olevalle kiinteälle aineelle, mainitut hiukkaset kuivataan lämmönvaihtimessa, jossa kanto-höyry toimii edullisesti apukuivausaineena, materiaali erotetaan kantohöyrystä, ja j äähdytetään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaali lämmitetään ainakin kahdessa vaiheessa, joita erottaa hienonnus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienonnus suoritetaan hajottamalla materiaali mekaanisesti.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kantohöyry on ylipaineistettu ja että materiaali hienonnetaan saattamalla se äkilliseen paineen alenemiseen, joka aiheuttaa mainitun materiaalin hiukkasten hajoamisen ja erilleen repeytymisen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 18 72256 siitä, että materiaali hienonnetaan materiaalin hiukkasten mekaanisen pirstoutumisen ja paisumisen yhdistelmällä.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalin kosteuspitoisuus alennetaan vedenpoiston jälkeen kuivaamalla mainittu materiaali ylipaineisessa höyryssä, että materiaali paisutetaan ja saatetaan alttiiksi mekaaniselle pirstoutumiselle ja sen jälkeen kuivataan uudelleen ja paine lasketaan ilmanpaineeseen .

7. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi viljelysmateriaaliin, kuten sokerijuurikasmassaan, sitrushedelmän sisukseen ja kuoreen tai viljelymateriaalin käymisprosessista saatuun materiaaliin, kuten tislausrankkiin, perustuvien karjanrehutuotteiden käsittelemiseksi, joka materiaali on leikattu lastuiksi, uutettu vedessä sokerin uuttamiseksi ja kuivattu puristamalla, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu paineastia (5; 19; 28), joka sisältää paineistettua höyryä ja johon paineastiaan materiaali (1) siirretään ensimmäisen painelukon (4, 20) kautta, hienon-nuselimet (8, 10; 21, 22; 29), joiden rakenne on muotoiltu antamaan mainitun materiaalin kaikille hiukkasille olennaisesti yhtenäinen koko, laitteet (11, 23, 30) materiaalin kuivaamiseksi, elimet (14, 15; 25; 32) mainitun materiaalin kuljettamiseksi kuivauslaitteiden (11, 23) läpi ja materiaalin erottamiseksi höyrystä, joka toimii materiaalin kantoaineena, sekä toinen painelukko materiaalin poistamiseksi ilmakehään.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että hienonnuselin on kääntöläppäsyötin (8, 21), joka on järjestetty siirtämään materiaali paineastiasta (5, 19) kammioon (7), joka on paineistettu paineastian paineen alapuolella olevaan paineeseen mainitun materiaalin hiukkasten li 19 72256 paisumisen ja mahdollisen hajoamisen aikaansaamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että hienonnuselin on kuidutin (10, 22), joka on järjestetty hienontamaan materiaali mekaanisesti.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että hienonnuselin on höyrysuihkusuutin (29), joka saattaa kantohöyryn nopeuden kiihtymään välillä 0,01 - 0,3 Mpa olevan äkillisen paineenlaskun tuloksena. 20 7 2 2 5 6