RU2689672C1 - Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions - Google Patents

Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions Download PDF

Info

Publication number
RU2689672C1
RU2689672C1 RU2018107149A RU2018107149A RU2689672C1 RU 2689672 C1 RU2689672 C1 RU 2689672C1 RU 2018107149 A RU2018107149 A RU 2018107149A RU 2018107149 A RU2018107149 A RU 2018107149A RU 2689672 C1 RU2689672 C1 RU 2689672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ejector
drying
steam
air
temperature
Prior art date
Application number
RU2018107149A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Владимировна Четверикова
Александр Анатольевич Шевцов
Владимир Владимирович Ткач
Наталья Алексеевна Сердюкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
Priority to RU2018107149A priority Critical patent/RU2689672C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2689672C1 publication Critical patent/RU2689672C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L5/00Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor

Abstract

FIELD: food industry.SUBSTANCE: invention relates to food industry and agriculture and may be used for complex processing of soya. Method comprises preparation of heat carriers using a steam ejector heat pump, comprising a steam generator with heating elements and a safety valve, ejector, cold receiver, two-section condenser, thermoregulating valve, condensate collector and evaporator operating in closed thermodynamic cycle. Method comprises drying soya seeds, drying dried seeds mechanically with soya bean oil as ready products; cooling pomace with cold air, its milling, mixing with water and heating in a vessel with a vibrated mixer. Also, produced mixture is divided into vibrating sieve into soluble and insoluble protein-containing fractions, removed dried insoluble fraction, purified in cyclones, cooled and dried in evaporator mixture of waste drying agents and air.EFFECT: use of the invention will make it possible to increase environmental safety of complex processing of soya with extraction of protein-containing fractions.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к комплексной переработке сои и может быть использовано в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.The invention relates to the integrated processing of soybeans and can be used in the food industry and agriculture.

Известна линия производства растительного масла (Пат. РФ №2595152; МПК С11В 1/06; опубл. 20.08.2016), включающая сушилку, вальцовый станок, сепарирующую машину, обжарочный аппарат, форпресс, фильтр-пресс, экспозитор, циклон, теплообменник-рекуператор и пароком-прессионный тепловой насос, обеспечивающий подготовку перегретого пара для обжарки масличных семян с многократным использованием перегретого пара в контуре рециркуляции и отводом части перегретого пара из контура рециркуляции в количестве испаряемой из семян влаги в теплообменник-рекуператор на нагревание кондиционированного воздуха, направляемого на сушку семян с образованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам.Known production line of vegetable oil (US Pat. RF №2595152; IPC SV11 1/06; publ. 08/20/2016), including a dryer, roller machine, separator machine, fryer, forpress, filter press, expozitor, cyclone, heat exchanger-heat exchanger and steam-pressing heat pump, which provides preparation of superheated steam for roasting oilseeds with repeated use of superheated steam in the recirculation circuit and removal of part of the superheated steam from the recirculation loop in the amount of moisture evaporated from the seeds to the heat exchanger-heat exchanger p for heating the conditioned air directed to drying the seeds to form a closed thermodynamic cycles for material and heat fluxes.

Несмотря на привлекательность известной линии, она достаточно широко обобщает предлагаемый способ производства растительного масла из масличных семян, распространяя его на различные культуры, тогда как каждая масличная культура имеет специфические особенности как по составу, теплофизическим, физико-механическим, аэродинамическим характеристикам, так и по целевому назначению получаемых продуктов. Использование перегретого пара для обжарки семян не может считаться экономически целесообразным, а его рациональное использование требует полной сбалансированности с подготовкой воздуха для осуществления предварительной сушки семян. Отработанного перегретого пара после обжарки может не хватить для подготовки воздуха заданного температурного потенциала, необходимого для сушки семян, что приведет к нарушению технологических режимов в области допустимых свойств получаемого растительного масла.Despite the attractiveness of the well-known line, it rather broadly generalizes the proposed method for the production of vegetable oil from oilseeds, extending it to various crops, whereas each oil-bearing crop has specific features both in composition, thermophysical, physicomechanical, aerodynamic characteristics, and in target purpose of the products obtained. The use of superheated steam for roasting seeds cannot be considered economically viable, and its rational use requires complete balance with the preparation of air for the implementation of pre-drying of seeds. Spent overheated steam after roasting may not be enough to prepare the air given temperature potential necessary for drying the seeds, which will lead to disruption of technological regimes in the field of permissible properties of the resulting vegetable oil.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ комплексной переработки семян сои (Пат. РФ №2640366; МПК A23L 5/00; опубл. 28.12.2017), включающий сушку семян сои в барабанной сушилке при температуре сушильного агента 80-85°С до влажности 10-12%; механический отжим высушенных семян в шнековом маслопрессе с выводом соевого масла в качестве готовой продукции; охлаждение выжимки холодным воздухом в гравитационном охладителе до температуры 10-15°С, ее измельчение в валковой мельнице до фракции 50 мкм и менее, смешивание с водой и нагревание до температуры 51-60°С в емкости с размещенной в ней вибромешалкой; разделение полученной смеси на вибросите на растворимую и нерастворимую белоксодержащие фракции; отвод высушенной в барабанной сушилке нерастворимой фракции с влажностью 7-10%; очистку в циклонах, охлаждение и осушение в испарителе смеси отработанных сушильных агентов и воздуха; отвод образовавшегося конденсата в сборник конденсата; нагревание сушильного агента и воды в секциях двухсекционного конденсатора пароэжекторного теплового насоса с образованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам. Принят за прототип.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of complex processing of soybean seeds (US Pat. Of the Russian Federation No. 2640366; IPC A23L 5/00; publ. 12.28.2017), which includes drying of soybean seeds in a drum dryer at a drying agent temperature of 80-85 ° С up to 10-12% humidity; mechanical pressing of dried seeds in a screw press with the output of soybean oil as finished products; cooling the squeeze with cold air in a gravitational cooler to a temperature of 10-15 ° C, grinding it in a roller mill to a fraction of 50 microns or less, mixing with water and heating to a temperature of 51-60 ° C in a tank with a vibrating mixer placed in it; the separation of the mixture on the vibrating screen into soluble and insoluble protein-containing fractions; removal of an insoluble fraction dried in a drum dryer with a moisture content of 7-10%; cyclone cleaning, cooling and drying in the evaporator a mixture of spent drying agents and air; removal of condensate to the condensate collector; heating the drying agent and water in the sections of a two-section steam ejector heat pump condenser with the formation of closed thermodynamic cycles on the material and heat fluxes. Adopted as a prototype.

Однако использование в известном способе парокомпрессионного теплового насоса связано с применением токсичных хладагентов, что может отразиться на экологической безопасности пищевой технологии. Наличие поршневой системы компрессора требует плановых остановок на профилактическое обслуживание и внеплановых при возможных сбоях в механическом приводе. Для реализации способа используется дорогостоящее оборудование с существенными эксплуатационными затратами и весьма значительным сроком окупаемости, что приведет к увеличению себестоимости получаемых продуктов. Кроме этого, при отсутствии источников теплоты в условиях децентрализованных систем теплоснабжения, когда тепловая энергия генерируется непосредственно на объектах переработки масличных семян целесообразно применять пароэжекторный тепловой насос. При этом появляется возможность использовать теплоту низкотемпературного потенциала, в частности, бросового тепла газотурбинных установок и котельных агрегатов, что позволяет эффективно решать задачи энергосбережения.However, the use of vapor compression heat pump in a known method is associated with the use of toxic refrigerants, which may affect the environmental safety of food technology. The presence of the piston system of the compressor requires planned stops for preventive maintenance and unscheduled for possible failures in the mechanical drive. To implement the method uses expensive equipment with significant operating costs and a very long payback period, which will lead to an increase in the cost of the products obtained. In addition, in the absence of heat sources in conditions of decentralized heat supply systems, when heat energy is generated directly at oil seed processing facilities, it is advisable to use a steam-ejector heat pump. In this case, it becomes possible to use the heat of low-temperature potential, in particular, waste heat of gas-turbine plants and boiler units, which makes it possible to effectively solve problems of energy saving.

Технической задачей изобретения является повышение экологической безопасности способа комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций, повышение надежности эксплуатации основного и вспомогательного оборудования, снижение себестоимости получаемых целевых и промежуточных продуктов за счет максимальной рекуперации и утилизации вторичных энергоресурсов с применением пароэжекторного теплового насоса.An object of the invention is to improve the environmental safety of the method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions, improving the reliability of operation of the main and auxiliary equipment, reducing the cost of the resulting target and intermediate products due to maximum recovery and recycling of secondary energy resources using a steam ejector heat pump.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций, включающем сушку семян сои в барабанной сушилке при температуре сушильного агента 80-85°С до влажности 10-12%; механический отжим высушенных семян в шнековом маслопрессе с выводом соевого масла в качестве готовой продукции; охлаждение выжимки холодным воздухом в гравитационном охладителе до температуры 10-15°С, ее измельчение в валковой мельнице до фракции 50 мкм и менее, смешивание с водой и нагревание до температуры 51-60°С в емкости с размещенной в ней вибромешалкой; разделение полученной смеси на вибросите на растворимую и нерастворимую белоксодержащие фракции; отвод высушенной в барабанной сушилке нерастворимой фракции с влажностью 7-10%; очистку в циклонах, охлаждение и осушение в испарителе смеси отработанных сушильных агентов и воздуха; отвод образовавшегося конденсата в сборник конденсата; нагревание сушильного агента и воды в секциях двухсекционного конденсатора пароэжекторного теплового насоса с образованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам, согласно изобретению, дополнительно используются парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном, эжектор, холодоприемник с насосом рециркуляции хладагента, которые совместно с двухсекционным конденсатором, терморегулирующим вентилем, сборником конденсата и испарителем скомплектованы в пароэжекторный тепловой насос; в парогенераторе получается рабочий пар и подается под давлением 0,8-1,0 МПа в сопло эжектора, при этом создаются пониженное давление 0,0009-0,001 МПа и температура 4-7°С в испарителе пароэжекторного теплового насоса с рециркуляцией хладагента через холодоприемник; осуществляется подача смеси паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,1-0,2 МПа и температурой 105-120°С в секции двухсекционного конденсатора для нагревания кондиционированного воздуха и воды; одна часть конденсата, образовавшегося после секций двухсекционного конденсатора, подается в испаритель для пополнения убыли воды, а другая его часть отводится вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении воздуха в холодоприемнике в виде капельной жидкости, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла; при этом потоки отработанных сушильных агентов и воздуха объединяются и подаются на осушение в холодоприемник пароэжекторного теплового насоса, после которого получается кондиционированный воздух с влагосодержанием 0,010-0,015 кг/кг и температурой 7-10°С, причем часть кондиционированного воздуха сначала нагревается в секции двухсекционного конденсатора для нагревания кондиционированного воздуха путем рекуперативного теплообмена со смесью рабочего и эжектируемого паров после эжектора, затем направляется в качестве сушильных агентов на сушку семян сои и нерастворимой фракции, а оставшаяся часть кондиционированного воздуха направляется в гравитационный охладитель на охлаждение выжимки с образованием замкнутых термодинамических циклов.The technical goal is achieved by the fact that in the method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions, including drying of soybean seeds in a drum dryer at a temperature of the drying agent 80-85 ° C to a moisture content of 10-12%; mechanical pressing of dried seeds in a screw press with the output of soybean oil as finished products; cooling the squeeze with cold air in a gravitational cooler to a temperature of 10-15 ° C, grinding it in a roller mill to a fraction of 50 microns or less, mixing with water and heating to a temperature of 51-60 ° C in a tank with a vibrating mixer placed in it; the separation of the mixture on the vibrating screen into soluble and insoluble protein-containing fractions; removal of an insoluble fraction dried in a drum dryer with a moisture content of 7-10%; cyclone cleaning, cooling and drying in the evaporator a mixture of spent drying agents and air; removal of condensate to the condensate collector; heating the drying agent and water in the sections of a two-section steam ejector heat pump condenser to form closed thermodynamic cycles in material and heat flows, according to the invention, a steam generator with electrical heating elements and a safety valve, an ejector, a refrigerant receiver with a refrigerant recirculation refrigerant are also used, which are combined with a two-section condenser thermostatic valve, condensate collector and evaporator are assembled in steam ejector lovoy pump; in the steam generator, the working steam is obtained and is supplied under a pressure of 0.8-1.0 MPa to the ejector nozzle, thus creating a reduced pressure of 0.0009-0.001 MPa and a temperature of 4-7 ° C in the evaporator of a steam ejector heat pump with refrigerant recirculation through a cold-receiver; the mixture of refrigerant and working vapor after the ejector is supplied with a pressure of 0.1-0.2 MPa and a temperature of 105-120 ° C in the section of a two-section condenser for heating conditioned air and water; one part of the condensate formed after the two-section condenser sections is fed to the evaporator to replenish the loss of water, and the other part is discharged together with the condensate formed when the air is cooled in the cold-receiver in the form of dropping liquid, first to the condensate collector and then to the steam generator to form a closed cycle; At the same time, the flows of spent drying agents and air are combined and fed for drying into the cold-emitter of the steam-ejector heat pump, after which conditioned air with a moisture content of 0.010-0.0155 kg / kg and a temperature of 7-10 ° C is obtained, and part of the conditioned air is first heated in the section of a two-section condenser for heating conditioned air by recuperative heat exchange with a mixture of working and ejected vapors after the ejector, then sent as drying agents to lug soybean seeds and the insoluble fraction, and the remaining part of the conditioned air is sent into gravity cooler for cooling pomace to form the closed thermodynamic cycle.

Технический результат изобретения заключается в повышении экологической безопасности способа комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций, в повышении надежности эксплуатации оборудования и снижении себестоимости получаемых целевых и промежуточных продуктов с применением пароэжекторного теплового насоса.The technical result of the invention is to improve the environmental safety of the method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions, to increase the reliability of equipment operation and reduce the cost of the target and intermediate products obtained using a steam ejector heat pump.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций.FIG. 1 shows a scheme that implements the proposed method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions.

Схема содержит барабанные сушилки 1, 9; циклоны 2, 5, 10; шнековый маслопресс 3; гравитационный охладитель 4; валковую мельницу 6; емкость с размещенной в ней вибромешалкой 7; вибросито 8; пароэжекторный тепловой насос, включающий парогенератор 11 с предохранительным клапаном 12 и нагревательными элементами 13; эжектор 14; секции для нагревания воздуха 15 и воды 16 двухсекционного конденсатора, установленные параллельно; терморегулирующий вентиль 17; испаритель 18; холодоприемник 19; насосы 20, 21, 22; сборник конденсата 23; вентиляторы 24, 25, 26, 27; распределители потока 28, 29, 30, 31; потоки: 1.0 - исходных семян сои в барабанную сушилку; 1.1 - высушенных семян сои в шнековый маслопресс; 1.2 - выжимки из маслопресса в гравитационный охладитель; 1.3 - отвода соевого масла из шнекового маслопресса; 1.4 - охлажденной выжимки на измельчение в валковую мельницу; 7.5 - измельченной выжимки на смешивание с теплой водой в смеситель с вибромешалкой; 1.6 - соевой суспензии из смесителя на вибросито; 1.7 - отвода растворимой фракции соевой суспензии проходом через вибросито; 1.8 - нерастворимой фракции соевой суспензии сходом с вибросита на сушку; 1.9 - высушенной нерастворимой фракции; 1.10-взвешенных твердых частиц из циклонов; 2.0 - сушильного агента из секции конденсатора для нагревания воздуха в барабанные сушилки; 2.1, 2.2, 2.3 - отвода отработанных сушильных агентов через циклоны после барабанных сушилок и отработанного воздуха после гравитационного охладителя соответственно; 2.4 - подачи отработанных сушильных агентов и воздуха в холодоприемник; 2.5 - кондиционированного воздуха из холодоприемника в гравитационный охладитель; 2.6 - кондиционированного воздуха из холод оприемника в секцию конденсатора для нагревания воздуха; 2.7 - рециркуляции хладагента через холодоприемник; 2.8 - рабочего пара из парогенератора; 2.9 - эжектируемого пара из испарителя; 2.10 - смеси рабочего и эжектируемого паров; 2.11 - конденсата из секции конденсатора для нагревания воды в испаритель и в сборник конденсата; 2.12 - конденсата из холодоприемника в сборник конденсата; 2.13 - воды из сборника конденсата в парогенератор; 2.14 - сброса давления; 2.15 - воды из сборника конденсата в секцию конденсатора для нагревания воды; 2.16- подачи теплой воды в смеситель.The scheme contains drum dryers 1, 9; cyclones 2, 5, 10; screw oil press 3; gravity cooler 4; roller mill 6; a container with a vibrating mixer 7 therein; vibrating screen 8; steam ejector heat pump, which includes a steam generator 11 with a safety valve 12 and heating elements 13; ejector 14; section for heating air 15 and water 16 two-section condenser, installed in parallel; thermostatic valve 17; evaporator 18; cold receiver 19; pumps 20, 21, 22; condensate collector 23; fans 24, 25, 26, 27; flow distributors 28, 29, 30, 31; flows: 1.0 — initial soybean seeds into a drum dryer; 1.1 - dried soybean seeds in a screw press; 1.2 - pomace from the oil press to the gravity cooler; 1.3 - removal of soybean oil from the screw press; 1.4 - cooled husk for grinding in a roller mill; 7.5 - crushed marc for mixing with warm water in a mixer with a vibrating mixer; 1.6 - soybean suspension from the mixer on the vibrating screen; 1.7 - removal of the soluble fraction of soybean suspension by passing through a vibrating screen; 1.8 - insoluble fraction of soybean suspension descending from the vibrating screen for drying; 1.9 - dried insoluble fraction; 1.10-suspended solid particles from cyclones; 2.0 - drying agent from the condenser section for heating the air in the drum dryer; 2.1, 2.2, 2.3 - removal of spent drying agents through cyclones after drum dryers and exhaust air after gravity cooling, respectively; 2.4 - supply of spent drying agents and air to the cold receiver; 2.5 - conditioned air from the cold receiver to the gravitational cooler; 2.6 - conditioned air from the cold of the receiver to the condenser section for heating the air; 2.7 - recirculation of the refrigerant through the cold receiver; 2.8 - working steam from the steam generator; 2.9 - ejected vapor from the evaporator; 2.10 - mixtures of working and ejected vapors; 2.11 - condensate from the condenser section for heating water into the evaporator and the condensate collector; 2.12 - condensate from the cold receiver to the condensate collector; 2.13 - water from the condensate collector to the steam generator; 2.14 - pressure relief; 2.15 - water from the condensate collector to the condenser section for heating water; 2.16- supply of warm water to the mixer.

Способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций осуществляют следующим образом.The method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions is as follows.

Исходные семена сои с масличностью 19-22% и содержанием белка 35-37% по потоку 1.0 подают в барабанную сушилку 1 и осуществляют сушку при температуре сушильного агента 80-85°С до влажности 10-12%. Высушенную сою по потоку 1.1 направляют в шнековый маслопресс 3 и производят выдавливание масла с выходом не менее 35%, которое отводят по потоку 1.3 в качестве целевого продукта. Полученные выжимки с остаточной масличностью 8…10% по потоку 1.2 направляют в гравитационный охладитель 4. Охлажденные до 10-15°С выжимки направляют по потоку 1.4 в валковую мельницу 6 и осуществляют размол. При размоле происходит разрушение выжимок сои до фракции не более 50 мкм с разрушением клеточных оболочек и самосогреванием массы за счет сил трения до температуры 55°С. В результате получают соевую муку с содержанием белка до 46%.The original soybean seeds with an oil content of 19-22% and a protein content of 35-37% downstream 1.0 are fed to the drum dryer 1 and dried at a temperature of the drying agent of 80-85 ° C to a moisture content of 10-12%. The dried soybean stream 1.1 is sent to the screw oil press 3 and the oil is squeezed out with a yield of at least 35%, which is diverted through the stream 1.3 as the desired product. The obtained marc with a residual oil content of 8 ... 10% downstream 1.2 is sent to gravity cooler 4. The downs cooled down to 10-15 ° C are directed downstream 1.4 to the roller mill 6 and grind. When grinding occurs, the soybean extract is destroyed to a fraction of not more than 50 μm, with destruction of the cell membranes and self-heating of the mass due to friction forces to a temperature of 55 ° C. The result is soy flour with a protein content of up to 46%.

После размола полученную массу по потоку 1.5 подают в емкость с размещенной в ней вибромешалкой 7 и разбавляют теплой водой с температурой 51-60°С. Экстрагирование белков водой из измельченных и обезжиренных семян сои ведет к образованию белковой, однородной по всему объему, соевой суспензии.After grinding, the resulting mass in stream 1.5 is fed into a container with a vibrating mixer 7 placed in it and diluted with warm water with a temperature of 51-60 ° C. Extraction of proteins with water from crushed and defatted soybean seeds leads to the formation of a proteinaceous, homogeneous throughout the volume, soy suspension.

Полученную соевую суспензию по потоку 1.6 подают на вибросито 8, где разделяют на фракции: растворимую, с содержанием белка 7,0-12%, и нерастворимую (окару), с содержанием белка 15,0-34,0%. Изменяя соотношение компонентов (измельченной выжимки сои и воды), температуру воды и время перемешивания можно управлять процессом перехода белка и жира из нерастворимой фракции в растворимую, тем самым либо увеличивая количество белка в растворе, либо оставляя его в нерастворимой фракции.The resulting soybean suspension downstream 1.6 serves on the vibrating screen 8, where it is divided into fractions: soluble, with a protein content of 7.0-12%, and insoluble (Okara), with a protein content of 15.0-34.0%. By changing the ratio of components (crushed soybean and water squeeze), water temperature and mixing time, you can control the transition of protein and fat from the insoluble fraction to the soluble one, thereby either increasing the amount of protein in the solution or leaving it in the insoluble fraction.

Растворимую фракцию соевой суспензии в качестве промежуточного белоксодержащего продукта отводят по потоку 7.7 и в дальнейшем используют в кормопроизводстве при составлении рационов кормления сельскохозяйственных животных. Нерастворимую фракцию соевой суспензии (окару) по потоку 1.8 подают в барабанную сушилку 9 и доводят ее влажность до 7-10%, с которой подают на хранение с последующим использованием в кондитерской промышленности, а также в рационах кормления сельскохозяйственных животных.The soluble fraction of the soybean suspension as an intermediate protein-containing product is taken downstream 7.7 and further used in fodder production in the preparation of feeding rations for farm animals. The insoluble fraction of soybean slurry (okara) through the stream 1.8 is fed to the drum dryer 9 and its moisture is adjusted to 7-10%, which is fed to storage and then used in the confectionery industry, as well as in feed rations for farm animals.

Потоки 2.1 и 2.2 отработанных сушильных агентов после барабанных сушилок 1 и 9, а также поток 2.3 отработанного воздуха после гравитационного охладителя 4 подвергают очистке соответственно в циклонах 2, 10 и 5 от содержащихся взвешенных твердых частиц, объединяют в поток 2.4 и вентилятором 27 направляют в холодоприемник 19 пароэжекторного теплового насоса.Flows 2.1 and 2.2 waste drying agents after drum dryers 1 and 9, as well as the flow of 2.3 exhaust air after the gravitational cooler 4 is cleaned, respectively, in cyclones 2, 10 and 5 from suspended solids, are combined into stream 2.4 and the fan 27 is sent to the cold-receiver 19 steam ejector heat pump.

Пароэжекторный тепловой насос работает по следующему термодинамическому циклу.The steam ejector heat pump operates according to the following thermodynamic cycle.

В парогенераторе 11 посредством нагревательных элементов 13 получают рабочий пар с температурой 86-90°С и под давлением 0,06-0,07 МПа по потоку 2.8 направляют в сопло эжектора 14, вовлекая по линии 2.9 эжектируемые пары хладагента, в качестве которого используют воду, из испарителя 18 и создают в нем пониженное давление 0,0009-0,001 МПа с температурой кипения хладагента 4-7°С, поддерживая коэффициент эжекции пароэжекторного теплового насоса в диапазоне 4-5. Хладагент с помощью насоса 20 циркулирует в контуре рециркуляции 2.7 через холодоприемник 19, в котором за счет рекуперативного теплообмена охлаждают воздух до температуры «точки росы», а влагу, содержащуюся в воздухе, конденсируют в виде капельной жидкости и отводят по потоку 2.12 в сборник конденсата 23.In the steam generator 11, by means of heating elements 13, working steam with a temperature of 86-90 ° C and under pressure of 0.06-0.07 MPa is supplied to the nozzle 14 of the ejector 14 under the pressure of 0.06-0.07 MPa, drawing the ejected refrigerant vapor as line 2.9. , from the evaporator 18 and create in it a reduced pressure of 0.0009-0.001 MPa with a refrigerant boiling point of 4-7 ° С, maintaining the ejection coefficient of the steam ejector heat pump in the range of 4-5. The refrigerant through the pump 20 circulates in the recirculation circuit 2.7 through the cold receptacle 19, in which the air is cooled to the “dew point” temperature through regenerative heat exchange, and the moisture contained in the air is condensed in the form of droplet liquid and drained along stream 2.12 to the condensate collector 23 .

Образовавшуюся после эжектора 14 смесь эжектируемого и рабочего пара по потоку 2.10 через распределитель потока 29 направляют в секции 15 и 16 двухсекционного конденсатора.Formed after the ejector 14, the mixture of ejected and working steam in the flow 2.10 through the distributor of the flow 29 is directed to sections 15 and 16 of the two-section condenser.

Образовавшийся после секций 15 и 16 двухсекционного конденсатора водяной конденсат с помощью распределителя потока 30 разделяют на два потока 2.11, один из которых направляют через терморегулирующий вентиль 17 в испаритель 18 для пополнения в нем убыли воды, а другую избыточную часть конденсата отводят в сборник конденсата 23. Из сборника конденсата осуществляют подачу воды насосом 22 по потоку 2.13 в парогенератор 11 с образованием замкнутого цикла и по потоку 2.15 - в секцию 16 двухсекционного конденсатора для нагревания воды с последующей подачей насосом 21 теплой воды с температурой 55-65°С на смешивание с выжимкой в емкость с размещенной в ней вибромешалкой 7. При увеличении давления пара в парогенераторе 11 более 0,07 МПа срабатывает предохранительный клапан 12, осуществляющий сброс давления по потоку 2.14.Formed after sections 15 and 16 of a two-part condenser, water condensate is divided into two flows 2.11 by means of flow distributor 30, one of which is directed through thermostatic valve 17 to evaporator 18 to replenish water loss in it, and the other excess condensate is drained. From the condensate collector, water is supplied by pump 22 along stream 2.13 to steam generator 11 with the formation of a closed cycle and downstream 2.15 - into section 16 of a two-section condenser for heating water, followed by feeding n Sos 21 warm water with a temperature of 55-65 ° C with mixing to squeeze in a container placed therein vibromeshalkoy 7. When the steam pressure in the steam generator 11 is increased more than 0.07 MPa, the safety valve 12 is activated, carrying out the release of pressure downstream of 2.14.

Полученный кондиционированный воздух в холодоприемнике 19 с помощью распределителя потока 31 разделяют на две части, одну из которых по потоку 2.6 подают в секцию для нагревания воздуха 15 двухсекционного конденсатора пароэжекторного теплового насоса и нагревают до температуры 80-85°С путем рекуперативного теплообмена со смесью рабочего и эжектируемого паров после эжектора 14, и затем в качестве сушильных агентов направляют вентиляторами 24 и 25 по потокам 2.0 на сушку семян сои и нерастворимой фракции соответственно в барабанные сушилки 1 и 9. Оставшуюся часть кондиционированного воздуха после холодоприемника 19 по потоку 2.5 вентилятором 26 направляют в гравитационный охладитель 4 на охлаждение выжимки до 10-15°С с образованием замкнутых термодинамических циклов.The resulting conditioned air in the cooler 19 is divided into two parts by means of the flow distributor 31, one of which is fed to the section 2.6 for heating the air 15 of the two-section steam ejector heat pump condenser 2.6 and heated to a temperature of 80-85 ° C by recuperative heat exchange with the working mixture and ejected vapors after the ejector 14, and then, as drying agents, are sent by fans 24 and 25 through streams 2.0 to dry the soybean seeds and the insoluble fraction, respectively, into tumble dryers 1 and 9. Oc The fallen part of the conditioned air downstream from the cold-cooler 19 downstream 2.5 is directed by the fan 26 to the gravitational cooler 4 to cool the squeeze to 10-15 ° C with the formation of closed thermodynamic cycles.

Предлагаемый способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций реализован на экспериментальной поточной линии производительностью 7-10 т/ч в производственных условиях ОАО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод» со следующими характеристиками пароэжекторного теплового насоса:The proposed method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions is implemented on an experimental production line with a capacity of 7-10 t / h under the production conditions of Voronezh Experimental Feed Mill Plant with the following characteristics of a steam ejector heat pump:

Figure 00000001
Figure 00000001

Конструкция пароэжекторного теплового насоса не содержит движущихся быстроизнашивающихся элементов, благодаря чему обеспечивалась его безотказная работа длительными циклами без непосредственного обслуживания, при этом минимизированы объемы текущего ремонта, стоимость и потребность в запасных частях и вспомогательных материалах.The design of a steam-ejector heat pump does not contain moving wear parts, which ensures its trouble-free operation with long cycles without direct maintenance, while minimizing the amount of maintenance, cost, and the need for spare parts and auxiliary materials.

Рациональное использование тепловой и электрической энергии в системе холодо- и теплоснабжения с применением пароэжекторного теплового насоса рассматривалось с точки зрения снижения себестоимости получаемых целевых и промежуточных продуктов. Основным принципиальным решением по снижению энергозатрат в предлагаемом способе комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций является оптимальный выбор перепадов температур в испарителе и секциях двухсекционного конденсатора при получении сушильных агентов, охлаждающего воздуха и теплой воды. Отклонение от этих значений неизбежно приведет к увеличению потребляемой энергии: понижение температуры кипения хладагента в испарителе на 1°С приведет к необходимости увеличения расхода рабочего пара в эжектор пароэжекторного теплового насоса и, следовательно, к перерасходу энергии на 5-7%, а повышение температуры конденсации на 1°С приведет к увеличению расхода энергии на 2,0-2,5% («Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин» / Е.М. Бамбушек, Н.Н. Бухарин, Е.Д. Герасимов и др. Л., 1987, С. 85-93).The rational use of heat and electricity in the cooling and heating system using a steam ejector heat pump was considered from the point of view of reducing the cost of the resulting target and intermediate products. The main fundamental solution for reducing energy consumption in the proposed method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions is the optimal choice of temperature drops in the evaporator and sections of a two-section condenser when receiving drying agents, cooling air and warm water. Deviation from these values will inevitably lead to an increase in energy consumption: lowering the boiling point of the refrigerant in the evaporator by 1 ° C will result in the need to increase the flow of working steam to the ejector of a steam ejector heat pump and, consequently, to an excess of energy by 5-7%, and an increase in condensation temperature by 1 ° C will lead to an increase in energy consumption by 2.0-2.5% ("Thermal and structural calculations of refrigerating machines" / EM Bambushek, NN Bukharin, E. Gerasimov, etc. L. 1987, pp. 85-93).

Предлагаемый способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций расширяет границы энергоэффективного сопряжения объектов различных температурных потенциалов на основе утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов. При этом в полной мере реализован универсальный подход в создании конкурентоспособной технологии, обеспечивающей выработку тепла и холода для совместно протекающих процессов сушки семян сои и нерастворимой фракции соевой суспензии, охлаждения выжимки и ее смешивания с теплой водой.The proposed method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions expands the boundaries of energy-efficient coupling of objects of different temperature potentials based on the utilization and recovery of secondary energy resources. At the same time, a universal approach to the creation of a competitive technology that generates heat and cold for the joint processes of drying soybean seeds and the insoluble fraction of soybean suspension, cooling the squeeze and mixing it with warm water is fully implemented.

Таким образом, предлагаемый способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:Thus, the proposed method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions has the following advantages compared with the prototype:

- создает экологически безопасные условия реализации способа за счет применения воды в качестве хладагента, исключая использование токсичных, взрыво- и пожароопасных рабочих сред, а также за счет организации замкнутых рециркуляционных схем по материальным и энергетическим потокам со значительным снижением отвода вторичных энергоресурсов из схемы тепло-и холодоснабжения;- creates environmentally safe conditions for the implementation of the method through the use of water as a refrigerant, eliminating the use of toxic, explosive and flammable working environments, as well as through the organization of closed recirculation schemes for material and energy flows with a significant reduction in the diversion of secondary energy resources from the heat and cold supply;

- обеспечивает повышение энергетической эффективности способа за счет низкотемпературного потенциала хладагента в холодоприемнике при осушении воздуха, а также за счет теплоты конденсации хладагента в секциях двухсекционного конденсатора при нагревании кондиционированного воздуха с последующей его подачей в качестве сушильного агента, а также при подготовке теплой воды с последующей подачей на смешивание с выжимкой;- provides an increase in the energy efficiency of the method due to the low-temperature potential of the refrigerant in the cold-receiver during air drying, as well as due to the heat of condensation of the refrigerant in the sections of the two-section condenser when the conditioned air is heated and then fed as a drying agent, as well as preparing warm water with the subsequent supply mixing with squeeze;

- в качестве рабочего тела используется водяной пар с давлением 0,05-0,06 МПа, благодаря чему достигается экономия электроэнергии, которая расходуется только на работу органов управления, насосов хладагента и воды, теплонагревательных элементов парогенератора;- water vapor with a pressure of 0.05-0.06 MPa is used as a working medium, which results in saving energy, which is spent only on the operation of controls, refrigerant and water pumps, heat-heating elements of the steam generator;

- позволяет снизить удельные энергозатраты на 5-7% за счет применения пароэжекторного теплового насоса, и, как следствие, снизить себестоимость целевых и промежуточных продуктов.- allows you to reduce specific energy consumption by 5-7% due to the use of steam ejector heat pump, and, as a result, to reduce the cost of the target and intermediate products.

Claims (1)

Способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций, включающий сушку семян сои в барабанной сушилке при температуре сушильного агента 80-85°С до влажности 10-12%, механический отжим высушенных семян в шнековом маслопрессе с выводом соевого масла в качестве готовой продукции, охлаждение выжимки холодным воздухом в гравитационном охладителе до температуры 10-15°С, ее измельчение в валковой мельнице до фракции 50 мкм и менее, смешивание с водой и нагревание до температуры 51-60°С в емкости с размещенной в ней вибромешалкой, разделение полученной смеси на вибросите на растворимую и нерастворимую белоксодержащие фракции, отвод высушенной в барабанной сушилке нерастворимой фракции с влажностью 7-10%, очистку в циклонах, охлаждение и осушение в испарителе смеси отработанных сушильных агентов и воздуха, отвод образовавшегося конденсата в сборник конденсата, нагревание сушильного агента и воды в секциях двухсекционного конденсатора пароэжекторного теплового насоса с образованием замкнутых термодинамических циклов по материальным и тепловым потокам, отличающийся тем, что в процессе переработки дополнительно используют парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном, эжектор, холодоприемник с насосом рециркуляции хладагента, которые совместно с двухсекционным конденсатором, терморегулирующим вентилем, сборником конденсата и испарителем скомплектованы в пароэжекторный тепловой насос, в парогенераторе получают рабочий пар и подают под давлением 0,8-1,0 МПа в сопло эжектора, при этом создается пониженное давление 0,0009-0,001 МПа и температура 4-7°С в испарителе пароэжекторного теплового насоса с рециркуляцией хладагента через холодоприемник, осуществляют подачу смеси паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,1-0,2 МПа и температурой 105-120°С в секции двухсекционного конденсатора для нагревания кондиционированного воздуха и воды, одну часть конденсата, образовавшегося после секций двухсекционного конденсатора, подают в испаритель для пополнения убыли воды, а другую - отводят вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении воздуха в холодоприемнике в виде капельной жидкости, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла, при этом потоки отработанных сушильных агентов и воздуха объединяются и подаются на осушение в холодоприемник пароэжекторного теплового насоса, после которого получают кондиционированный воздух с влагосодержанием 0,010-0,015 кг/кг и температурой 7-10°С, причем часть кондиционированного воздуха сначала нагревают в секции двухсекционного конденсатора для нагревания кондиционированного воздуха путем рекуперативного теплообмена со смесью рабочего и эжектируемого паров после эжектора, затем направляют в качестве сушильных агентов на сушку семян сои и нерастворимой фракции, а оставшуюся часть кондиционированного воздуха направляют в гравитационный охладитель на охлаждение выжимки с образованием замкнутых термодинамических циклов.The method of complex processing of soybean seeds with the release of protein-containing fractions, including drying of soybean seeds in a drum dryer at a drying agent temperature of 80-85 ° C to a moisture content of 10-12%, mechanical pressing of dried seeds in auger oil press with output of soybean oil as a finished product, cooling squeezing with cold air in a gravitational cooler to a temperature of 10-15 ° C, grinding it in a roller mill to a fraction of 50 microns or less, mixing with water and heating to a temperature of 51-60 ° C in a tank with a vibrating mixer placed in it d, separation of the resulting mixture in vibrating screens into soluble and insoluble protein-containing fractions, removal of an insoluble fraction dried in a drum dryer with a moisture content of 7-10%, cleaning in cyclones, cooling and drying in an evaporator of a mixture of spent drying agents and air, removal of the condensate formed into a condensate collector , heating the drying agent and water in the sections of a two-section steam ejector heat pump condenser with the formation of closed thermodynamic cycles in material and heat flows, differ In the course of processing, an additional use is made of a steam generator with electric heating elements and a safety valve, an ejector, a cold receiver with a refrigerant recirculation pump, which, together with a two-section condenser, a thermostatic valve, a condensate collector and an evaporator, are assembled in a steam-ejector heat pump; serves under pressure of 0.8-1.0 MPa to the ejector nozzle, this creates a reduced pressure of 0.0009-0.001 MPa and a temperature of 4-7 ° C in the evaporator p rojector jet heat pump with refrigerant recirculation through a cold receiver, supplying a mixture of refrigerant vapor and working steam after an ejector with a pressure of 0.1-0.2 MPa and a temperature of 105-120 ° C in a two-section condenser section for heating conditioned air and water, one part of condensate formed after the two-section condenser sections are fed to the evaporator to replenish the loss of water, and the other is taken away along with the condensate formed when the air is cooled in the cold-receiver in the form of a dropping liquid and, first in the condensate collector, and then in the steam generator with the formation of a closed cycle, while the flows of spent drying agents and air are combined and fed to the cold receiver of the steam ejector heat pump for drying, after which receive conditioned air with a moisture content of 0.010-0.015 kg / kg and temperature 7-10 ° C, and part of the conditioned air is first heated in the section of a two-section condenser for heating the conditioned air by recuperative heat exchange with a mixture of working and ezhe Convertible vapor after the ejector is then sent as a drying agent to dry soybean seed and an insoluble fraction, and the remaining part of the conditioned air is sent into gravity cooler for cooling pomace to form the closed thermodynamic cycle.
RU2018107149A 2018-02-26 2018-02-26 Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions RU2689672C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107149A RU2689672C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107149A RU2689672C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689672C1 true RU2689672C1 (en) 2019-05-28

Family

ID=67037182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018107149A RU2689672C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689672C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784632C1 (en) * 2022-08-30 2022-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Drying unit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940495A (en) * 1966-12-09 1976-02-24 Ralston Purina Company Protein product and method for forming same
RU2484640C1 (en) * 2012-01-18 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУВПО "ВГУИТ") Method for production of zeolite based fodder additive and line for method implementation
RU2640366C1 (en) * 2017-03-06 2017-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Method of complex processing of soybean seeds

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940495A (en) * 1966-12-09 1976-02-24 Ralston Purina Company Protein product and method for forming same
RU2484640C1 (en) * 2012-01-18 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУВПО "ВГУИТ") Method for production of zeolite based fodder additive and line for method implementation
RU2640366C1 (en) * 2017-03-06 2017-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Method of complex processing of soybean seeds

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784632C1 (en) * 2022-08-30 2022-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Drying unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201155907Y (en) Dryer
Berghout et al. Sustainability assessment of oilseed fractionation processes: A case study on lupin seeds
US7730633B2 (en) Agricultural-product production with heat and moisture recovery and control
CN103822454B (en) Based on wet dregs of rice drying system and the drying process of mechanical steam recompression
US20090317512A1 (en) Vegetable protein concentrate
US4622760A (en) Apparatus for desolventizing and drying solvent-containing residue meal
RU2689672C1 (en) Method for complex processing of soya seeds with separation of protein-containing fractions
CN103357193B (en) Superheated steam involved plant extract production equipment and process
RU2640366C1 (en) Method of complex processing of soybean seeds
CN105249502A (en) Vegetable dehydration-drying machine
CN115854676A (en) Health products granule drying equipment
CN107022409A (en) A kind of preparation method of peony seed oil
RU2595152C1 (en) Line for production of vegetable oil
CN102639947A (en) Binary fluid ejector dessication system and method of utilizing the same
CN201530817U (en) Airflow flash desolventizing device
CN106390495B (en) A kind of air energy spray drying device
RU2619278C1 (en) Line for producing vegetable oil
CN110089617A (en) A kind of method of dry method separation soyabean protein powder
RU2640843C1 (en) Method for obtaining microcapsulated choline chloride from its water solution
RU2687022C1 (en) Method of controlling production of microencapsulated choline chloride
CN107380132A (en) Mechanical steam recompression car washer
RU2693046C1 (en) Control method of oil seeds processing process into biodiesel fuel
CN207287723U (en) A kind of fine powder soybean grinder
RU2404238C1 (en) Method of complex processing of foliage
KR200263191Y1 (en) producing system of high-bio full fat activated soybean flour

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210227