一種馬鈴薯蛋白生產系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種馬鈴薯蛋白生產系統，包括依序前后連接的用于對淀粉廢水中的淀粉、蛋白、纖維進行分離的分離單元，用于對分離單元分離回收的蛋白料液進行PH調節的PH調節單元，用于對調節PH后的蛋白料液進行絮凝處理的絮凝單元，用于對絮凝后的蛋白進行固液分離的脫水單元，以及用于對脫水后的蛋白進行干燥的干燥單元。通過上述系統，其可快速的從淀粉廢水中回收馬鈴薯蛋白，且回收率高，能耗低，產品純度好。
【專利說明】
一種馬鈴薯蛋白生產系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及蛋白生產領域，具體涉及一種馬鈴薯蛋白生產系統。
【背景技術】
[0002]馬鈴薯淀粉生產線會排出大量的廢水，由于廢水中含有大量的蛋白，因此一般生產廠家將該部分廢水栗送至蛋白生產系統進行提取回收蛋白。但是，目前所用的蛋白生產系統在生產效率、回收率以及能耗等方面均存在不同的缺陷，因此有必要對其進行改進，以進一步提高馬鈴薯蛋白生產的經濟效益。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的就是提供一種馬鈴薯蛋白生產系統，其可用于從淀粉生產廢水中提取回收蛋白。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:
[0005]—種馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:包括依序前后連接的用于對淀粉廢水中的淀粉、蛋白、纖維進行分離的分離單元，用于對分離單元分離回收的蛋白料液進行PH調節的PH調節單元，用于對調節PH后的蛋白料液進行絮凝處理的絮凝單元，用于對絮凝后的蛋白進行固液分離的脫水單元，以及用于對脫水后的蛋白進行干燥的干燥單元。
[0006]通過上述系統，其可快速的從淀粉廢水中回收馬鈴薯蛋白，且回收率高，能耗低，產品純度好。
【附圖說明】
[0007]圖1為馬鈴薯蛋白生產系統的結構示意圖；
[0008]圖2為分離單元的結構示意圖；
[0009]圖3為消沫罐的結構示意圖；
[00?0]圖4為絮凝單元的結構示意圖；
[0011 ]圖5為干燥單元的結構示意圖；
[0012]圖6為第一空氣加熱器的結構示意圖；
[0013]圖7為維形底座的結構不意圖；
[0014]圖8為攪拌機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本實用新型進行具體說明。應當理解，以下文字僅僅用以描述本實用新型的一種或幾種具體的實施方式，并不對本實用新型具體請求的保護范圍進行嚴格限定。
[0016]—種馬鈴薯蛋白生產系統，包括依序前后連接的用于對淀粉廢水中的淀粉、蛋白、纖維進行分離的分離單元Fl，用于對分離單元Fl分離回收的蛋白料液進行PH調節的PH調節單元Pl，用于對調節PH后的蛋白料液進行絮凝處理的絮凝單元XI，用于對絮凝后的蛋白進行固液分離的脫水單元Tl，以及用于對脫水后的蛋白進行干燥的干燥單元Gl。
[0017]其工藝操作為:
[0018]一種馬鈴薯蛋白生產工藝，包括如下操作:
[0019]S1:在分離單元Fl將淀粉廢液中的纖維和淀粉去除得到蛋白料液；
[0020]S2:在PH調節單元Pl將蛋白料液的PH調節至5?5.2 ；
[0021]S3:在絮凝單元Xl先將蛋白料液逐段加熱至90?100°C，然后采用蒸汽將蛋白料液加熱至120°C進行保溫絮凝，保溫絮凝后進行冷卻；
[0022]S4:將絮凝后的蛋白料液輸送至脫水單元Tl進行脫水，脫水后輸送至干燥單元Gl進行干燥。
[0023]從淀粉生產線旋流站回收溢流排出的淀粉廢液，廢液中含有少量微小粒徑淀粉和細小纖維。這些物料的存在會對熱絮凝工藝提取蛋白產生很大的不利影響，需要采取有效措施去除殘存淀粉和纖維。
[0024]具體的措施為，如圖1、2、3所示，分離單元Fl包括消沫罐F20，消沫罐F20包括圓形立狀布置的罐體，罐體中部的外罐壁上設置有沿切線方向向罐體內送入淀粉廢水的布料嘴F23，罐體內設置有上、下布置的第一、二錐形罩，第一錐形罩F21的罩口向上，第二錐形罩F22的罩口向下，罐體上還分別設置有蛋白回收管F26、纖維回收管F27以及淀粉回收管F28，纖維回收管F27的入口端延伸至第一錐形罩F21內的底部，蛋白回收管F26的入口端延伸至的第二錐形罩F22內的頂部，淀粉回收管F28的入口端位于罐體的底部。布料嘴F23為弧形管件構成，弧形管件沿料液輸送方向的截面逐漸增大，弧形管件的出液口設置成與罐體外壁面相一致的弧形，弧形管件內間隔設置隔網。消沫罐F20的頂部設置有噴頭F25，纖維回收管F27的另一端通過第一栗體F13與分離回收纖維的離心篩F14相連接，離心篩F14的廢水排出口通過第二栗體F15分別與噴頭F25、布料嘴相連接。通過設置的消沫罐F20，淀粉廢液在罐體中部沿切線方向進入消沫罐F20，淀粉廢液在罐內形成旋流，通過罐內設置的第一、二錐形罩，重相淀粉下沉至罐底，并通過罐底設置的淀粉回收管F28排出。輕相部分泡沫及細纖維上浮至消沫罐F20頂部，通過噴淋水消泡后從纖維回收管F27排出，排出液進入一臺細纖離心篩F14，將細纖維分離去除，并進一步消除泡沫，最后又栗回至消沫罐F20，從噴頭中噴出對罐體內的泡沫進行消沫。
[0025]第一錐形罩F21的設置主要是利于纖維的收集，第二錐形罩F22的設置主要是防止流體下旋時將罐體底部沉淀的淀粉攪起，影響淀粉、蛋白的可靠分離。罐中部含蛋白料液經廢水栗栗送至絮凝單元XI，進入絮凝單元Xl前對廢水PH進行調整。
[0026]更為具體的方案為，消沫罐F20的上部罐壁上還設置有連接管口F24，連接管口 F24位于第一錐形罩F21的上方，連接管口 F24依次連接第三風機Fl I和泡沫破碎器Fl 2，泡沫破碎器F12包括管體，管體內間隔設置用于破碎泡沫的隔網或格柵以進一步除去消沫罐F20中產生的大量泡沫。
[0027]PH調節單元Pl包括酸液儲罐和薄膜栗，酸液儲罐內儲存食品級硫酸，通過在蛋白料液輸送管(料液栗的栗前管道)上持續加入食品級硫酸調節蛋白料液的PH值。從消沫罐F20排出的蛋白料液通過料液栗打入絮凝單元XI，考慮到整個蛋白提取系統的料液輸送主要依靠料液栗完成，料液流程較長，因此采用高揚程多級離心栗。罐裝的硫酸通過薄膜栗定量輸送進蛋白料液輸送管，由于稀硫酸的物理特性，不能產生料液倒流現象，否則會產生重大事故。
[0028]絮凝單元Xl具體采用如圖4所示的技術方案進行實施，絮凝單元Xl包括依序連接設置的用于對蛋白料液進行加熱絮凝的各加熱絮凝器以及用于對蛋白料液進行保溫絮凝的保溫絮凝器X04，保溫絮凝器X04包括保溫殼體以及保溫殼體內設置的螺旋輸送管，螺旋輸送管的芯線沿水平方向布置，螺旋輸送管的管徑為蛋白料液輸送管管徑的1.5?2.5倍，蛋白料液輸送管為相鄰設備之間用于蛋白料液進行輸送的管道，這樣料液在保溫絮凝器X04中的流動速度較慢，使得蛋白能夠充分絮凝凝結。絮凝單元Xl包括第一、二、三加熱絮凝器和保溫絮凝器X04，第一、二加熱絮凝器均為螺旋板換熱器構成，第三加熱絮凝器X03為蒸汽加熱器或者螺旋板換熱器構成，第一加熱絮凝器XOl的冷流體入口與PH調節單元Pl相連接，第一加熱絮凝器XOl的冷流體出口與第二加熱絮凝器X02的冷流體入口相連接，第二加熱絮凝器X02的冷流體出口與第三加熱絮凝器X03的冷流體入口相連接，第三加熱絮凝器X03的冷流體出口與保溫絮凝器X04的物料入口相連接，第三加熱絮凝器X03的熱流體入口與蒸汽輸送管相連接，第二加熱絮凝器X02的熱流體入口與保溫絮凝器X04的物料出口相連接，第二加熱絮凝器X02的熱流體出口與第一加熱絮凝器XOI的熱流體入口相連接。
[0029]采用上述絮凝單元Xl進行絮凝，料液中的蛋白絮凝包括如下操作:
[0030]一級預熱:料液通過高壓進料栗輸送至第一加熱絮凝器XOl，料液進料溫度為220C，換熱后物料溫度升高至60?70°C，加熱介質為第二加熱絮凝器X02中流出的加熱介質，即前部回流的溫降料液，隨后把預熱的料液通過管道傳送到第二加熱絮凝器X02。
[0031]二級絮凝:經第一加熱絮凝器XOl預熱后的料液進入第二加熱絮凝器X02進一步加熱升溫，料液溫度將提升至90?100°C，料液中的蛋白在加熱和酸性條件下進一步絮凝，第二加熱絮凝器X02的熱介質來源于保溫絮凝器X04，溫度約為120°C。經過二級螺旋絮凝器加熱后的料液通過管道被輸送至蒸汽加熱器。第一、二加熱絮凝器采用螺旋板換熱器構成，其是完全焊接的結構，通過長管道進行分隔，這讓絮凝的蛋白在整個預熱過程中保持同一流速緩慢加熱，保證了蛋白的品質和均勻性。
[0032]加熱保溫:經第二加熱絮凝器X02加熱的料液，由一只蒸汽加熱器將鍋爐房的蒸汽注入到料液中，蒸汽與料液完全混合，通過這種最高效的熱能利用，將料液溫度瞬間提升至120°C以上。加熱后的料液進入后續的保溫絮凝器X04中進行保溫絮凝，使料液中的蛋白(包括小分子鏈的蛋白)充分絮凝結團，提高蛋白的提取效率。
[0033]降溫分離:保溫后的含蛋白料液，分別通過第一、二加熱絮凝器作為熱源對新進入的蛋白料液進行加熱，實現絮凝蛋白料液的降溫，促進絮凝和節約能耗。
[0034]脫水單元Tl為臥式螺旋脫水機構成，對于干燥單元G1，具體采用如圖5、6所示的技術方案進行實施，干燥單元Gl包括依序設置的閃蒸干燥機Gl 1、氣流干燥機和第一、二旋風分離器，氣流干燥機包括倒U形的干燥管G12，干燥管G12的一端連接第一旋風分離器G13的物料入口，干燥管Gl2的另一端分別連接閃蒸干燥機Gl I的物料出口和第二空氣加熱器G152的出風口，第二空氣加熱器G152與第二風機G162相連接，第一旋風分離器G13的出風口與第二旋風分離器G14的物料入口相連接。閃蒸干燥機Gl I與第一空氣加熱器G151的出風口相連接，第一空氣加熱器G151包括殼體和殼體內沿風送方向依次設置的第一、二、三換熱管組，第一換熱管組與第一加熱絮凝器XOl的熱流體出口相連接，第二換熱管組與第三加熱絮凝器X03的熱流體出口相連接，第三換熱管組與蒸汽輸送管相連接，第一空氣加熱器G151與第一風機G161相連接。從第一加熱絮凝器XOl出來的料液通過管道進入第一空氣加熱器G151，將料液中余溫為空氣預熱，進一步進行節能，經空氣加熱器換熱后的絮凝蛋白料液進入臥式螺旋離心機進行固液分離。分離出的液體進入后續蒸發濃縮單元，最終制作成液態肥。分離出的固體物料即為濕蛋白，濕蛋白的含水量約70 %左右。
[0035]經臥式螺旋離心機分離出的蛋白通過底部設置的水平螺旋輸送機和傾斜螺旋輸送機進入干燥單元G1。考慮馬鈴薯蛋白的物料特性采用閃蒸干燥機Gll和氣流干燥機聯用進行干燥。蛋白由螺旋進料機(絞龍G17)進入閃蒸干燥機Gl I的干燥室，熱空氣由入口管以適宜的噴動速度從閃蒸干燥機G11底部進入攪拌粉碎干燥室，對蛋白產生強烈的剪切、吹浮、旋轉作用，蛋白受到離心、剪切、碰撞、磨擦而被微粒化，強化傳質傳熱。在閃蒸干燥機Gll底部，較大較濕的顆粒蛋白團在攪拌機構的作用下被機械粉碎，濕含量較低、顆粒度較小的蛋白顆粒被旋轉氣流夾帶上升，在上升過程中進一步干燥。由于氣固兩相作旋轉流動，固相慣性大于氣相，固氣兩相間的相對速度較大，強化兩相間的傳質傳熱，所以該機生產強度高。經干燥單元Gl干燥后的蛋白含水量約為10?12%左右，隨后進入篩分包裝單元。
[0036]詳細的方案如圖7、8所示，閃蒸干燥機Gll的底部設置有錐形底座Glll和攪拌機構，攪拌機構包括立狀布置的攪拌軸GlOl，攪拌軸GlOl的一端穿過錐形底座Gl 11延伸至閃蒸干燥機Gll內并在該端設置用于粉碎物料的攪拌齒G103，攪拌軸GlOl的另一端通過閃蒸干燥機Gll底部外側設置的軸承座進行轉動安裝，攪拌齒G103遠離攪拌軸的一端設置有用于刮除閃蒸干燥機Gll內壁上黏附蛋白的刮板G104，閃蒸干燥機Gll的頂部設置旋流片。攪拌軸上設置的層狀布置的刀片G102和耙齒，使物料和氣體縱橫混合加強，顆粒間碰撞、摩擦加快，氣泡被打碎，聚式流化變成散式流化，提高了傳熱傳質效率，并起一定粉碎作用。干燥機底部設有內錐體結構，使熱空氣流通截面自下而上不斷擴大，底部氣速大，上部氣速小，使得下部大顆粒和上部小顆粒處于良好的流化狀態。另外，錐形底座Glll可縮短攪拌軸GlOl懸臂長度，增加運行可靠性，軸承座設在機外，避免軸承在高溫區長期工作，延長軸承的使用壽命。濕物料被攪拌齒粉碎的同時，部分被甩向器壁，粘在壁上，如不及時刮下，會影響產品質量，通過在攪拌齒G103頂端設置刮板G104，防止物料粘壁過熱變性。干燥室上部設置的旋流片，有效保證物料水份和細度。另外，可在錐底熱風入口處設有冷風保護，防止物料與高溫空氣接觸產生過熱變質。由于閃蒸干燥機Gl I進風溫度較高，故軸承座上還可設置水循環冷卻系統；閃蒸干燥機Gll的外壁采用碳鋼制作，并進行保溫，保溫材料為優質硅酸鋁，在保溫材料外設置A3鋼制成的包皮。第一旋風分離器G13為離心式旋風分離器，以使85%以上的物料被分離收集，第一旋風分離器G13下部采用星形關風器進行卸料。第二旋風分離器G14為除塵裝置，目的是收集微細物料，使尾氣排放達到國家的排放標準。
[0037]干燥后的蛋白進入包裝料倉，依據客戶需求篩分、包裝，最后送到倉庫存儲。由于干燥后的蛋白含水量低可實現長時間存儲和長距離運輸。
[0038]另外該系統還配置有全自動在線清洗的清洗單元Ql，清洗單元Ql包括堿液儲罐Q12以及工藝水儲罐Q13，堿液儲罐Q12內的溶液由氫氧化鈉儲罐Ql I內的氫氧化鈉和工藝水配制得到，氫氧化鈉溶液和工藝水通過清洗水栗Q14栗送至各單元對各設備進行清洗，僅需I名操作人員即可進行操作。該系統非可溶蛋白提取率高達90%，能耗低，可以根據客戶需要生產飼料級蛋白和食品級蛋白。
[0039]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在獲知本實用新型中記載內容后，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:包括依序前后連接的用于對淀粉廢水中的淀粉、蛋白、纖維進行分離的分離單元，用于對分離單元分離回收的蛋白料液進行PH調節的PH調節單元，用于對調節PH后的蛋白料液進行絮凝處理的絮凝單元，用于對絮凝后的蛋白進行固液分離的脫水單元，以及用于對脫水后的蛋白進行干燥的干燥單元。2.根據權利要求1所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:分離單元包括消沫罐，消沫罐包括圓形立狀布置的罐體，罐體中部的外罐壁上設置有沿切線方向向罐體內送入淀粉廢水的布料嘴，罐體內設置有上、下布置的第一、二錐形罩，第一錐形罩的罩口向上，第二錐形罩的罩口向下，罐體上還分別設置有蛋白回收管、纖維回收管以及淀粉回收管，纖維回收管的入口端延伸至第一錐形罩內的底部，蛋白回收管的入口端延伸至的第二錐形罩內的頂部，淀粉回收管的入口端位于罐體的底部。3.根據權利要求1或2所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:絮凝單元包括依序連接設置的用于對蛋白料液進行加熱絮凝的各加熱絮凝器以及用于對蛋白料液進行保溫絮凝的保溫絮凝器，保溫絮凝器包括保溫殼體以及保溫殼體內設置的螺旋輸送管，螺旋輸送管的芯線沿水平方向布置，螺旋輸送管的管徑為蛋白料液輸送管管徑的1.5?2.5倍，蛋白料液輸送管為相鄰設備之間用于蛋白料液進行輸送的管道。4.根據權利要求1或2所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:干燥單元包括依序設置的閃蒸干燥機、氣流干燥機和第一、二旋風分離器，氣流干燥機包括倒U形的干燥管，干燥管的一端連接第一旋風分離器的物料入口，干燥管的另一端分別連接閃蒸干燥機的物料出口和第二空氣加熱器的出風口，第二空氣加熱器與第二風機相連接，第一旋風分離器的出風口與第二旋風分離器的物料入口相連接。5.根據權利要求4所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:閃蒸干燥機的底部設置有錐形底座和攪拌機構，攪拌機構包括立狀布置的攪拌軸，攪拌軸的一端穿過錐形底座延伸至閃蒸干燥機內并在該端設置用于粉碎物料的攪拌齒，攪拌軸的另一端通過閃蒸干燥機底部外側設置的軸承座進行轉動安裝，攪拌齒遠離攪拌軸的一端設置有用于刮除閃蒸干燥機內壁上黏附蛋白的刮板，閃蒸干燥機的頂部設置旋流片。6.根據權利要求3所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:絮凝單元包括第一、二、三加熱絮凝器和保溫絮凝器，第一、二加熱絮凝器均為螺旋板換熱器構成，第三加熱絮凝器為蒸汽加熱器構成，第一加熱絮凝器的冷流體入口與PH調節單元相連接，第一加熱絮凝器的冷流體出口與第二加熱絮凝器的冷流體入口相連接，第二加熱絮凝器的冷流體出口與第三加熱絮凝器的冷流體入口相連接，第三加熱絮凝器的冷流體出口與保溫絮凝器的物料入口相連接，第三加熱絮凝器的熱流體入口與蒸汽輸送管相連接，第二加熱絮凝器的熱流體入口與保溫絮凝器的物料出口相連接，第二加熱絮凝器的熱流體出口與第一加熱絮凝器的熱流體入口相連接。7.根據權利要求2所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:消沫罐的上部罐壁上還設置有連接管口，連接管口位于第一錐形罩的上方，連接管口依次連接第三風機和泡沫破碎器，泡沫破碎器包括管體，管體內間隔設置用于破碎泡沫的隔網或格柵。8.根據權利要求2所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:消沫罐的頂部設置有噴頭，纖維回收管的另一端通過第一栗體與分離回收纖維的離心篩相連接，離心篩的廢水排出口通過第二栗體與噴頭相連接。9.根據權利要求5所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:閃蒸干燥機與第一空氣加熱器的出風口相連接，第一空氣加熱器包括殼體和殼體內沿風送方向依次設置的第一、二、三換熱管組，第一換熱管組與第一加熱絮凝器的熱流體出口相連接，第二換熱管組與第三加熱絮凝器的熱流體出口相連接，第三換熱管組與蒸汽輸送管相連接，第一空氣加熱器與第一風機相連接。10.根據權利要求1所述的馬鈴薯蛋白生產系統，其特征在于:脫水單元為臥式螺旋脫水機構成。
【文檔編號】C07K1/30GK205473498SQ201620101253
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】胡東, 劉倫發
【申請人】合肥丹福斯生物科技有限公司