Способ переработки отстоя растительного масла (фуза) и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ переработки включает нагрев отстоя растительного масла, введение в него нагретого коагулянта, перемешивание, гравитационное разделение полученной смеси на слой масла и слой частиц масличного сырья (декантат) и декантацию масла. Фуз нагревают до температуры ниже температуры свертывания белков, а вводимый в него коагулянт нагревают до температуры выше температуры свертывания белков. При этом коагулянт вводят массой, не превышающей массу имеющихся в фузе частиц масляничного сырья, и с температурой, обеспечивающей температуру их конечной смеси, не превышающую температуру свертывания белков. А перемешиванием обеспечивают контакт коагулянта со всеми частицами масляничного сырья. После гравитационного разделения смеси на верхний слой масла и на нижний слой декантата масло из верхнего слоя декантируют через фильтр и/или через центрифугу в сборник-хранилище. Полученный декантат из нижнего слоя используют как наполнитель. Установка содержит емкость фуза с нагревателем, соединенную трубопроводом через запорные краны, и насос с емкостью коагулянта. Емкость фуза отделена от окружающей среды теплоизоляцией и оснащена дополнительно к основному днищу внутренним днищем в виде усеченного конуса, смонтированного вершиной вниз. При этом его образующая наклонена к горизонту под углом 5-50^o, основание равно диаметру несущего днища емкости, а диаметр усеченной вершины равен диаметру выходного отверстия емкости. Изобретение позволяет улучшить качество полученного из фуза масла и декантата, расширить изготовленные из декантата номенклатуры изделий, уменьшить энергозатраты. 2 с. и 20 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению растительного масла из растительного масличного сырья.

Известен способ переработки отстоя растительного масла (фуза), включающий его разделение на масло и на частицы масличного сырья с помощью гидромеханизации и гравитации, основанный на нагреве фуза до высокой температуры (на 60 градусов Цельсия превышающей температуру свертывания его плотной немасляной части, то есть свертывания белков), введении в него нагретого до такой же высокой температуры одного (единичного) активатора разделения (коагулянта) в виде водного раствора одного (единичного) из щелочных или щелочноземельных металлов, перемешивании их с помощью насоса, перекачку насосом отделенного гравитацией масла напрямую в емкость, добавление в осадок одного (единичного) антиоксиданта, одного (единичного) антисептика, использование полученной смеси в качестве кормовой добавки животным (пассивно отозванная заявка 96110789/13(016613) от 29.05.1996 г., по которой есть положительное решение о выдаче патента).

Недостатками известного способа являются большие энергетические и материальные затраты, большая трудоемкость из-за плохого перемешивания смеси фуза с активатором (коагулянтом) простой перекачкой насосом (без специальных приспособлений), плохое качество полученного масла и осадка (декантата) из-за нагрева фуза до высокой температуры и из-за длительной выдержки его при этой высокой температуре (разрушение высокой температурой белков, витаминов, других полезных веществ, повышенное окисление сильно нагретых масла и других пищевых элементов кислородом воздуха), плохая чистота масла из-за его слива (декантации) насосом напрямую в емкость, то есть без дополнительной его очистки фильтром или центрифугой, плохое разделение фуза или плохое качество декантата из-за использования несоответствующего потребному количества коагулянта (в зависимости от количества фуза, а не от количества содержащихся в нем частиц масличного сырья, с которыми взаимодействует коагулянт, поэтому коагулянта может быть или меньше, чем нужно, и разделение фуза будет неполным или больше, чем нужно, и он попадет и в масло, и в декантат), малый ассортимент получаемых из декантата изделий (только кормовая добавка птицам и/или животным без присутствия в ней нужных витаминов, микроэлементов, антибиотиков, других необходимых составляющих), плохое предохранение полезных веществ кормовой добавки от окисления и от заражения вредными микроорганизмами из-за использования только одного (единичного) антиоксиданта и только одного (единичного) антисептика, недостаточная номенклатура пищевых и других полезных изделий, изготавливаемых из декантата.

Целью предложенного изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, то есть улучшение качества получаемых из фуза масла и декантата, расширение изготавливаемой из декантата номенклатуры изделий (например, использование декантата как наполнителя для изготовления качественных изделий в кондитерской промышленности, качественной кормовой добавки птицам и животным, различных ветеринарных фармацевтических препаратов и премиксов и т.п.), уменьшение энергозатрат и улучшение техники безопасности при переработке фуза.

Поставленная цель достигается тем, что фуз нагревают до низкой температуры (ниже температуры свертывания белков), коагулянт нагревают до высокой температуры (выше температуры свертывания белков), быстро и хорошо перемешивают фуз и коагулянт. Для выполнения этой операции используют то количество коагулянта, которое необходимо для коагуляции всех имеющихся в конкретной партии фуза частиц масличного сырья. Это количество (например, по массе) рассчитывают согласно количеству содержащихся в конкретной партии фуза частиц масличного сырья, а не по массе всего фуза, как это делается в прототипе. Нагревают коагулянт до температуры, величину которой определяют в зависимости от соотношения масс коагулянта и фуза и в зависимости от температуры фуза, исходя из условия, чтобы температура конечной смеси подогретого фуза с горячим коагулянтом была близка к температуре свертывания белков, но не превышала ее (в крайнем случае, чтобы превышала не намного, и на непродолжительное время). Такое ограничение по температуре уменьшает окисление и сохраняет витамины, белки и другие полезные вещества в масле и в частицах масляного сырья (в декантате). В качестве коагулянта используют 0,2-0,4%-ный водный раствор смеси двух или более ингредиентов, например хлористого натрия, хлористого кальция, магния сернокислого, сахаров. Количество применяемого для разделения фуза коагулянта не должно превышать массу имеющихся в фузе частиц масличного сырья, так как в противном случае неиспользованный (лишний) коагулянт попадет в масло или в декантат. Допустимое количество каждого из указанных ингредиентов в смеси назначают из условия безопасности для организма людей и животных, употребляющих в пищу изделия из получаемого с их помощью декантата (например, используют смесь ингредиентов в равных весовых количествах). Смесь нескольких вышеперечисленных ингредиентов необходима еще и потому, что допустимое количество какого-либо одного из вышеперечисленных ингредиентов может оказаться недостаточным для хорошей коагуляции частиц масличного сырья, то есть для разделения фуза.

Дополнительно к вышесказанному следует отметить, что применение смеси из нескольких коагулянтов дает улучшенный эффект коагуляции взвешенных частиц масличного сырья и осаждения их на дно.

Перемешивают фуз с коагулянтом специальными технологиями и устройствами, отстоявшееся масло сливают (декантируют) с дополнительной его очисткой фильтром и/или центрифугой. Осевший на дно емкости декантат используют как ценное сырье-наполнитель (например, добавляют в него сахар, ароматизирующие, красящие, другие необходимые вещества и используют полученную смесь в кондитерской промышленности как начинку для конфет и карамелей или добавляют биологически активные вещества, микроэлементы, витамины, антибиотики, другие питательные и лечебные ингредиенты, необходимые организму различных видов птиц и животных, и используют полученную смесь в животноводстве как премиксы и ветеринарные фармацевтические препараты) или добавляют в него два или более антиоксиданта и два или более антисептика и получают более безопасную и более долго хранящуюся, лучше обеззараженную кормовую добавку птицам и животным.

Совокупность существенных признаков предложенного способа проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что облегчают и удешевляют технологию переработки фуза, повышают качество получаемых из него масла и декантата, расширяют номенклатуру продукции, изготавливаемой из декантата как из ценного наполнителя, улучшают технику безопасности при переработке фуза.

Таким образом, совокупность существенных признаков предложенного способа соответствует критерию "существенные отличия".

Согласно предложенному способу переработку фуза производят следующим образом.

Периодически извлекают свежий фуз из установки производства масла (первичный фуз, например, из пресса) и из емкостей-хранилищ масла (вторичный фуз) и загружают его в отдельную емкость-сборник. В этой емкости фуз нагревают до температуры ниже температуры свертывания белков, находящихся в частицах масличного сырья, после чего впрыскивают в него нагретый до более высокой температуры (выше температуры свертывания белков) коагулянт, например, в виде 0,2-0,4%-ного водного раствора смеси двух или более ингредиентов (например, сахаров, солей щелочных и/или щелочноземельных металлов: хлористого натрия, хлористого кальция, сернокислого магния, других подобных соединений).

Температуру нагрева коагулянта перед впрыском в фуз определяют по известным физическим законам массообмена с учетом теплоемкости ингредиентов (фуза и коагулянта) и соотношения их масс. Величина этой температуры коагулянта должна после перемешивания ингредиентов обеспечить температуру смеси не выше температуры свертываемости белков. Допускается локальное кратковременное повышение температуры некоторой части смеси до температуры свертывания белков и даже выше, потому что за короткое время (до снижения температуры смеси ниже предельной температуры) и белки не успеют свернуться, и витамины не успеют разложиться.

Состав и количество ингредиентов коагулянта, которые вместе с водой полностью впитываются в частицы масличного сырья, готовят специалисты (биологи, ветеринары, зоотехники) применительно к каждому конкретному случаю. Разным видам птиц и животных, которые будут получать продукцию, изготовленную с использованием декантата как наполнителя (в том числе и в зависимости от их пола и возраста), допустимое количество этих ингредиентов разное. Так, например, для некоторых птиц и животных большое количество хлористого натрия в декантате может оказаться неприемлемым (из-за "пересоленности" декантата, вызывающей к тому же повышенную потребность этих птиц и животных к воде после употребления изделий, изготовленных из "пересоленного" декантата). Для других птиц и животных большое количество магния сернокислого может оказаться неприемлемым из-за приобретения декантатом свойств слабительного препарата. Наиболее приемлемое для всех взрослых птиц и животных соотношение указанных солей - приблизительно равные их, например весовые, доли в смеси.

Количество частиц масличного сырья в каждой конкретной партии фуза определяют лабораторно, по взятым образцам. Применительно к каждой конкретной партии перерабатываемого фуза, то есть в зависимости от количества находящихся в нем частиц масличного сырья, от вида этого сырья и его характеристик, от назначения продукции, которую будут изготавливать из полученного декантата, выбирают вид и количество ингредиентов в водный раствор коагулянта (например, для кондитерских изделий могут преобладать сахара, для премиксов и кормовых добавок животным - хлористый натрий, и т.п.).

Наиболее оптимальное количество коагулянта для подсолнечного фуза 70-80% от массы частиц масличного сырья, находящихся в перерабатываемом фузе. Для других видов масличного сырья оптимальное количество коагулянта может быть в пределах 40-95% от массы его частиц в фузе.

Следует особо отметить, что декантат сам по себе как наполнитель, содержит большое количество полезных веществ (хлористый натрий, сахар, кальций, фосфор, железо, цинк, медь, марганец, кобальт, каротин, токоферол, тиамин, рибофлавин, холин, лизин, триптофан, метонин, протеин, другие витамины и амникислоты, клетчатку и т.д.) и является очень ценным наполнителем для изготовления пищевых и лекарственных препаратов как для птиц и животных, так и для человека.

Водный раствор коагулянтов (коагулянты - вещества, введение которых в жидкость, содержащую мелкие взвешенные частицы масличного сырья, вызывает слипание этих частиц и быстрое выпадение их в осадок) хорошо перемешивают с фузом в емкости-разделителе, чем обеспечивают контакт коагулянтов со всеми имеющимися в фузе частицами масличного сырья для быстрой их коагуляции (коагуляция - слипание коллоидных частиц масличного сырья при их сталкивании в процессе естественного броуновского движения в фузе или принудительного перемешивания фуза). Ставшие более плотными (впитавшие в себя коагулянт) и более объемными слипшиеся частицы масличного сырья легко и быстро осаждаются на дно емкости-разделителя и фуз быстро разделяется на масло (в верхнем слое) и на осадок (декантат) из слипшихся частиц масличного сырья (в нижнем слое).

Перемешивать фуз и коагулянт в емкости-разделителе могут различными технологиями и устройствами.

Хорошее перемешивание можно обеспечить, например, вертикальной циркуляцией всей массы фуза и коагулянта в емкости-разделителе с развитой турбулентностью. Для этого коагулянт впрыскивают насосом в нижний слой фуза потоком с напором, не менее чем в 2-10 раз превышающим напор вертикального столба фуза в емкости-разделителе и с соответствующим достаточным расходом. Таких потоков может быть несколько (например, два), и все они должны быть направлены радиально, от центра емкости к ее стенкам, в диаметрально противоположные стороны, снизу вверх, под углом к горизонту не менее угла наклона собирающего фуз дополнительного днища емкости (близким к этому углу). Для продолжения (поддержания) циркуляции фуза и коагулянта в емкости с развитой турбулентностью сразу после окончания впрыска в фуз требуемого количества коагулянта по этому же трубопроводу в нижний слой фуза в емкость-разделитель начинают впрыскивать жидкость, которую забирают из верхнего слоя этой же емкости-разделителя (начинают кольцевую перекачку содержимого емкости-разделителя).

Радиальный поток впрыскиваемой жидкости на всю глубину своего внедрения в фуз, то есть до окончания кинетической энергии струи, должен иметь такой расход и напор, чтобы захватывать и вовлекать в движение смежные слои жидкости всей плоскости диаметра емкости-разделителя, что в свою очередь будет приводить к интенсивному массообмену жидкости в вертикальном и горизонтальном направлениях во всем объеме емкости-разделителя (на чертеже установки, реализующей предложенный способ, в левой емкости показано стрелками циркуляционное движение жидкости от действия такой напорной струи).

Хорошее перемешивание, обеспечивающее контакт каждой частицы масличного сырья в фузе с коагулянтом, можно обеспечить также с помощью естественной гравитации, для чего коагулянт подают на всю площадь верхнего слоя фуза в емкости-разделителе дождевыми каплями-струйками из специального разбрызгивателя-распылителя. Более тяжелый по отношению к фузу и к маслу коагулянт (водный раствор ингредиентов) под действием земного притяжения упорядоченно по всей плоскости зеркала емкости-разделителя опускается на ее дно, по пути контактирует со всеми частицами масличного сырья, впитывается в них и коагулирует их (слепляет мелкие частицы масличного сырья в более крупные, которые быстро выпадают в осадок в нижние слои емкости-разделителя).

Достаточно хорошее перемешивание можно обеспечить также различными механическими приспособлениями, например рамкой с лопатками, приводимой во вращение в горизонтальной плоскости электромотором через редуктор или цепную передачу со скоростью, например, не менее 30 об/мин и с реверсом направления вращения, например, не реже одного раза в минуту. Реверс направления вращения рамки с лопатками (изменение направления вращения на противоположное) необходим в связи с тем, что при достаточно долгом ее вращении в одном направлении, фуз и коагулянт разгоняются и тоже начинают вращаться в этом же направлении и с такой же скоростью, как и рамка с лопатками, что значительно ухудшает перемешивание ингредиентов. Для улучшения перемешивания периодически меняют направление вращения рамки с лопатками на противоположное (например, вначале вращают рамку с лопатками по часовой стрелке, затем против часовой стрелки).

После коагуляции частиц масличного сырья смесь некоторое непродолжительное время отстаивают до ее разделения на масло (в верхней части емкости-разделителя) и на осадок (декантат) из слипшихся частиц масличного сырья (в нижней части емкости).

Отстоявшееся масло сливают (декантируют) из верхней части емкости (самотеком или откачивают насосом) через фильтр и/или через центрифугу в емкость с маслом, чем дополнительно очищают полученное из фуза масло, а выпавшие в осадок частицы масличного сырья (декантат) выгружают из нижней части емкости через ее горловину вращающимся в горизонтальной плоскости шнеком (винтовым конвейером) и отправляют потребителям и/или на изготовление на его основе как наполнителя различной продукции (например, кормовой добавки птицам и животным, различных ветеринарных фармакологических препаратов, различных кондитерских изделий и т.п.).

Для улучшения выгрузки частиц масличного сырья (декантата) перемешивающую рамку с лопатками и выгружающий шнек вращают в противоположные стороны, причем шнек вращают со скоростью не менее скорости вращения рамки с лопатками.

Декантат могут перерабатывать в различные виды продукции, не выгружая его из емкости-разделителя фуза (непосредственно после откачки масла из верхнего слоя) и используя технологии и механизмы перемешивания и выгрузки, которые используются для перемешивания фуза с коагулянтом и выгрузки декантата.

При изготовлении долго хранящихся кормовых добавок в декантат добавляют смесь нескольких антиоксидантов и нескольких антисептиков в количестве 0,01-0,5% от массы декантата.

Антиоксиданты (антиокислители) добавляют в декантат для предотвращения окислительных процессов технических жиров, витаминов, других веществ, которые под действием кислорода воздуха и света особенно в присутствии катализаторов (солей железа, меди и др.), быстро расщепляются и снижают питательную ценность.

В качестве антиоксиданта используют смесь нескольких ингредиентов, например, бутилокситолуола, бутилоксианизола, сантохина, дилудина, 2,6-дитрет-бутил-4-нонилфенола, 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин-этоксихина, 2,6-диметил-3,5-дикарбэтокси-1,4-дигидроксипиридина и др. Количество видов и весовое количество указанных ингредиентов в смеси назначают в зависимости от количества видов и объема содержащихся в декантате и в премиксе сохраняемых веществ. Например, бутилокситолуол и бутилоксианизол в дозировке 0,02% от массы кормовой добавки лучше остальных предохраняют от окисления (стабилизируют) пищевые жиры. Сантохин и дилудин в дозировке 0,15% от массы кормовой добавки лучше остальных стабилизируют каротин и т.д.

Использование смеси антиоксидантов, а не отдельных (единичных) их видов повышает качество кормовой добавки.

В качестве антисептика для улучшения обеззараживания кормовой добавки тоже используют смесь нескольких ингредиентов, например полигексаметиленгуанидин-хлорида и дидецилдиметил-аммония, например, в равной пропорции (некоторые вредные микроорганизмы лучше уничтожает первый из вышеуказанных ингредиентов, а некоторые второй).

Использование смеси антисептиков улучшает качество обеззараживания кормовой добавки.

При изготовлении ветеринарных фармакологических препаратов (например, премиксов) в декантат (как в наполнитель) добавляют необходимое количество нужных биологически активных веществ, витаминов, микроэлементов, антибиотиков, других необходимых птицам и животным пищевых и лечебных ингредиентов.

Вид и количество добавляемых в декантат (как в наполнитель) ингредиентов зависит не только от рода и качества масличного сырья (подсолнух, кукуруза, соя и т.д.), но и от вида и возраста животных, которым намечают использовать изготовленные кормовую добавку, ветеринарные фармакологические препараты. Птенцам, поросятам, телятам, взрослым особям птиц и животных требуются разные ингредиенты и даже разное количество одинаковых ингредиентов, в связи с чем рецепты кормовых добавок и ветеринарных фармакологических препаратов по составу и по количеству ингредиентов выбирают в каждом конкретном хозяйстве применительно к имеющимся условиям, видам, возрасту, полу подкармливаемых птиц и животных.

Рецептуру ветеринарных фармакологических препаратов (например, премиксов) разрабатывают также на основе знаний о потребности различных половых и возрастных групп различных видов птиц и животных, уровня продуктивности с учетом состава рациона и питательности кормов, а также с учетом характеристик наполнителя.

Ветеринарные фармакологические препараты и премиксы по составу (рецептуре) делятся на витаминные, антибиотические, минеральные, белковые, лечебные, комплексные.

При изготовлении кондитерских изделий в декантат (как в наполнитель), добавляют требуемое количество сахаров (сиропов), ароматизирующих и других необходимых веществ и ингредиентов и используют смесь, например, как начинку для карамелей и конфет.

Имеется достаточно большое количество премиксов, ветеринарных фармакологических препаратов, изделий кондитерской промышленности, могут и будут появляться новые, поэтому их рецепты составляют и заказывают переработчику фуза соответствующие специалисты (ветеринары-биологи, кондитеры, зоотехники и др. ) в каждом конкретном случае применительно к потребителю, масличному сырью (фузу), местным условиям.

Вышеуказанные смеси ингредиентов тщательно перемешивают с наполнителем (декантатом), разделяют по весу или по объему на требуемые порции, герметично упаковывают каждую порцию, после чего отправляют потребителям.

Предложенный способ позволяет предохранить от порчи основную массу масла, сохранить весь полученный при производстве растительного масла фуз и использовать его для получения из него качественного пищевого масла, долго хранящейся кормовой добавки птицам и животным, различных ветеринарных фармакологических препаратов (например, премиксов), различных кондитерских изделий, упростить производство и улучшить технику безопасности производства переработки фуза.

Известна установка для переработки фуза, содержащая камеру его разделения на масло и на частицы масличного сырья (осадок) с помощью гидромеханизации и гравитации после нагрева до высокой температуры (на 60 градусов Цельсия выше температуры свертываемости белков), и добавки в фуз нагретого до такой же высокой температуры одиночного (единичного) активатора в виде единичных солей щелочных или щелочноземельных металлов с последующим добавлением в осадок одного (единичного) антиоксиданта и одного (единичного) антисептика (заявка 96110789/13(016613) от 29.05.1996 г., по которой есть положительное решение о выдаче патента).

Недостатками известной установки являются большие энергетические и материальные затраты на нагрев фуза и активатора до высокой температуры и на длительную выдержку фуза при этой высокой температуре, большая трудоемкость и повышенная опасность работы с сильно нагретыми конструкциями и материалами, ухудшение качества масла и декантата из-за уничтожения высокой температурой витаминов и других находящихся в них полезных веществ, небольшая номенклатура получаемой из декантата продукции, в связи с чем известная установка не нашла распространения.

Целью предложенного изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, то есть улучшение качества масла и декантата, уменьшение энергозатрат и улучшение техники безопасности переработки фуза, расширение номенклатуры продукции, изготавливаемой из декантата.

Поставленная цель достигается тем, что емкости фуза и водного раствора активатора (коагулянта) теплоизолированы от окружающей среды (атмосферы), хорошее перемешивание компонентов обеспечивается путем применения специальных технологий и устройств, отстоявшееся масло дополнительно очищается фильтром или центрифугой, полученная смесь специальными устройствами легко выгружается из емкости, расфасовывается по весу или по объему и герметично упаковывается.

Совокупность существенных признаков предложенной установки проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что облегчают и удешевляют технологию переработки фуза, повышают качество масла и декантата, улучшают технику безопасности переработки фуза и декантата, расширяют номенклатуру изделий из декантата, улучшают качество этих изделий.

Таким образом, совокупность существенных признаков предложенной установки соответствует критерию "существенные отличия".

Схема установки приведена на чертеже.

Установка состоит из емкости 1 фуза, верхняя часть которой соединена трубопроводом 2 через запорный кран 3 с источником фуза и трубопроводом 4 через запорные краны 5 и 6 и насос 7 с фильтром 8 (центрифугой). Насос 7 должен быть специально приспособленным для перекачки вязких сред (декантата, кормовой добавки, ветеринарного фармакологического препарата). Емкость 1 оснащена нагревательным агрегатом 9 (например, пароводяным или электрическим). Один выход фильтра 8 (центрифуги) соединен трубопроводом 10 с емкостью 11 отделенного масла, а другой выход линией 12 (например, транспортером) с емкостью 13 отделенного декантата или изготовленной из него продукции (кормовой добавки, ветеринарного фармакологического препарата, кондитерских изделий и т. п. ). Емкость 11 (сборник отделенного масла) соединена также трубопроводом 14 через насос 15 и запорные краны 16 с верхней частью емкости 1 фуза. Заборный конец 17 трубопровода 14 выполнен гибким и закреплен на плавающем круге 18, расположенном на поверхности фуза в емкости 1. Плавающий круг 18 изготовлен из материала, удельный вес которого меньше удельного веса масла. Конфигурация торцов плавающего круга 18 повторяет стенки емкости 1, а диаметр круга 18 меньше диаметра емкости 1, например, на 5-50 мм (зазор по стенкам, чтобы плавающий круг 18 не заклинивал).

На основном (несущем) днище 19 емкости 1 монтировано дополнительное (направляющее слив декантата) днище 20, наклоненное под углом 5-50 градусов к горизонту, которое обеспечивает сток всего имеющегося в этой емкости 1 декантата к месту его отбора в фильтр 8 (центрифугу) и/или потребителю (к месту подсоединения трубопровода 4 к дополнительному днищу 20 емкости 1).

К емкости 1 фуза подсоединена трубопроводом 21 через запорный кран 22 и насос 23 емкость 24 с водным раствором активатора (коагулянта). Насос 23 должен иметь напор, не менее чем в 2-10 раз превышающий напор столба фуза в емкости 1. В нижней части емкости 24 монтирован нагреватель 25, например пароводяной или электрический. В нижней части емкости 1, непосредственно у днища, под углом к горизонту не менее угла установки дополнительного днища 20 радиально вверх от центра днища к стенкам емкости 1 монтирован выходной конец 26 трубопровода 21, диаметр которого (например, выходной диаметр сопла) должен быть не менее 0,01 диаметра емкости 1. Верхняя часть емкости 1 дополнительно соединена с емкостью 11 трубопроводом 27 через запорные краны 28 и фильтр 8 (центрифугу).

Верхняя и нижняя часть емкости 1 соединены между собой трубопроводами 14 и 21 через запорные краны 16, 22, 28, насос 15.

Для организации хорошего перемешивания на нижней стороне плавающего в емкости 1 круга 18 может быть подвешен (закреплен) равномерно подающий жидкость на все зеркало фуза в емкости 1 распылитель 29 (разбрызгиватель), который может быть выполнен, например, из трубчатой крестовины, или (как показано на чертеже) из нескольких трубчатых кольцевых коллекторов 30, установленных концентрично и соединенных между собой трубчатыми перемычками 31. Распылитель 29 (разбрызгиватель) имеет мелкие отверстия в нижней части (например, диаметром 0,2-2,0 мм) и соединен гибким трубопроводом 17 и трубопроводами 21 и 14 через запорные краны 16 и 22 с насосами 15 и 23 и попеременно может служить и как распылитель (разбрызгиватель) водного раствора активатора-коагулянта (от насоса 23 из емкости 24), и как заборник отстоявшегося масла при его сливе (насосом 15 в емкость 11, если распылитель 29 установлен на поплавке и если в емкости 1 перемешивание фуза с активатором производится гидравлически, насосом 23 или естественной гравитацией, а не механически рамкой 32 с лопатками 33).

Для организации хорошего перемешивания в емкости 1 фуза с коагулянтом, а также декантата с соответствующими ингредиентами может быть применен механический способ, например рамка 32 с закрепленными на ней лопатками 33, вращаемая в горизонтальной плоскости, например, реверсивным электромотором 34 через понижающий редуктор 35 (или цепную передачу). Рамка 32 жестко закреплена на полой, например выполненной из трубы, штанге 36, монтированной в подшипниках 37 соосно емкости 1.

Внутри полой штанги 36 соосно ей монтирован шнек 38, вращаемый электромотором 34 через паразитную шестерню в редукторе 35 в противоположную сторону относительно вращения рамки 32. Полая штанга 36 имеет окна-прорези 40, через которые декантат (или продукция, изготовленная на его основе) из емкости 1 попадает во внутреннюю полость штанги 36 и шнеком 38 (винтовым конвейером) выдавливается через горловину емкости 1 в емкость 13 (изготовленные кормовая добавка птицам и животным, ветеринарный фармакологический препарат (премикс), кондитерские изделия могут вместо емкости 13 расфасовываться по весу или по объему, подаваться в упаковку и герметизироваться).

Внутренние стенки емкостей 1 и 24 отделены от окружающей среды (от атмосферы) теплоизолятором 39, который препятствует их интенсивному охлаждению во время нагрева фуза и коагулянта до требуемой температуры.

Установка может иметь несколько параллельно соединенных емкостей 1 с фузом, которые могут работать поочередно, независимо друг от друга.

Установка работает следующим образом.

В первую емкость 1 по трубопроводу 2 через запорный кран 3 из нижней части емкостей-хранилищ масла подают отстоявшийся в них жидкий (вторичный) фуз, например, насосами, а из фильтров, центрифуг, прессов подают густой (первичный) фуз, например, транспортером, заполняют этими видами фуза емкость 1 до требуемого уровня, после чего переключают подачу фуза в следующую емкость 1, а фуз в первой емкости 1 нагревают нагревателем 9 до температуры ниже температуры сворачиваемости белков, содержащихся в частицах масличного сырья в фузе. Одновременно нагревателем 25 нагревают до такой же температуры активатор (коагулянт), находящийся в емкости 24.

Нагрев фуза и коагулянта производится за короткое время, так как емкости 1 и 24 теплоизолированы от окружающей среды (атмосферы) теплоизолятором 39. Нагретый коагулянт насосом 23 подают в емкость 1 по трубопроводу 21 и впрыскивают его в нагретый фуз, например (один из вариантов), через суженый конец 26 (например, в виде сопла) трубопровода 21, диаметр которого должен быть не менее 0,01 диаметра емкости 1, для того чтобы обеспечить достаточную энергетическую мощность впрыскиваемого потока. Ось конца 26 должна быть направлена радиально от центра емкости 1 к ее стенкам, снизу вверх, под углом к горизонту не менее угла наклона дополнительного днища 20. Истекающий из конца 26 мощный поток коагулянта захватывает близлежащие слои жидкости и создает в емкости 1 развитый турбулентный поток жидкости, циркулирующий в вертикальной плоскости, который обеспечивает хорошее перемешивание фуза и коагулянта (контакт всех частиц масличного сырья с впрыснутым в емкость 1 коагулянтом). Трубопровод 26 может быть выполнен раздвоенным на входе в емкость 1. В этом случае его концы должны быть расположены на днище 20 в диаметрально противоположных точках, чтобы создать в емкости 1 два развитых турбулентных потока жидкости (на чертеже циркуляция этих потоков в левой емкости 1 показана стрелками), улучшить смешение ингредиентов и ускорить процесс коагуляции и осаждения взвешенных частиц масличного сырья.

После окончания впрыска коагулянта емкость 24 отключают и насос 23 переключают запорными кранами 16 на перекачку жидкости из верхнего слоя емкости 1 в ее нижний слой, чтобы продолжить (поддержать в ней) циркуляцию развитого турбулентного потока (продолжить хорошее перемешивание фуза с коагулянтом).

Хорошее перемешивание фуза и коагулянта в емкости 1 можно также обеспечить механическими средствами (этот вариант смешения компонентов на чертеже изображен в правой крайней емкости 1). Рамка 32, жестко закрепленная на штанге 36, вращается штангой 36, установленной в подшипниках 37. Штанга 36 вращается реверсивным электромотором 34 через редуктор 35. Закрепленные на вращающейся рамке 32 лопатки 33 перемешивают фуз с коагулянтом, который подается в емкость 1 из емкости 24 насосом 23 через запорные краны 16, 22, распылитель 29 по трубопроводам 21, 14, 17. Для улучшения механического перемешивания направление вращения рамки 32 периодически, например не реже одного раза в минуту, меняют реверсивным электромотором 34 (или реверсом, расположенным, например, в редукторе 35) на противоположное (по часовой стрелке - против часовой стрелки), так как постепенно разгоняемая вращающимися лопатками 33 жидкость начинает вращаться в емкости 1 в том же направлении и с той же скоростью, что и рамка 32, и перемешивание фуза с коагулянтом ухудшается. Скорость вращения рамки 32 должна быть не менее 30 об/мин.

Контакт коагулянта со всеми частицами масличного сырья в фузе вместо рассмотренного выше принудительного перемешивания можно обеспечить за счет естественной гравитации. Для этого впрыск коагулянта из емкости 24 в фуз, находящийся в емкости 1, производится насосом 23 через запорные краны 16, 22, распылитель 29 по трубопроводам 21, 14, 17 (этот вариант перемешивания на чертеже изображен на средней емкости 1). В этом варианте коагулянт через мелкие отверстия в распылителе 29 попадает в верхний слой фуза в емкости 1, контактирует и быстро впитывается находящимися там частицами масличного сырья, ускоряет коагуляцию частиц масличного сырья, которые слипаются, укрупняются и быстро оседают на дно, а новые порции более тяжелого (чем фуз и масло) коагулянта, поступающего из распылителя 29, опускаются через освобожденное от частиц сырья масло, контактируют и впитываются ниже расположенными в фузе частицами масличного сырья и тоже осаждаются на дно емкости 1.

Через требуемое время, когда закончится коагуляция всех частиц масличного сырья, отстоявшееся масло перекачивают насосом 15 по трубопроводу 14 через запорные краны 16 и 28 в емкость 11. Гибкий (заборный) трубопровод 17 (конец трубопровода 14), закрепленный на плавающем круге 18, опускается в емкости 1 по мере откачки масла и постоянно обеспечивает надежный забор перекачиваемого масла. Плавающий круг 18 дополнительно изолирует масло от кислорода воздуха в емкости 1, то есть предохраняет его от окисления (помогает сохранить качество масла).

Количество и длительность перекачки масла контролируют и регулируют известными средствами (уровнемерами, сигнализаторами и т.п.). Откачку масла производят не напрямую в емкость 11, а через фильтр 8 (центрифугу), чтобы очистить его от оставшихся частиц масличного сырья.

После слива из верхней части емкости 1 отстоявшегося масла насосом 7 по трубопроводу 4 через запорные краны 5 и 6 перекачивают отстой фуза (декантат) из нижней части емкостей 1 в емкость 13. Перекачку декантата могут осуществлять через фильтр 8 (центрифугу), где могут дополнительно разделять его на масло и на частицы масличного сырья. В этом случае отделенное фильтром 8 (центрифугой) масло по трубопроводу 10 направляют в емкость-сборник 11, а частицы масличного сырья направляют в емкость 13. Перекачку декантата после слива отстоявшегося масла из емкости 1 могут производить сразу в емкость 13 для его дальнейшей переработки и/или для продажи его потребителю (минуя фильтр 8). Для выполнения этой операции (перекачки) насос 7 должен иметь характеристики насоса перекачки вязких сред.

Наклонное к горизонту дополнительное днище 20 обеспечивает сток и подачу всего имеющегося в емкостях 1 декантата к месту его отбора в трубопровод 4, так как остаток декантата при долгом хранении в емкости 1 может испортить вновь заправляемый в эти емкости свежий фуз.

При необходимости дальнейшей переработки полученного в емкости 1 декантата (без его слива в емкость 13) в него добавляют или необходимое количество смеси нескольких антиоксидантов, смеси нескольких антисептиков и получают долго хранящуюся кормовую добавку птицам и животным, или необходимое количество смеси микроэлементов, витаминов, других питательных и лечебных ингредиентов и получают ветеринарные фармацевтические препараты (премиксы), или необходимое количество смеси сахаров, ароматических веществ, другие необходимые ингредиенты и получают кондитерские изделия (например, начинку для карамелей и конфет). Указанные ингредиенты в каждом случае перемешивают с наполнителем (декантатом) рамкой 32 с лопатками 33 (для этой операции варианты перемешивания, приведенные на чертеже, в левой крайней и в средней емкостях 1 могут оказаться неприемлемыми, так как декантат может оказаться чересчур вязким), выгружают его шнеком 38, разделяют полученную продукцию по весу или по объему на требуемые порции, герметично упаковывают каждую порцию, после чего отправляют потребителям.

Выгрузку декантата и/или полученного из него продукта из емкости 1, оснащенной рамкой 32, осуществляют с помощью шнека 38, расположенного в полой штанге 36. Декантат и/или продукт из емкости 1 через прорези 40 (окна в полой штанге 36) попадают в середину полой штанги 36 и вращающимся шнеком 38 (винтовым конвейером) выталкиваются через горловину емкости 1 в емкость 13 или через запорные краны 5, 6, 28, насос 7, фильтр 8 в емкость 11. Для ускорения выгрузки декантата рамка 32 с лопатками 33 может вращаться в противоположную сторону (относительно вращения шнека 38), что обеспечивается редуктором 35, например, через паразитную шестерню или отдельным приводом от другого редуктора или даже от другого электромотора.

Температуру нагрева фуза и коагулянта, время выдержки фуза в емкостях, объем и конструкцию емкостей, расположение точек (кранов) выгрузки масла и декантата (конечной продукции) из них, производительность и характеристики насосов, фильтров (центрифуги), количество и вид смеси солей щелочных и/или щелочноземельных металлов, количество и вид смесей антиоксидантов, антисептиков, микроэлементов, витаминов, антибиотиков, сахаров, ароматизаторов, других необходимых ингредиентов и т.д. выбирают в каждом конкретном случае применительно к конкретным условиям местности и климата, особенностям производства, характеристикам и особенностям частиц масличного сырья, виду и возрасту птиц и животных, которым будут давать кормовую добавку и ветеринарные фармакологические препараты, в полном соответствии с нормам и ГОСТам приготовления пищевых продуктов для человека.

Предложенная установка позволяет увеличить количество получаемого из фуза масла, сохранить его качество, весь полученный фуз использовать для получения качественной, целебной, долго хранящейся продукции, расширить номенклатуру этой продукции.

Формула изобретения

1. Способ переработки отстоя растительного масла (фуза), включающий его нагрев, введение в него нагретого коагулянта, перемешивание, гравитационное разделение полученной смеси на слой масла и слой частиц масличного сырья (декантат), декантацию масла, отличающийся тем, что фуз нагревают до температуры ниже температуры свертывания белков, а вводимый в него коагулянт нагревают до температуры выше температуры свертывания белков, при этом коагулянт вводят массой, не превышающей массу имеющихся в фузе частиц масличного сырья, и с температурой, обеспечивающей температуру их конечной смеси, не превышающую температуру свертывания белков, перемешиванием обеспечивают контакт коагулянта со всеми частицами масличного сырья, после гравитационного разделения смеси на верхний слой масла и на нижний слой декантата, масло из верхнего слоя декантируют через фильтр и/или через центрифугу в сборник-хранилище, а декантат из нижнего слоя используют как наполнитель для изготовления пищевых и/или фармацевтических изделий путем добавления в него требуемого количества соответствующих ингредиентов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют 0,2-0,4%-ный водный раствор смеси двух или более ингредиентов, например хлористого натрия, хлористого кальция, магния сернокислого, сахаров, в требуемой, например, в равной пропорции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание фуза с коагулянтом при его разделении на масло и декантат и/или перемешивание декантата с ингредиентами при изготовлении из него пищевых и/или фармацевтических изделий производят механическими приспособлениями, например, вращающейся со скоростью не менее 30 об/мин в горизонтальной плоскости рамкой с лопатками, при этом направление вращения рамки периодически, например, не реже чем один раз в минуту, меняют на противоположное.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выгрузку из емкости декантата и/или изготовленных из него пищевых и фармакологических изделий производят шнеком (винтовым конвейером), который вращают в горизонтальной плоскости над выходной горловиной емкости.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что одновременно со шнеком вращают перемешивающую рамку с лопатками, при этом шнек вращают со скоростью не менее скорости вращения рамки и в направлении, противоположном направлению ее вращения.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание фуза с коагулянтом производят направленным снизу емкости вверх потоком коагулянта с напором, не менее чем в 2-10 раз превышающим напор столба фуза в емкости, и с расходом, обеспечивающим развитую турбулентную циркуляцию жидкости в емкости в вертикальной плоскости, а после окончания впрыска коагулянта указанную развитую турбулентную циркуляцию поддерживают перекачиванием насосом смеси компонентов из верхнего слоя емкости в нижний с напором и расходом не менее, чем при впрыске коагулянта.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание фуза с коагулянтом осуществляют с помощью естественной гравитации, для чего более плотный коагулянт равномерно подают на всю поверхность верхнего слоя менее плотного фуза в емкости, например, в виде дождевидных струй-капель, которые под действием гравитации постепенно опускаются из верхнего слоя фуза в нижний, контактируют по пути своего движения со всеми частицами масличного сырья в фузе и ускоряют их коагуляцию.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в декантат, как в наполнитель, вводят в требуемом количестве необходимые вкусовые и привлекающие ингредиенты, например сахар (сироп), соль, ароматизирующие вещества, красители, другие необходимые ингредиенты, перемешивают их, и полученную смесь используют для изготовления кондитерских изделий, например, в качестве начинки для конфет и карамелей.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в декантат, как в наполнитель, вводят требуемое количество необходимых питательных и лечебных ингредиентов, например биологически активных веществ, витаминов, микроэлементов, антибиотиков, веществ с лечебным, профилактическим, биостимулирующим действием, других необходимых питательных и/или лечебных ингредиентов, перемешивают их с наполнителем до получения однородной смеси, после чего выгружают полученную смесь из емкости, расфасовывают ее по весу или по объему на требуемые порции, герметизируют упаковку и направляют потребителю как ветеринарные фармакологические препараты (например, премиксы).

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в декантат, как в наполнитель, вводят смесь двух или более антиоксидантов, например бутилоксианизола, бутилокситолуола, сантохина, дилудина, 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин-этоксихина, 2,6-дитретбутил-4-нонилфенола, 2,6-диметил-3,5-дикарбэтокси-1,4-дегидроксипиридина, которую готовят в сочетаниях и в пропорциях, соответствующих количеству видов и объему содержащихся в декантате окисляющихся веществ, смесь двух или более антисептиков, например полигексаметиленгуанидин-хлорида и дидецилдиметил-аммония-бромид-карбамит-кларата, в требуемой, например, в равной пропорции, перемешивают ингредиенты до получения однородной смеси, после чего выгружают полученную смесь из емкости, расфасовывают ее по весу или по объему на требуемые порции, упаковывают, герметизируют упаковку и направляют потребителю как долго хранящуюся кормовую добавку птицам и животным.

11. Установка для переработки отстоя растительного масла (фуза), содержащая емкость фуза с нагревателем, соединенную трубопроводом через запорные краны и насос с емкостью коагулянта, отличающаяся тем, что емкость фуза отделена от окружающей среды теплоизоляцией и оснащена, дополнительно к основному днищу, внутренним днищем в виде усеченного конуса, монтированного вершиной вниз, образующая которого наклонена к горизонту под углом 5-50°, основание равно диаметру несущего днища емкости, а диаметр усеченной вершины равен диаметру выходного отверстия емкости.

12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что емкость фуза оснащена фигурной рамкой с лопатками, жестко закрепленной на вертикальной штанге, монтированной в подшипниках соосно емкости и вращаемой в горизонтальной плоскости, например, реверсивным электромотором, через редуктор или цепную передачу.

13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что штанга крепления рамки с лопатками выполнена полой, например, в виде трубы с продольными прорезями-окнами, внутри которой соосно монтирован шнек (винтовой конвейер) выгрузки декантата и изготовленных из него изделий, вращаемый, например, электромотором через редуктор.

14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что шнек (винтовой конвейер) соединен с приводом вращения перемешивающей рамки через паразитную шестерню, обеспечивающую его вращение в сторону, противоположную вращению рамки.

15. Установка по п.11, отличающаяся тем, что выходной конец трубопровода подачи коагулянта в фуз монтирован в нижней части емкости фуза, непосредственно у ее днища, выходом наклонно вверх, причем радиально от центра днища к стенке емкости, и имеет диаметр выходной части не менее 0,01 диаметра емкости фуза.

16. Установка по любому из пп.11 и 15, отличающаяся тем, что выходной конец трубопровода подачи коагулянта в емкость фуза наклонен в вертикальной плоскости под углом к горизонту не менее угла наклона дополнительного днища емкости фуза.

17. Установка по любому из пп.11 и 15, отличающаяся тем, что емкость фуза оснащена несколькими, например двумя, трубопроводами подачи коагулянта, выход из которых направлен в диаметрально противоположные стороны от центра днища к стенкам емкости.

18. Установка по любому из пп.11 и 15, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя части емкости фуза соединены между собой трубопроводом через запорные краны, насос, выходной конец трубопровода впрыска коагулянта в емкость фуза.

19. Установка по п.11, отличающаяся тем, что верхняя часть емкости фуза соединена трубопроводом через запорный кран, насос, фильтр и/или центрифугу с емкостью масла.

20. Установка по п.11, отличающаяся тем, что в верхней части емкости фуза, параллельно горизонту, монтирован распылитель (разбрызгиватель), соединенный через запорный кран и насос с емкостью коагулянта и равномерно подающий коагулянт на всю поверхность верхнего слоя фуза в емкости дождевидными каплями-струями.

21. Установка по любому из пп.11 и 20, отличающаяся тем, что распылитель коагулянта выполнен в виде крестовины или в виде нескольких разных по диаметру и концентрично расположенных трубчатых колец, соединенных между собой радиальными трубчатыми перемычками, и монтирован на плавающем круге таким образом, что может выполнять роль заборника жидкости из всей плоскости в верхней части емкости, для чего он закреплен на плавающем круге и через запорный кран подсоединен к гибкому трубопроводу перекачки жидкости из верхней части емкости фуза в емкость масла и/или в нижнюю часть емкости фуза.

22. Установка по п.11, отличающаяся тем, что она оснащена несколькими емкостями отстоя растительного масла (фуза), монтированными и соединенными трубопроводами с запорными кранами параллельно, таким образом, что каждая из них имеет возможность работать самостоятельно, например, поочередно.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 02.11.2006

Извещение опубликовано: 27.01.2008        БИ: 03/2008

---