RU2051171C1

RU2051171C1 - Transfer line for production of oil from coffee slime and coffee production wastes

Info

Publication number: RU2051171C1
Application number: RU93013865A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Соболев; Дмитрий Иванович Кузнецов; Виктор Евгеньевич Иванов
Original assignee: Андрей Иванович Соболев; Дмитрий Иванович Кузнецов; Виктор Евгеньевич Иванов
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: oil-fat industry. SUBSTANCE: transfer line for production of oil from coffee slime and coffee production wastes has two plants successively installed and similar in design for treatment of raw materials with alcohol and extraction with hydrocarbon solvent. Each plant includes horizontal screw counterflow extractor, collector of extract, filter, centrifuge, nonheated ventilating drum and vapor condenser. Installed between the first ventilating drum and the second extractor is crusher of hammer or dick type. Production line ensures full extraction of oil by saturation of raw materials with alcohol and withdrawal of aromatic extract containing coffee oil before the main extraction. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике экстракции растительных масел, в частности к оборудованию для экстракционного извлечения кофейного масла из кофейного шлама и отходов производства кофе. The invention relates to techniques for the extraction of vegetable oils, in particular to equipment for the extraction extraction of coffee oil from coffee sludge and coffee waste.

Известны линии для получения растительных масел, содержащее экстракторы, сборники мисцеллы, фильтры, оборудование для отгонки растворителя из мисцеллы и шрота [1,2]
Наиболее близкой к предлагаемой является линия для получения растительного масла, содержащая горизонтальный противоточный экстрактор, сборник мисцеллы, фильтр, узел предварительного упаривания и окончательной дистилляции мисцеллы в пленке, узел упаривания и осушки шрота, конденсатор паров растворителя, насосы и трубопроводы [2]
В этой линии осуществляется многоступенчатая экстракция одним видом растворителя, что не обеспечивает извлечения масла из такого сырья, как кофейный шлам или отходы получения кофе. Это объясняется тем, что условия проникновения растворителя к маслу, содержащемуся в клетках кофе, можно создать лишь после предварительного взаимодействия со спиртом и водой. Вода способствует набуханию клетки и повышению растворяющей способности спирта, а спирт нужен для извлечения ароматических и других экстрактивных веществ, присутствие которых в чистом кофейном масле нежелательно. В случае, если имеется влажное сырье, для предварительной обработки используют высококонцентрированный спирт, сухое же сырье требует применения водного раствора спирта.Known lines for the production of vegetable oils, containing extractors, miscella collectors, filters, equipment for distilling off solvent from miscella and meal [1,2]
Closest to the proposed is a line for the production of vegetable oil, containing a horizontal counter-current extractor, miscella collector, filter, pre-evaporation and final distillation unit of miscella in the film, evaporation and drying of meal, solvent vapor condenser, pumps and pipelines [2]
In this line, multi-stage extraction is carried out with one type of solvent, which does not ensure the extraction of oil from raw materials such as coffee sludge or coffee wastes. This is because the conditions for the penetration of the solvent to the oil contained in the coffee cells can be created only after preliminary interaction with alcohol and water. Water promotes cell swelling and an increase in the solubility of alcohol, and alcohol is needed to extract aromatic and other extractive substances whose presence in pure coffee oil is undesirable. If there is wet raw material, highly concentrated alcohol is used for preliminary processing, while dry raw material requires the use of an aqueous solution of alcohol.

Таким образом, задачей предлагаемого изобретения является обеспечение условий для полного извлечения кофейного масла. Технический результат, позволяющий решить эту задачу, насыщение сырья спиртом и при необходимости водой и отвод ароматического экстракта перед основной экстракцией. Thus, the objective of the invention is to provide conditions for the complete extraction of coffee oil. The technical result that allows to solve this problem, the saturation of the raw material with alcohol and, if necessary, water and the removal of the aromatic extract before the main extraction.

Для достижения этого технического результата в линии для получения масла, содержащей горизонтальный противоточный экстрактор, сборник мисцеллы, фильтр, узел предварительного упаривания и окончательной дистилляции мицеллы в пленке, узел отделения растворителя и шрота, конденсатор паров растворителя, насосы и трубопроводы, предлагается в качестве горизонтального противоточного экстрактора использовать шнековый экстрактор для обработки легколетучим углеводородным растворителем, а узел отделения растворителя и сушки шрота составить из центрифуги и необогреваемого проветривающего барабана с вентилятором, сборником мисцеллы, фильтром, проветривающим барабаном и конденсатором паров, имеющим аналогичное основным выполнение и служащим для предварительной обработки сырья спиртом или его водным раствором, а между дополнительным проветривающим барабаном и основным экстрактором на линии их сообщения установить дробилку молоткового или дискового типа для получения крупки из остатка после спиртовой обработки. To achieve this technical result, a line for producing an oil containing a horizontal countercurrent extractor, a miscella collector, a filter, a pre-evaporation and final distillation unit of a micelle in a film, a solvent and meal separation unit, a solvent vapor condenser, pumps and pipelines is proposed as a horizontal countercurrent extractor use a screw extractor for processing volatile hydrocarbon solvent, and the site of the separation of the solvent and drying the meal to make from a centrifuge and an unheated aeration drum with a fan, a miscella collector, a filter, an aeration drum and a vapor condenser having a similar basic design and serving for pretreatment of raw materials with alcohol or its aqueous solution, and install a crusher between the additional aeration drum and the main extractor hammer or disk type to obtain grains from the residue after alcohol processing.

Предварительная обработка сырья спиртом или его водным раствором (концентрацию спирта выбирают в зависимости от исходной влажности сырья) позволяет обеспечить условия для эффективной экстракции масла легколетучим углеводородным растворителем, преимущественно гексаном; водно-спиртовой экстракт, получаемый при этом и содержащий кофеоль, можно использовать в кондитерской и винодельческой промышленности, например в производстве ликеров. Применение для обработки спиртом так же, как и для обработки гексаном, шнековых экстракторов обеспечивает одноступенчатое противоточное взаимодействие с экстрагируемым материалом, наиболее целесообразное в данном случае. В проветривающем барабане при небольшом разрежении и естественной температуре из остатка после спиртовой обработки, отжатого в центрифуге, отгоняется влага с парами спирта, но некоторое ее количество сохраняется в материале, обрабатываемом гексаном. Это необходимо для того, чтобы гексан проник в клетку и "подошел" к содержащемуся в клетке жиру, что увеличивает эффективность экстракции. Pretreatment of the feedstock with alcohol or its aqueous solution (the concentration of alcohol is selected depending on the initial moisture content of the feedstock) provides the conditions for the effective extraction of oil with a volatile hydrocarbon solvent, mainly hexane; the water-alcohol extract obtained in this case and containing caffeine can be used in the confectionery and wine industry, for example in the production of liquors. The use of screw extractors for the treatment with alcohol, as well as for the treatment with hexane, provides a single-stage countercurrent interaction with the extracted material, which is most suitable in this case. In a ventilation drum with a small vacuum and natural temperature, moisture with alcohol vapors is distilled off from the residue after alcohol treatment, centrifuged, but some of it is stored in the material treated with hexane. This is necessary so that hexane penetrates into the cell and “approaches” the fat contained in the cell, which increases the efficiency of extraction.

Применение такого же барабана для обработки минерального остатка после гексановой экстракции также позволяет исключить высокотемпературный нагрев и отогнать легколетучий растворитель. Гексановую мисцеллу на первой стадии упаривают в трубчатом устройстве, а на второй в роторном пленочном испарителе. The use of the same drum for processing the mineral residue after hexane extraction also eliminates high-temperature heating and drives off the volatile solvent. Hexane miscella in the first stage is evaporated in a tubular device, and in the second in a rotary film evaporator.

На чертеже изображена предлагаемая линия. Она содержит бункер-накопитель 1 для сырья, двушнековый горизонтальный противоточный экстрактор 2, емкость 3 для спирта, сборник 4, насос 5, фильтр 6, накопительную емкость 7 для водно-спиртового экстракта, центрифугу 8, необогреваемый проветривающий барабан 9, конденсатор 10 для паров спирта, мельницу 11 молоткового или дискового типа, экстрактор 12, аналогичный по конструкции экстрактору 2, емкость 13 для гексана или другого легколетучеуглеводородного растворителя, насос 14, сборник 15 мисцеллы, насос 16, фильтр 17, накопительную емкость 18 для мисцеллы, центрифугу 19, проветривающий барабан 20, конденсатор 21 паров гексана, трубчатый упариватель 22, промежуточную емкость 23, пленочный испаритель 24 с холодильником 25. The drawing shows the proposed line. It contains a storage hopper 1 for raw materials, a twin-screw horizontal countercurrent extractor 2, a capacity 3 for alcohol, a collection 4, a pump 5, a filter 6, a storage tank 7 for a water-alcohol extract, a centrifuge 8, an unheated ventilation drum 9, a condenser 10 for vapors alcohol, a mill 11 of a hammer or disk type, an extractor 12, similar in design to an extractor 2, a container 13 for hexane or another volatile hydrocarbon solvent, a pump 14, a miscella collector 15, a pump 16, a filter 17, a storage tank 18 for miscellas s, centrifuge 19, airing drum 20, hexane vapor condenser 21, tube evaporator 22, intermediate tank 23, film evaporator 24 with a refrigerator 25.

Линия работает следующим образом. The line works as follows.

Кофейное сырье из бункера-накопителя 1 поступает в экстрактор 2, куда подают спирт или его водный раствор из емкости 3. Получаемый при противоточном взаимодействии водно-спиртовой экстракт стекает в сборник 4, откуда насосом 5 через фильтр 6 его отводят в накопительную емкость 7 для отгрузки потребителю. Отработанный материал поступает в центрифугу 8, где отжимается. Жидкая фаза также уходит в сборник 4, а твердая в барабан 9, снабженный вентилятором (на чертеже не показан). Отогнанные при проветривании пары воды и спирта конденсируются в конденсаторе 10 и в жидком виде возвращаются в сборник 4. Сухой остаток из барабана 9 отводится в мельницу 11, где его дробят в крупку. Крупку подают в экстрактор 12 вместе с гексаном из питательной емкости 13, нагнетаемым насосом 14. Гексановая мисцелла стекает в сборник 15 и насосом 16 через фильтр 17 подается в накопительную емкость 18. Шрот проходит аналогичную вышеописанной обработку в центрифуге 19 и барабане 20. Конденсат паров из конденсатора 21 возвращается в сборник 15 так же, как и жидкая фаза из центрифуги 19. Сухой остаток из барабана 20 отводится и используется для приготовления комбикорма. Мисцелла проходит через трубчатый упариватель 22, где из нее отгоняется около 90% гексана в тонкой пленке, и через промежуточную емкость 23 в пленочный роторный испаритель 24 для окончательной отгонки. Coffee raw material from the storage hopper 1 enters the extractor 2, where alcohol or its aqueous solution is supplied from the tank 3. The aqueous-alcoholic extract obtained during countercurrent reaction flows into the collector 4, from where it is pumped through the filter 5 to the storage tank 7 for shipment to the consumer. The spent material enters the centrifuge 8, where it is squeezed. The liquid phase also goes to the collector 4, and the solid phase to the drum 9, equipped with a fan (not shown in the drawing). The water and alcohol vapors driven off during ventilation are condensed in the condenser 10 and returned to the collector 4 in liquid form. The dry residue from the drum 9 is discharged into the mill 11, where it is crushed to the grains. Grain is fed into the extractor 12 together with hexane from the feed tank 13, pumped by the pump 14. Hexane miscella flows into the collector 15 and pump 16 through the filter 17 is fed into the storage tank 18. The meal passes a similar processing as described above in a centrifuge 19 and a drum 20. The vapor condensate from the condenser 21 is returned to the collector 15 in the same way as the liquid phase from the centrifuge 19. The dry residue from the drum 20 is discharged and used to prepare the feed. Miscella passes through a tube evaporator 22, where about 90% of hexane in a thin film is distilled from it, and through an intermediate container 23 into a film rotary evaporator 24 for final distillation.

Таким образом в предлагаемой линии получают природное кофейное масло, почти свободное от ароматической фракции кофеоля, в то время как в известных установках их практически невозможно разделить. Thus, in the proposed line receive natural coffee oil, almost free of the aromatic fraction of caffeine, while in known installations they are almost impossible to separate.

Claims

COFFEE OIL PRODUCTION LINE AND COFFEE OIL PRODUCTION LINE, containing a horizontal counter-current extractor, miscella collector, filter, pre-evaporation and final distillation of miscella in the film, solvent separation and cake drying unit, solvent vapor condenser, pumps and pipelines, characterized in that a screw extractor was used as a horizontal countercurrent extractor for processing raw materials with a volatile hydrocarbon solvent, and a solvent separation unit and su The meal consists of a centrifuge and an unheated airing drum with a fan, and the line is equipped with an additional extractor, extractor, filter centrifuge, airing drum and a vapor condenser, which have the same basic design and serve to pre-treat the raw material with alcohol or its aqueous solution, and between the additional with a ventilation drum and a main extractor, a hammer or disk type crusher is installed on the line of their communication to obtain grits from the residue and after alcohol treatment.