NL8303130A - Apparatuur voor het conditioneren van gebroken sojabonen voor het vlokkeren daarvan. - Google Patents

Description

NO 32035 1

Apparatuur voor het conditioneren van gebroken sojabonen voor het vlokkeren daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een apparatuur voor het conditioneren van olie bevattende zaden, in het bijzonder van sojabonen, die van tevoren zijn gebroken en na het conditioneren worden gevlokkeerd.

5 Bij een verwerkingswijze van sojabonen worden deze eerst in één procestrap op gegroefde walsen gebroken, d.w.z. bereid tot een gebroken bonenprodukt. Baarbij wordt ernaar gestreefd om uit één boon 2-8 deeltjes te verkrijgen en daarbij een zo klein mogelijke hoeveelheid fijne deeltjes te produceren. Na het breken doorloopt 10 het gebroken bonenprodukt een conditioneertrap. Het doel van deze conditioneertrap is onder andere door het verhogen van de bonen-temperatuur tot 55 - 75 °C de viscositeit van de in de cellen ingesloten olie te verlagen. Verder wordt bijzonder veel waarde gehecht aan het homogeen doorwarmen van de bonendeeltjes van het 15 gebroken produkt, zodat het oorspronkelijk veeleer harde gebroken bonenprodukt gelijkmatig plastisch wordt en bij daarop volgend vlokkeren over gladwalsstoelen ter plaatse kunnen worden uitgewalst tot stabiele, ongeveer 0,3 mm. dunne vlokken. Tegelijkertijd moet al naar gelang de uitgangsomstandigheden een extra droging 20 worden uitgevoerd. In ieder geval moet het door de verwarming optredende oppervlaktevócht worden weggedroogd, dat anders na het vlokkeerwalsen resp. in de extractie tot samenbakken, agglomeratie van de vlokken leidt en transportproblemen in transportinrichtingen en percolatieproblemen in de extraetieïnrichting veroorzaakt.

25 Bij de tot nu toe gebruikelijke werkwijzen worden voor deze conditioneringstrap in de meeste gevallen stoompijpapparaten, in zeldzamere gevallen schotelapparaten toegepast. Beide apparaten hebben een relatief groot reactievolume. Dit is wegens de slechte warmteoverdracht tussen buizen resp. schotels en de daarmee te 30 verhitten noodzakelijke grote warmteoverdrachtsvlakken noodzakelijk. Het produkt wordt mechanisch door de apparaten getransporteerd. De grote afmetingen, de apparaten zijn ook 20 m lang, geven automatisch een verblijftijd van ca. 20 minuten, hetgeen er in de vakwereld toe leidde om deze tijd als fysisch noodzakelijk voor een 35 goede conditionering te beschouwen. Het mechanische transport door de apparaten veroorzaakt anderzijds een beschadiging en een niet-homogene behandeling van het produkt. Dit niet-homogene behandelen - —* Λ —» t * 2 kan worden verbeterd door een verlenging van de verblijftijd, hetgeen weer tot een eis van de vakwereld voor het ontwerpen van de apparaturen met een lange verblijftijd leidde.

Ondanks dit zijn de resultaten van de conditionering in de 5 tegenwoordige, voor wat betreft de constructie en voor wat betreft de te gebruiken energie dure en veel plaatsruimte in beslag nemende apparaten niet steeds bevredigend.

Ondanks de lange verblijftijd worden toch niet alle deeltjes homogeen plastisch en dientengevolge goed vlokkeerbaar. Een deel 10 blijft of wordt bros en door wrijving beschadigd. Tenminste gedeeltelijk bezitten de deeltjes oppervlaktevocht. Tengevolge van de lange behandelingstijd hebben ook de olieachtige zoals de eiwit-houdende componenten van het te behandelen materiaal te lijden.

Tengevolge van het gebrekkig geconditioneerde materiaal 15 hebben ook de daarop volgende vlokkeerstoelen te lijden. Het gedeeltelijk harde materiaal vereist ten eerste grotere krachten om tot vlokken vlak te worden gewalst, hetgeen de energiekosten alsmede de onderhoudskosten verhoogt.

Aan de uitvinding lag het doel ten grondslag een apparatuur 20 voor het conditioneren van het vermelde gebroken sojaprodukt direkt voor resp. ter vlokkering te ontwikkelen, waarmee het conditioneren economischer dan voorheen en met volledig bevredigend resultaat, voor wat betreft de gewenste kwaliteit van het behandelde materiaal, kan worden uitgevoerd.

25 Dienovereenkomstig moet de apparatuur a) eenvoudiger, goedkoper en ondanks dat beter regelbaar en bedien-baar zijn dan de tot nu toe bekende b) het mogelijk maken het conditioneren met een gering energiegebruik uit te voeren 50 c) een produkt leveren, waarin de deeltjes homogeen en onbeschadigd worden behandeld, d.w.z. dat deze homogeen plastisch, niet bros en zonder oppervlaktevocht moeten zijn, met onbeschadigde olieachtige substanties.

Aan deze eisen worden bij de apparatuur van de in de inleiding 35 beschreven soort volgens de uitvinding voldaan doordat de apparatuur een op zichzelf bekend apparaat met zwevend bed met in de reactieruimte daarvan ingebouwde warmteuitwisselaars bezit, dat zodanig is ontworpen dat het dit continu passerende gebroken bonen-produkt homogeen bij een verblijftijd van 4 tot 8 minuten op een 40 temperatuur van het materiaal van 55 tot 75 °C wordt verhit, i *w» O , 1 - g J , v i v ·.· . ..........

«s. j 3 terwijl het gebroken bonenmateriaal in hoofdzaak met lucht wordt gefluldiseerd.

De apparatuur kan bijzonder economisch werken als leidingen zijn aangebracht voor het terugvoeren van tenminste een deel van 5 de het apparaat met zwevend bed verlatende afvoerlucht voor het fluïdiseren van het gebroken bonenprodukt.

Yerrassenderwijze is in tegenstelling tot hetgeen de vakwereld tot nu toe heeft aangenomen gebleken, dat met de conditionering in de voorgestelde apparatuur bij de aanzienlijk kortere 10 verblijftijden uitstekende eonditioneerresultaten kunnen worden bereikt en ook ten opzichte van andere kwaliteitseisen verbeteringen kunnen worden bereikt:

Daaronder wordt onder andere een betere eiwitverteerbaarheid tengevolge van minder coagulaten resp. minder niet hydratiseerbare 15 fosfatiden verstaan. Dit maakt een slechts verminderd gebruik van chemische hulpmiddelen bij een later raffineren mogelijk.

De verbeterde conditionering van het gebroken bonenprodukt, die volgens de uitvinding onder economische omstandigheden plaatsvindt, voor wat betreft aan de apparaatzijde alsmede aan de zijde 20 van de in te zetten energie, leidt bijvoorbeeld ook bij het daarop aansluitend vlokkeren tot besparingen. Het homogeen behandelde plastische materiaal kan gemakkelijker worden gevlokkeerd, waardoor in de eerste plaats besparingen op toe te passen energie ontstaan terwijl verder de vlokkeerwalswerken minder worden belast, 25 waardoor de duurzaamheid wordt verlengd of een lichtere constructie mogelijk is.

De apparatuur neemt relatief weinig ruimte in beslag. Een verder groot voordeel is de goede bedienbaarheid daarvan: Als de apparatuur eenmaal is afgesteld kan het materiaal, omdat dit geen 50 oppervlaktevocht bezit, zonder gevaar voor wat betreft de gevreesde agglomoratie van de deeltjes, in het apparaat met zwevend bed blijven. Bij het weer in bedrijf nemen kan opnieuw direkt worden begonnen met het fluïdiseren.

De conditionering van de gebroken bonen vindt volgens de 35 uitvinding plaats in een apparaat met zwevend bed met ingebouwde warmteuitwisselaars. De warmteuitwisselaars worden met stoom verhit en verwarmen het produkt op de gewenste temperatuur. De hierbij bereikte hoge specifieke warmteoverdrachtscoëfficiënten maken het mogelijk het produkt met een warmteuitwisselingsoppervlak 40 van slechts 20 % van een vergelijkbare conditioneerinrichting met 8303130 , 4 buisbundels de noodzakelijke energie toe te voeren. Het reactie-volume en de daarmee verbonden verblijftijd van 4 "tot 8 minuten zijn slechts een fractie van de normale. De sterke werveling van het produkt veroorzaakt ook nog een gelijkmatige doorwarming van 5 alle delen die dan in de daarop volgende gladwalsen van de vlok-keerstoelen tot stabiele vlokken kannen worden uitgewalst. Dit kan zelfs bij lagere temperaturen dan bij de gebruikelijke apparaten plaatsvinden, omdat door de sterke werveling een homogenere behandeling van het produkt wordt verkregen. De voor het fluïdiseren 10 noodzakelijke hoeveelheid lucht wordt door een speciale spuit-mondbodem gelijkmatig over de aanstroomvlakken verdeeld. Daartoe is de aanstroombodem van het apparaat met zwevend bed voorzien van op zichzelf bekende spuitmonden voor het verdelen van de voor het fluïdiseren toegevoerde lucht, die het neerslaan van deeltjes in 15 de spuitmondruimte en daardoor verstoppingen van de bodem verhinderen.

Voor het regelen van de luchttoevoer dienen smoororganen in de verbindingsleidingen. Bovendien wordt de lucht ter vermijding van energieverliezen zoveel mogelijk in circulatie getransporteerd. 20 Het stofvrij maken vindt plaats via cyclonen met een hoge capaciteit. Het verkregen stof kan aan het gereed behandelde produkt worden toegevoegd. Voor het drogen van het bij het proces gevormde, maar niet gewenste oppervlaktevocht wordt een geschikte hoeveelheid lucht aan het proces toegevoerd resp. uit het proces afgevoerd.

25 Door de korte verblijftijd en de daaruit volgende korte diffusie-tijd is de droging geringer dan bij de concurrerende apparaten.

Een eventueel gewenste sterkere droging is probleemloos mogelijk door vergroting van de hoeveelheid uitwisselingslucht. Deze hoeveelheid lucht wordt als verse lucht uit de omgeving aangezogen, 30 over een bundel verwarmingsbuizen door middel van stoom verhit en vermengd met de recirculerende lucht. De met vocht beladen afvoer-lucht wordt via een schoorsteen aan de omgeving af gegeven.

De voordelen van de met de apparatuur volgens de uitvinding uit te voeren werkwijze ten opzichte van de gebruikelijke werk-35 wijzen zijn in hoofdzaak, dat geen bewegende machineonderdelen in aanraking met het produkt komen, d.w.z. dat het produkt slechts door de fluïdisering door het apparaat wordt getransporteerd. Dat betekent echter ook een zeer gelijkmatige doorwarming van het produkt, hetgeen tot uitstekende resultaten leidt. De werkwijze 40 gebruikt volledig de beschikbare energie. Door de direkte warmte-ö λ : ij % ^ 5 overdracht in de gefluldiseerde laag vanaf de huizen aan het produkt wordt de energie zonder verliezen aan het produkt afgegeven. Alleen door de toe- resp. afvoer van de voor het drogen noodzakelijke energie ontstaat een energieverlies, dat echter in 5 vergelijking tot andere apparaten minimaal is. De fluldisering en de zeer homogene doorwarming van de produktdeeltjes maken het mogelijk om hij lage temperaturen goede conditioneerresultaten, d.w.z. goede vlokkering van de honen, te bereiken. Deze korte tijd hij temperaturen geeft verbetering van de oliekwaliteit. Door de 10 hetere warmteoverdrachtscoëfficiënten in het zwevend bed wordt een geringere bouwgrootte en daarmee een geringere in beslag genomen plaatsruimte verkregen.

Hierna wordt de uitvinding nader beschreven en uiteengezet.

De beschrijving heeft betrekking op de tekening, waarvan de enige 15 figuur schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van de apparatuur volgens de uitvinding weergeeft.

De weergegeven apparatuur voor het conditioneren van een gebroken sojabonenprodukt bevat een apparaat 1 met zwevend bed, in de reactieruimte 2 waarvan verhitbare warmteuitwisselaars 3 20 zijn ingebouwd. De warmteuitwisselaars worden met verhittingsstoom via een stoomleiding 4> regelbaar met kleppen 5» verhit. Een condensaat wordt vanuit de warmteuitwisselaars 3 geleid naar een condensaatverzamelleiding 6.

Het te conditioneren gebroken sojabonenprodukt,. de sojabonen, 25 die van tevoren bijvoorbeeld aan stoelen van gegroefde walsen zijn gebroken tot 2 tot 8 deeltjes, wordt via een leiding 7 continu gevoerd in het apparaat 1 met gefluldiseerd bed. Hier geraakt het gebroken produkt in een materiaallaag 8, waarin het gefluldiseerd naar een uitlaat 9 stroomt en wordt geconditioneerd.

30 Het geconditioneerde gebroken sojabonenprodukt wordt via een leiding 10 voor het vlokkeren naar de vlokkeerwalsstoelen gevoerd.

De fluldisering van de materiaallaag 8 vindt door middel van lucht plaats, welke door een ventilator 11 in een verdeelkast 12 van het apparaat met gefluldiseerd bed wordt getransporteerd, van waaruit 35 het door openingen in de aanstroombodem 13 in de materiaallaag 8 stroomt en daar doorheen stroomt, en via een luchtafvoerleiding 14 het apparaat 1’verlaat.

De fluldiseringslucht wordt voor betere reguleerbaarheid via een leidingkolom 15 in gescheiden ruimten in verdeelkasten 12, 40 bijvoorbeeld in de met 12* aangeduide ruimte gevoerd, waarbij de ..% -1,- .1 *7 · · -1 : ** * v ·-· * v * 6 stroom in de afzonderlijke kolommen door middel van smoororganen 16 wordt geregeld. Zo wordt de fluldisering van de materiaallaag langs de stroom daarvan door het apparaat met gefluïdiseerd hed naar "behoefte geregeld.

5 De uit het apparaat 1 via de leiding 14 af te voeren afvoer- lucht bezit een hoeveelheid fijne deeltjes van het gefluldiseerde gebroken bonenprodukt en van waterdamp. De afv'oerleiding 14 leidt naar de cyclonen 17 met hoog vermogen, waar de fijne deeltjes worden afgescheiden, via een wielsluis 18 worden afgevoerd en 10 bijvoorbeeld worden gemengd met het geconditioneerde gebroken bonenprodukt voor het vlokkeren daarvan. De in hoofdzaak van fijne deeltjes in de cyclonen bevrijde afvoerlucht wordt door een tweede ventilator 18 gevoerd naar een aftakking 19 van waaraf een deel van de afvoerlucht via een leiding 20 in de atmosfeer wordt afge-15 voerd. De overige in hoofdzaak van deeltjes vaste stof bevrijde afvoerlucht wordt via leiding 21 naar de eerste ventilator 11 gevoerd, om verder voor het fluldiseren van de materiaallaag 8 in het apparaat met gefluïdiseerd bed te worden gebruikt.

De fluldiseringslucht wordt dus in de beschreven circulatie 20 geleid, alleen het in de aftakking 19 naar de atmosfeer afgescheiden deel moet voor wat betreft het volume daarvan worden vervangen. Dit gebeurt door aanzuigen van een overeenkomstige hoeveelheid lucht uit de atmosfeer via een zuigleiding 22. Voor wat betreft de temperatuur kan deze hoeveelheid lucht in een verwarmingsbuizenstel 25 26 gelijk worden gemaakt van de in circulatie geleide fluldise ringslucht en op een mengplaats 23 daar naartoe worden gevoerd en daaraan worden toegevoegd.

Voor het regelen van de inrichting dienen nog verdere in de leidingen aangebrachte smoororganen, die in de tekening telkens 30 met 24 zijn aangeduid. Met 25 is een regeling van de verwarming van de in de reactieruimte 2 van het apparaat 1 met gefluïdiseerd bed ingebouwde warmteuitwisselaars 3 via kleppen 5 aangeduid.

De door de leiding 21 in de kringloop teruggeleide lucht voert een in de cyclonen 17 niet te vermijden onafscheidbare 35 hoeveelheid stof met zich mee. Om deze reden is de aanstroombodem 13 van het apparaat 1 met gefluïdiseerd bed voorzien van op zichzelf bekende ringspleetspuitmonden (Zwitsers octrooischrift Mr. 629 394 en Zwitserse octrooiaanvrage Mr. 5134/82), die een neerslaan van de stofdeeltjes bij het doorstromen van de bodem 13 40 en de daardoor veroorzaakte storing van een regelmatige fluïdi- jp ~ .1 «7 π

O v .· v . ·. -J

7 sering verhinderen.

Overigens is het de inrichting kenmerkend apparaat 1 met geflnldiseerd "bed, wat de constructieve vorm van de reactie-ruimte 2 daarvan, de plaatsing en vorm van de warmteuitwisselaars 5 3, de verhitting daarvan alsmede de uitvoering van de fluïdisering en laden van het apparaat met het te conditioneren gebroken soja-honenprodukt "betreft, op de voor een vakman "bekende wijze zodanig uitgevoerd, dat het gebroken sojabonenprodukt de reactieruimte in een verblijftijd van 4 tot 8 minuten passeert, waarbij het materi-10 aal homogeen op een temperatuur van 55 tot 75 °C wordt gebracht.

Een aftakking 19 zou ook als condensor voor de af te scheiden waterdamp kunnen worden uitgevoerd. De daarbij geproduceerde condensatiewarmte zal bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt voor het verwarmen van de in de kringloop van de fluïdiseringslucht toege-15 voegde hoeveelheid lucht.

Men is van opvatting dat deze voor het conditioneren van gebroken sojaboonprodukten ontworpen apparatuur ook geschikt zou zijn voor het conditioneren van andere olie bevattende zaadsoorten.

Zo bijvoorbeeld voor het conditioneren van katoenzaad. Ook hierbij 20 worden positieve resultaten en voordelen van deze kortstondige en daarom sparende thermische behandeling vastgesteld, want hierbij wordt ondanks de korte verblijf- en behandelingstijd het materiaal homogeen behandeld en volledig doorwarmd bij relatief lage, in de materiaallaag heersende temperaturen. Deze sparende behandeling 25 vindt zo plaats zonder beschadiging van de olieachtige alsmede de eiwit bevattende bestanddelen en leidt tot hogere opbrengst aan olie alsmede tot betere kwaliteit van de olie. Bovendien werd na deze behandeling vastgesteld, dat de in de katoenzaden aanwezige pigmentstoffen geen roodachtige verkleuring van de gewonnen olie 30 meer veroorzaken, hetgeen volgens de tot nu toe gebruikte condi-tioneermethoden gewoonlijk het ongewenste geval was. De kwaliteit van de gewonnen olie wordt dus ook in dit opzicht beter. Dit is waarschijnlijk terug te voeren op het feit dat bij deze in de apparatuur volgens de uitvinding plaats vindende homogene behan-55 deling geen zaden oververhit worden, hetgeen tot nu toe steeds weer het geval was, waarbij juist de oververhitte pigmentstoffen deze verkleuring en daarmee een verslechtering van de kwaliteit van het gewonnen olie veroorzaakten.

. · · l 3 Ü ----—a

Claims (10)

1. Apparatuur voor het conditioneren van sojabonen, die van tevoren zijn gebroken en na het conditioneren gevlokkeerd worden, met het kenmerk, dat de apparatuur een op zichzelf bekend apparaat (1) met zwevend bed met in de reactieruimte (2) daarvan ingebouwde 5 te verhitten warmteuitwisselaars (3) bezit, dat zodanig is ontworpen dat het dit apparaat continu passerende gebroken bonen-produkt homogeen bij een verblijftijd van 4 tot 8 minuten op een temperatuur van het materiaal van 55 tot 75 °C wordt gebracht, terwijl het gebroken bonenprodukt in hoofdzaak met lucht wordt 10 gefluïdiseerd.

2. Apparatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat leidingen (21) zijn aangebracht voor het tenminste een gedeelte van de het apparaat met zwevend bed verlatende afvoerlucht teruggeleiden voor het fluïdiseren van het gebroken bonenprodukt.

3. Apparatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat inrichtingen (22, 24, 26) zijn aangebracht voor het geleiden en opwarmen van de voor het fluïdiseren van het gebroken bonenprodukt te gebruiken lucht.

. 4· Apparatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 cyclonen (17) voor het stofvrij maken van de het apparaat met zwevend bed verlatende afvoerlucht zijn aangebracht.

5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aanstroombodem (13) van het apparaat (1) met zwevend bed van op zichzelf bekende spuitmonden voor het verdelen van de voor het 25 fluïdiseren toegevoerde lucht is voorzien, die het afzetten van deeltjes in de spuitmondruimten verhinderen.

6. Apparatuur volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat inrichtingen (19) zijn aangebracht voor het verdelen van de het apparaat met zwevend bed verlatende afvoerlucht in een naar de 30 atmosfeer leidende kolom (20) en een terug voor het fluïdiseren van het gebroken bonenprodukt leidende kolom (21).

7. Apparatuur volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat inrichtingen (23) zijn aangebracht voor het mengen van de teruggevoerde afvoerlucht met uit de atmosfeer aangezogen verse lucht.

8. Apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat zowel aan de afvoerluchtzijde van het apparaat met zwevend bed alsmede aan de toevoerluchtzijde ventilatoren (11, 18) voor het transporteren van het fluïdiserend medium zijn aangebracht. u -y . * 1 7 ;n ·· υ ___________

9. Apparatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat leidingen (4) voor het geleiden van verhittingsstoom in de inge-bouwde warmteuitwisselaars alsook voor het afvoeren van het condensaat (6) daarvan zijn aangebracht.

10. Apparatuur volgens conclusie 3> met het kenmerk, dat voor het opwarmen van de toevoerlucht een met stoom verhit verhit-tingsbuizensamenstel (26) is aangebracht. Λ ” ' '· · ' » Ki v . - . -------------1 n