Линия переработки дрожжевых осадков виноградных вин и используемая в ней сушильная установка

 

Использование: в оборудовании для утилизации отходов виноделия. Сущность изобретения: линия переработки дрожжевых осадков виноградных вин содержит смеситель, соединенный с ним источник воды, бродильные резервуары, брагоперегонную колонну с дефлегматором, сепаратор отделения твердой фазы от жидкой, сушильную установку (СУ), CO²-экстракционную установку (ЭУ), источник жидкой двуокиси углерода (ИЖДУ), нейтрализаторы и осадительную центрифугу. ЭУ включает соединенную в рециркуляционный контур экстрактор, испаритель и конденсатор. ИЖДУ соединен с рециркуляционным контуром. СУ выполнена в виде расположенного в корпусе с загрузочным и выходным отверстиями приводного шнека с осевым каналом, в котором размещен источник ультразвука (ИУ) со стержневым концентратором продольных колебаний (СКПК), свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, и камеры, сообщенной с выходным отверстием корпуса. Нейтрализаторы снабжены диспергаторами, а смеситель - барботером. ИЖДУ соединен с корпусом сушильной установки и диспергаторами нейтрализататоров. Нейтрализаторы и камера СУ по газовой фазе сообщены с барботером смесителя. Используемая в линии СУ содержит камеру с выхлопным патрубком и распылитель с входным и выходным отверстиями, соединенными соответственно со средствами подачи продукта и камерой. СУ снабжена ИЖДУ, а распылитель выполнен в виде сообщенного с ИЖДУ корпуса, смонтированного в нем приводного шнека с осевым каналом и расположенного в последнем ИУ со СКПК, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для утилизации отходов виноделия с получением препарата биологически активных веществ, спирта, белкового корма и винной кислоты и/или ее солей.

Известна линия переработки дрожжевых осадков виноградных вин, содержащая два смесителя, соединенный с ними источник воды, средства подачи в них окиси кальция, и/или хлористого кальция и углекислого натрия, бродильные резервуары, брагоперегонную колонну с дефлегматором, сепаратор отделения твердой фазы от жидкой, установку лиофильной сушки, CO₂-экстракционную установку, включающую соединенные в рециркуляционный контур экстрактор, испаритель и конденсатор, источник жидкой двуокиси углерода, соединенный с рециркуляционным контуром, дробилку, вальцы, нейтрализаторы и осадительную центрифугу (Куприянова Л.А. "Разработка технологии получения биоактивного экстракта из дрожжевых осадков виноградных вин и исследование его состава и свойств", автореферат дис. к.т.н. Краснодар, КПИ, 1988, с. 16-21).

Недостатками этой линии являются сложность конструкции и необходимость в использовании 5 химических веществ, 3 из которых не являются экологически безвредными.

В предлагаемой линии переработки дрожжевых осадков виноградных вин, содержащей смеситель, соединенный с ним источник воды, бродильные резервуры, брагоперегонную колонну с дефлегматором, сепаратор отделения твердой фазы от жидкой, сушильную установку, CO₂-экстракционную установку, включающую соединенные в рециркуляционный контур экстрактор, испаритель и конденсатор, источник жидкой двуокиси углерода, соединенный с рециркуляционным контуром, нейтрализаторы и осадительную центрифугу, согласно изобретению, сушильная установка выполнена в виде расположенного в корпусе с загрузочным и выходным отверстиями приводного шнека с осевым каналом, в котором размещен источник ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, и камеры, сообщенной с выходным отверстием корпуса, нейтрализаторы снабжены диспергаторами, а смеситель барботером, при этом источник жидкой двуокиси углерода соединен с корпусом сушильной установки и диспергаторами нейтрализаторов, а нейтрализаторы и камера сушильной установки по газовой фазе сообщены с барботером смесителя.

Это позволяет ликвидировать в линии три единицы оборудования, в том числе две из них за счет конструкции сушильной установки, и исключить необходимость в подаче трех химических реагентов.

Известны сушильные установки, содержащие камеру с выхлопным патрубком, распылитель, выходным отверстием соединенный с камерой, а входным со средствами подачи продукта, и средствами подачи газообразного теплоносителя (Гришин М. А. Атаназевич В.И. Семенов Ю.Г. "Сушильные установки для пищевых продуктов. Справочник", М. ВО "Агропромиздат", 1989, с. 132-142).

Недостатками этих установок является тепловое воздействие на продукт и низкая дисперсность распыления.

Сушильная установка, предлагаемая для использования в описанной линии, содержащая камеру с выхлопным патрубком и распылитель, входным отверстием соединенный со средствами подачи продукта, а выходным с камерой, согласно изобретению, снабжена источником подачи жидкой двуокиси углерода, а распылитель выполнен в виде сообщенного с источником жидкой двуокиси углерода корпуса, смонтированного в нем приводного шнека с осевым каналом и расположенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен во выходном отверстии с образованием кольцевого зазора.

Это позволяет повысить дисперсность распыления и исключить тепловое воздействие на продукт в результате сублимационной сушки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема предлагаемой линии; на фиг. 2 сушильная установка, разрез.

Линия переработки дрожжевых осадков виноградных вин содержит смеситель 1 с барботером 2, соединенный с ним источник 3 воды, бродильные резервуары 4 брагоперегонную колонну 5 с дефлегматором 6, сепаратор 7 отделения твердой фазы от жидкой, сушильную установку с корпусом 8 и камерой 9, CO₂-экстракционную установку, включающую соединенные в рециркуляционный контур экстрактор 10, испаритель 11 и конденсатор 12, источник 13 жидкой двуокиси углерода, соединенный с рециркуляционным контуром, нейтрализаторы 14 с диспергаторами 15 и осадительную центрифугу 16. Источник 13 жидкой двуокиси углерода соединен с корпусом 8 сушильной установки и диспергаторами 15 нейтрализаторов 14. Барботер 2 смесителя 1 соединен по газовой фазе с камерой 9 сушильной установки и нейтрализаторами 14.

Сушильная установка содержит корпус 8 с входным 17 и выходным 18 отверстиями и патрубком 19 подачи жидкой двуокиси углерода, смонтированный в нем приводной шнек 20 с осевым каналом 21, в котором расположен источник 22 ультразвука со стержневым концентратором 23 продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии 18 корпуса 8 с образованием кольцевого зазора 24, и сообщенную с отверстием 18 камеру 9 с выхлопным патрубком 25.

Линия работает следующим образом.

Дрожжевые осадки в виде густой вязкой массы поступают в смеситель 1, где их разводят водой из источника 3 до текучей консистенции. Дрожжевые осадки из-под крепленых вин направляют на дображивание сахаров в бродильные резервуары 4. Разбавленные и при необходимости сброженные осадки из смесителя 1 или из бродильных резервуаров 4 направляют в брагоперегонную колонну 5 с дефлегматором 6, в которой отделяют и удаляют на дальнейшую переработку спирт, а полученную барду возвращают в смеситель 1, в котором при подаче через барботер 2 газовой фазы двуокиси углерода и воды из источника 3 промывают барду до pH 4,5-5,0. На выходе из смесителя 1 жидкую фазу отделяют от твердой в сепараторе 7. Жидкую фазу направляют в нейтрализаторы 14, в которые через диспергаторы 15 подают жидкую двуокись углерода из источника 13. Это приводит к частичному испарению с адиабатным расширением дисперсной жидкой фазы двуокиси углерода с поглощением теплоты, охлаждением жидкой фазы и переходу оставшейся части двуокиси углерода в твердое фазовое состояние с образованием в жидкой фазе мелкокристаллической взвеси. Резкое охлаждение жидкой фазы приводит к резкому снижению растворимости в воде винной кислоты и ее солей и их кристаллизации на мелкодисперсной твердой фазе двуокиси углерода, служащей центрами кристаллизации. Образовавшаяся газовая фаза двуокиси углерода отводится от нейтрализаторов 14 в барботер 2 смесителя 1, а суспензия кристаллов винной кислоты и ее солей направляется в осадительную центрифугу 16 для разделения фаз. Твердая фаза из сепаратора 7 поступает через входное отверстие 17 в корпус 8 сушильной установки, в котором при одновременной подаче через патрубок 19 жидкой двуокиси углерода из источника 13 за счет вращения шнека 20 происходит смешивание и пропитка промытого дрожжевого осадка с жидкой двуокисью углерода и транспортировка полученной смеси к выходному отверстию 19. На выходном конце шнека 20 смесь поступает в зазор 24 между колеблемым от источника 22 ультразвука, расположенного в осевом канале 21 шнека 20, стержневым концентратором 23 продольных колебаний и поверхностью отверстия 19, по которому перемещается в сторону камеры 9. При достижении торцевой поверхности стержневого концентратора 23 смесь распыляется с последней под действием продольных колебаний и резкого увеличения объема при адиабатном расширении и переходе в газовую фазу при падении давления на входе в камеру 9 жидкой двуокиси углерода. Увеличение объема двуокиси углерода, впитавшейся в дрожжевые клетки, приводит к разрушению клеточных оболочек последних. Адиабатное расширение и испарение части двуокиси углерода приводят к резкому снижению температуры смеси, образованию твердой фазы двуокиси углерода и воды. Ультразвуковые колебания обеспечивают полное разрушение агломераторов дрожжевой массы и нарушение сплошности уцелевших при взрывном расширении двуокиси углерода клеточных оболочек. Кроме того, образование твердой фазы воды и двуокиси углерода, происходящее с увеличением объема, также приводит к разрушению клеточных оболочек дрожжевых клеток. В итоге происходит не только распыление, но и распушение высушиваемого сырья с резким многократным увеличением поверхности массообмена и падением диффузионного сопротивления. Это значительно интенсифицирует массообмен и возгонку воды из дрожжевой массы. Образующаяся в камере 9 газовая фаза и двуокиси углерода из камеры 9 и выхлопного патрубка 25 отводится в барботер 2 смесителя 1, а высушенная и распушенная дрожжевая масса поступает в экстрактор 10 CO₂-экстракционной установки, куда одновременно подают жидкую двуокись углерода из источника 13. За короткий интервал времени, благодаря развитой поверхности массообмена и низкому диффузионному сопротивлению сырья, достигнутым в процессе сушки на предлагаемой установке, происходит извлечение биологически активных веществ из дрожжевой массы. Время экстракции по сравнению с известной линией сокращается в 3-4 раза. Экстрагент с экстрактивными веществами в виде мисцеллы отводится из экстрактора 10 в испаритель 11, в котором двуокись углерода при повышении температуры и/или снижении давления отделяется от экстрактивных веществ и направляется в конденсатор 12, в котором ожижается и возвращается в цикл. Экстрактивные вещества, представляющие собой жировой раствор каротиноидов, токоферолов, стеринов и полиненасыщенных жирных кислот, обладающих биологической активностью, периодически или непрерывно удаляют из испарителя 11 на дальнейшую переработку. Шрот обработанного сырья, представляющий собой смесь белковых веществ и клетчатки, удаляют из экстрактора 10 на фасовку для дальнейшего использования в качестве корма сельскохозяйственных животных.

Таким образом, предлагаемая линия обладает упрощенной конструкцией, требует меньшего количества химических реагентов. Используемые в линии химические вещества являются экологически безвредными. Линия обладает повышенной производительностью за счет использования в ней сушильной установки, которая обеспечивает сушку с сохранением биологически активных веществ, увеличение поверхности контакта фаз при последующей экстракции и снижение диффузионного сопротивления обработанного сырья.

Формула изобретения

1. Линия переработки дрожжевых осадков виноградных вин, содержащая смеситель, соединенный с ним источник воды, бродильные резервуары, брагоперегонную колонну с дефлегматором, сепаратор отделения твердой фазы от жидкой, сушильную установку, CO₂-экстракционную установку, включающую соединенные в рециркуляционный контур экстрактор, испаритель и конденсатор, источник жидкой двуокиси углерода, соединенный с рециркуляционным контуром, нейтрализаторы и осадительную центрифугу, отличающаяся тем, что сушильная установка выполнена в виде расположенного в корпусе с загрузочным и выходным отверстиями приводного шнека с осевым каналом, в котором размещен источник ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, и камеры, сообщенной с выходным отверстием корпуса, нейтрализаторы снабжены диспергаторами, а смеситель барботером, при этом источник жидкой двуокиси углерода соединен с корпусом сушильной установки и диспергаторами нейтрализаторов, а нейтрализаторы и камера сушильной установки по газовой фазе сообщены с барботером смесителя.

2. Сушильная установка, содержащая камеру с выходным патрубком и распылитель с входным и выходным отверстиями подачи продукта и камерой, отличающаяся тем, что распылитель выполнен в виде корпуса, смонтированного в нем приводного шнека с осевым каналом и расположенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора, при этом корпус выполнен с возможностью подсоединения к источнику жидкой двуокиси углерода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2