一种回收大豆多糖生产中精馏塔釜液营养成分的系统转让专利
申请号 : CN202010224943.8
文献号 : CN111330531B
文献日 : 2021-08-17
发明人 : 丁明洁 , 刘丽华 , 宋成建 , 李银峰 , 王宁 , 陈湘 , 张增志 , 郭易政 , 李梦悦
申请人 : 河南城建学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种回收大豆多糖生产中精馏塔釜液营养成分的系统,其特征在于:该系统包括釜液浓缩罐(1)、美拉德反应器(2)和喷雾干燥器(3),其中,精馏塔釜液先进入釜液浓缩罐(1)经过浓缩后形成浓缩液,浓缩液经过第一膜分离器去除其内的盐分和色素后,进入到美拉德反应器(2)内进行美拉德反应,反应后的混合液经过第二膜分离器过滤后进入到喷雾干燥器(3)内进行喷雾干燥,最终获得浅褐色的粉末状产品;所述釜液浓缩罐(1)包括上部具有可拆卸顶盖的封闭浓缩罐体(101),在顶盖上设置有气压阀(102),浓缩罐体(101)内设置有若干大小相同的浓缩锅(4),且浓缩锅(4)之间具有间隙;
每个所述浓缩锅(4)包括顶部敞开、底部为弧形的锅体(401),锅体(401)的侧壁和底壁为具有加热空腔(403)的中空结构,通过向加热空腔(403)内注入蒸汽,对锅体(401)内的釜液加热浓缩,加热空腔(403)的上部具有连通孔,该连通孔与锅体(401)内壁设有的排气管(404)连接,排气管(404)底端延伸至锅体(401)内的底部,并与环绕锅体(401)内壁的蒸汽排放管(405)连通,在蒸汽排放管(405)上沿其长度方向具有两排排气孔,这两排排气孔分别倾斜朝向锅体(401)的中心的上方和下方;锅体(401)的顶部具有通过排液支管(1051)向其内注入釜液的釜液注入管(105)和通过抽液支管(1061)抽出锅体(401)内浓缩液的浓缩液抽出管(106);
所述浓缩罐体(101)底壁为具有蒸汽缓冲腔(107)的中空结构,且每个所述浓缩锅(4)的锅体(401)内的加热空腔(403)均通过进气支管(109)与蒸汽缓冲腔(107)连通,蒸汽缓冲腔(107)则通过蒸汽进管(108)与外部的蒸汽源连通。
2.根据权利要求1所述的一种回收大豆多糖生产中精馏塔釜液营养成分的系统,其特征在于:所述浓缩罐体(101)为圆柱形,所有的浓缩锅(4)均围绕浓缩罐体(101)的中心排布成若干层,每一层的浓缩锅(4)形成以浓缩罐体(101)中心为圆心的圆形,且相邻浓缩锅(4)之间具有间隙,相邻层的浓缩锅(4)之间也具有间隙;每一层所有的浓缩锅(4)均共用同一根的釜液注入管(105)和浓缩液抽出管(106),釜液注入管(105)和浓缩液抽出管(106)均为环形管,每一层浓缩锅(4)的釜液注入管(105)和浓缩液抽出管(106)均与浓缩罐体(101)中心处设有的釜液注入总管(103)和浓缩液抽出总管(104)连通,且釜液注入总管(103)和浓缩液抽出总管(104)处于浓缩罐体(101)内的一端封闭,另一端伸出浓缩罐体(101)后分别连接两个液体泵,以通过这两个液体泵实现釜液的注入和浓缩液的抽出。
3.根据权利要求1所述的一种回收大豆多糖生产中精馏塔釜液营养成分的系统,其特征在于:每个所述锅体(401)内的排液支管(1051)和抽液支管(1061)上均设置电磁阀,且这些电磁阀均由一PLC智能控制器控制通断,在每个所述锅体(401)内均设置有监测其内釜液高度的液位传感器,且该液位传感器标注三个液位高度,即液位最高点H、液位最低点L和液位中间点M,其中,也为最高点H表示锅体(401)内所盛釜液的最大容积,液位最低点L表示锅体(401)内所盛釜液的最小容积,液位中间点M表示锅体(401)内容积为最大容积1/3时的液位高度;液位传感器将监测的液位数据传递给PLC智能控制器,以使PLC智能控制器依据监测的液面高度来控制排液支管(1051)和抽液支管(1061)上电磁阀的开启或关闭。
4.根据权利要求1所述的一种回收大豆多糖生产中精馏塔釜液营养成分的系统,其特征在于:每个所述锅体(401)的底部均由至少三根的支腿(402)将其支撑在浓缩罐体(101)的底壁上,且使锅体(401)的底壁和浓缩罐体(101)的底壁之间形成间隙。
说明书 :
一种回收大豆多糖生产中精馏塔釜液营养成分的系统
技术领域
背景技术
于豆渣一般也是再次加工利用的;
收乙醇后,这40%的豆渣组分就转移到了精馏塔的釜液中;
营养价值很高的有机质组分,具有很好的食品营养和保健功能,处理后排放就造成了营养
成分的浪费。
发明内容
的系统,该系统通过对釜液的浓缩、膜分离除杂和喷雾干燥等工艺流程,最后将豆渣中的营
养成分浓缩成食品级的干粉,从而可以直接用于食品中的添加剂,不仅实现了对于釜液中
营养成分的利用,防止了营养成分的流失和浪费,而且变废为宝,节省了釜液处理成本的同
时,实现了额外的经济创收。
塔釜液先进入釜液浓缩罐经过浓缩后形成浓缩液,浓缩液经过第一膜分离器去除其内的盐
分和色素后,进入到美拉德反应器内进行美拉德反应,反应后的混合液经过第二膜分离器
过滤后进入到喷雾干燥器内进行喷雾干燥,最终获得浅褐色的粉末状产品。
间具有间隙;
部具有连通孔,该连通孔与锅体内壁设有的排气管连接,排气管底端延伸至锅体内的底部,
并与环绕锅体内壁的蒸汽排放管连通,在蒸汽排放管上沿其长度方向具有两排排气孔,这
两排排气孔分别倾斜朝向锅体的中心的上方和下方;锅体的顶部具有通过排液支管向其内
注入釜液的釜液注入管和通过抽液支管抽出锅体内浓缩液的浓缩液抽出管;
连通。
邻浓缩锅之间具有间隙,相邻层的浓缩锅之间也具有间隙;每一层所有的浓缩锅均共用同
一根的釜液注入管和浓缩液抽出管,釜液注入管和浓缩液抽出管均为环形管,每一层浓缩
锅的釜液注入管和浓缩液抽出管均与浓缩罐体中心处设有的釜液注入总管和浓缩液抽出
总管连通,且釜液注入总管和浓缩液抽出总管处于浓缩罐体内的一端封闭,另一端伸出浓
缩罐体后分别连接两个液体泵,以通过这两个液体泵实现釜液的注入和浓缩液的抽出。
测其内釜液高度的液位传感器,且该液位传感器标注三个液位高度,即液位最高点H、液位
最低点L和液位中间点M,其中,也为最高点H表示锅体内所盛釜液的最大容积,液位最低点L
表示锅体内所盛釜液的最小容积,液位中间点M表示锅体内容积为最大容积1/3时的液位高
度;液位传感器将监测的液位数据传递给PLC智能控制器,以使PLC智能控制器依据监测的
液面高度来控制排液支管和抽液支管上电磁阀的开启或关闭。
中,并通过喷液板底部分布的若干雾化喷头均匀喷洒到筒体内;
孔,且这些喷孔倾斜向上,从而使空心管内通入的干燥蒸汽,经这些喷孔喷出后,形成圆锥
形的向上蒸汽幕,进而与雾化喷头喷出的雾状釜液相遇并对比进行干燥;
成的干粉在蒸汽喷射管上堆积。
源连通;
加热汽管道后由一电机带动的减速机驱动其转动,传动轴的底端通过连接杆带动位于接料
部内壁上的刮板沿接料部内壁移动,从而将接料部内壁上的干粉刮掉使其经干粉出料口排
出。
液中营养成分的利用,防止了营养成分的流失和浪费,而且变废为宝,节省了釜液处理成本
的同时,实现了额外的经济创收;
质,而采用蒸汽加热,不仅温度控制更加柔和,更关键的是,蒸汽在加热过程中产生的湿润
感,能够使可溶性多糖、膳食纤维等不容易被高温所破坏;
喷孔,这样在向空心管内注入蒸汽时,蒸汽通过喷孔喷出,在筒体内形成向上的圆锥形蒸汽
幕,进而与釜液相遇并进行干燥,提高干燥效率的同时,也不会使其中的营养成分焦糊。
附图说明
蒸汽缓冲腔,108、蒸汽进管,109、进气支管,2、美拉德反应器,201、蒸汽入口,202、蒸汽出
口,3、喷雾干燥器,301、筒体,302、蒸汽喷射管,303、接料部,304、干粉出料口,305、喷液板,
306、釜液进口管,307、加热汽管道,308、传动轴,309、刮板,3010、减速机,3011、环形挡板,
3012、排气阀,4、浓缩锅,401、锅体,402、支腿,403、加热空腔,404、排气管,405、蒸汽排放
管,5、反应管,501、弧形引导板,502、釜液进液管,503、釜液排出管,504、第一开口,6、扩容
管,601、分隔块,602、第二开口,603、左蒸汽支管,604、右蒸汽支管,605、蒸汽包管,7、辅料
注入管,701、分支管道,8、液压腔,801、液压接管,9、条形腔,901、腔体,902、滑块,903、连接
通道,904、连接杆,905、液体通过孔区。
具体实施方式
后形成浓缩液,浓缩液经过第一膜分离器去除其内的盐分和色素后,进入到美拉德反应器2
内进行美拉德反应,反应后的混合液经过第二膜分离器过滤后进入到喷雾干燥器3内进行
喷雾干燥,最终获得浅褐色的粉末状产品。
器2内反应温度不超过80‑120℃;膜分离器的主要作用是为了过滤其中的盐、色素和怪味
等。
101,在顶盖上设置有气压阀102,浓缩罐体101内设置有若干大小相同的浓缩锅4,且浓缩锅
4之间具有间隙;
缩,加热空腔403的上部具有连通孔,该连通孔与锅体401内壁设有的排气管404连接,排气
管404底端延伸至锅体401内的底部,并与环绕锅体1内壁的蒸汽排放管405连通,在蒸汽排
放管405上沿其长度方向具有两排排气孔,这两排排气孔分别倾斜朝向锅体401的中心的上
方和下方;锅体401的顶部具有通过排液支管1051向其内注入釜液的釜液注入管105和通过
抽液支管1061抽出锅体401内浓缩液的浓缩液抽出管106,排液支管1051的底端倾斜朝向锅
体401的侧壁上部,抽液支管1061的底端延伸至锅体401的底部;
过蒸汽进管108与外部的蒸汽源连通。
101的中心排布成若干层,每一层的浓缩锅4形成以浓缩罐体101中心为圆心的圆形,且相邻
浓缩锅4之间具有间隙,相邻层的浓缩锅4之间也具有间隙;每一层所有的浓缩锅4均共用同
一根的釜液注入管105和浓缩液抽出管106,釜液注入管105和浓缩液抽出管106均为环形
管,每一层浓缩锅4的釜液注入管105和浓缩液抽出管106均与浓缩罐体101中心处设有的釜
液注入总管103和浓缩液抽出总管104连通,且釜液注入总管103和浓缩液抽出总管104处于
浓缩罐体101内的一端封闭,另一端伸出浓缩罐体101后分别连接两个液体泵,以通过这两
个液体泵实现釜液的注入和浓缩液的抽出。
电磁阀,且这些电磁阀均由一PLC智能控制器控制器通断,在每个所述锅体401内均设置有
监测其内釜液高度的液位传感器,且该液位传感器标注三个液位高度,即液位最高点H、液
位最低点L和液位中间点M,其中,也为最高点H表示锅体401内所盛釜液的最大容积,液位最
低点L表示锅体401内所盛釜液的最小容积,液位中间点M表示锅体401内容积为最大容积1/
3时的液位高度;液位传感器将监测的液位数据传递给PLC智能控制器,以使PLC智能控制器
依据监测的液面高度来控制排液支管1051和抽液支管1061上电磁阀的开启或关闭。
管1051上的电磁阀,向锅体401内注入釜液;当监测到釜液处于最高点H时,表示锅体401内
已经充满釜液,此时,PLC智能控制器控制排液支管1051上的电磁阀关闭;在此过程中,由于
蒸汽的加热,釜液浓缩,当液位传感器监测到液位处于中间点M时,表明此时已经完成浓缩,
此时,PLC智能控制器控制抽液支管1061上的电磁阀打开,抽出其内的浓缩液;当液位传感
器监测到液位处于最低点L时,表示锅体401内的釜液基本没有了,需要注入新的釜液,此时
重复上述过程即可。
在浓缩罐体101的底壁上,且使锅体401的底壁和浓缩罐体101的底壁之间形成间隙。
置有空心的喷液板305,待喷雾干燥的釜液通过釜液进口管306进入到喷液板305内部的空
腔中,并通过喷液板305底部分布的若干雾化喷头均匀喷洒到筒体301内;
分布有一圈喷孔,且这些喷孔倾斜向上,从而使空心管内通入的干燥蒸汽,经这些喷孔喷出
后,形成圆锥形的向上蒸汽幕,进而与雾化喷头喷出的雾状釜液相遇并对比进行干燥;
环形挡板3011的上端紧贴筒体301的内壁,底端与蒸汽喷射管302的外壁相切,从而防止干
燥后形成的干粉在蒸汽喷射管302上堆积。
的外端口设置排气阀3012,以便于筒体301内蒸汽的排出。
通过若干根连接管与所述的蒸汽喷射管302连通,其顶端穿出喷液板305后与外界的干燥蒸
汽源连通;
308的顶部穿出加热汽管道307后由一电机带动的减速机3010驱动其转动,传动轴308的底
端通过连接杆带动位于接料部303内壁上的刮板309沿接料部303内壁移动,从而将接料部
303内壁上的干粉刮掉使其经干粉出料口304排出。刮板309在高度方向上与接料部303的高
度平齐,并且是倾斜设置在接料部303的内壁上的,即其长度方向与接料部303的母线方向
倾斜。
201和蒸汽出口202的封闭圆筒状蒸汽加热容器,在蒸汽加热容器内沿其轴向分布有若干组
美拉德反应单元,每组所述美拉德反应单元包括一根贯通蒸汽加热容器轴向的反应管5,相
邻反应管5之间具有间隙,以增大蒸汽与其接触面积,反应管5的两端分别设有穿出蒸汽加
热容器两端部的釜液进液管502和釜液排出管503,在蒸汽加热容器内设置有若干根辅料注
入管7,这些辅料注入管7的一端与蒸汽源连通,并通过若干根分支管道701与每一根反应管
5连通,以通过蒸汽将美拉德反应辅料沿分支管道701送入到反应管5内与精馏塔釜液混合,
进而被蒸汽加热容器内的蒸汽加热发生美拉德反应。
弧形引导板501,这两排弧形引导板501均与其轴向平行,每一块弧形引导板501的凹面朝向
釜液进液管502一侧,自由端均倾斜朝向釜液排出管503端,这两排中弧形引导板501的数量
一一对应,且两排中处于对应位置的两块弧形引导板501位置错开,从而使其中一块弧形引
导板501的自由端朝向另一块弧形引导板501的凹面中心。
路美拉德反应单元串,每一路美拉德反应单元串均沿蒸汽加热容器的半径方向从中心向边
缘辐射,且每一路美拉德反应单元串中均包括至少两组的美拉德反应单元;每组所述美拉
德反应单元中还具有一根与反应管5平行且等长的扩容管6;
反应管5内釜液和美拉德反应辅料来回移动的蒸汽驱动装置。
8和若干根一端与液压腔8连通另一端封闭的条形腔9,且每根条形腔9对应一路美拉德反应
单元串,并位于釜液进液管502或釜液排出管503与反应管5之间;所述液压腔8通过一根液
压接管801与液压设备连通,以实现向液压腔8内注入或抽出液压油;所述液压腔8实际上是
封闭的空心圆盘状,所有的条形腔9一端与液压腔8内连通,另一端是封闭的;
与反应管5两端接触的侧壁上设置有第一开口504,且每根反应管5一侧的釜液进液管502、
该侧的第一开口504和该侧条形腔9的腔体901上的液体通过孔区905处于同一直线上,共同
形成了釜液进入管路,每根反应管5另一侧的釜液排出管503、该侧的第一开口504和该侧条
形腔9的腔体901上的液体通过孔区905处于同一直线上,共同形成了釜液排出管路;液体通
过孔区905的面积大小和形状与第一开口504的大小面积和形状对应;
块902,且这些滑块902之间通过连接杆904连接为一体,并通过向液压腔8内注入或抽出液
压油,控制这些滑块902在腔体901内滑动;
压油控制每根条形腔9内的所有滑块902处于初始位置时,滑块902错开与其对应的反应管5
端部的第一开口504,以使釜液进入管路和釜液排出管路畅通,进而打开釜液进液管502并
关闭釜液排出管503后,向反应管5内注入釜液;当向液压腔8内注入液压油以控制每根条形
腔9内的所有滑块902滑动至极限位置时,滑块902的一侧将液体通过孔区905完全遮蔽,同
时,其内连接通道903的两个开口分别与反应管5两端的第一开口504和扩容管6两端的第二
开口602对齐,从而使反应管5和扩容管6连通。
开口均被遮蔽。
向空间分隔成左右两部分的分隔块601,在分隔块601内设置有左蒸汽支管603和右蒸汽支
管604,左蒸汽支管603和右蒸汽支管604的一端分别与左右两部分连通,当滑块902处于极
限位置时,通过在左蒸汽支管603和右蒸汽支管604内轮流注入蒸汽,从而推动反应管5内的
釜液和美拉德反应辅料混合物轮流向右侧移动和向左侧移动,使反应均匀,并避免产生焦
糊味。
包管605内的两条蒸汽进气管连通,蒸汽包管605穿出蒸汽加热容。
或12路美拉德反应单元串,每一路美拉德反应单元串中具有3组美拉德反应单元。
的添加剂,不仅实现了对于釜液中营养成分的利用,防止了营养成分的流失和浪费,而且变
废为宝,节省了釜液处理成本的同时,实现了额外的经济创收;
管外壁接触传热,进而对釜液加热发生美拉德反应,与现有的其它加热方式发生的美拉德
反应器相比,反应温度更可控,最大程度的避免了焦糊味的产生,而且蒸汽加热的成本也更
低;
中后,大大加快反应速率;
均匀;
连通,在扩容管内设置蒸汽驱动装置,蒸汽驱动装置的核心是两根蒸汽支管,通过在这两根
蒸汽支管内轮流注入蒸汽,利用蒸汽推动釜液和辅料的混合物在反应管和扩容管连通后形
成的管路内来回移动,不仅提高了加热效率和加热均匀度,防止产生焦糊味,而且,由于采
用蒸汽驱动,实现了蒸汽对釜液的直接接触加热,进一步提高了反应效率。