基于機械式蒸汽再壓縮的濕粕干燥系統(tǒng)及干燥工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于機械式蒸汽再壓縮的濕粕干燥系統(tǒng)，包括浸提器，浸提器出料口與壓濾機進料口連通，壓濾機出料口與過熱蒸汽回轉干燥機連通，過熱蒸汽回轉干燥機二次蒸汽排出口與機械蒸汽壓縮機吸氣口相通，機械蒸汽壓縮機出氣口與過熱蒸汽回轉干燥機內部加熱管束連通，過熱蒸汽回轉干燥機上設有蒸汽入口，過熱蒸汽回轉干燥機上還設有與第一儲罐相通的冷凝水出口，過熱蒸汽回轉干燥機出料口連通至熱風流化床干燥機，第一儲罐與熱風流化床干燥機內的加熱管相通，熱風流化床干燥機出液口連通至第二儲罐，第二儲罐出液口連通至浸提器進液口。本發(fā)明還公開了利用該系統(tǒng)的工藝。本發(fā)明干燥能耗低、設備無死角、酒精溶液回收無需大量冷卻水冷卻。
【專利說明】基于機械式蒸汽再壓縮的濕粕干燥系統(tǒng)及干燥工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濕柏脫溶干燥系統(tǒng)及工藝，屬于蛋白粉的干燥技術，尤其是一種基于機械式蒸汽再壓縮的濕柏干燥系統(tǒng)及干燥工藝。
【背景技術】
[0002]大豆?jié)饪s蛋白是優(yōu)質的天然食品添加劑，它以低溫豆柏為原料，主要工段有浸提、脫溶、超微粉碎、功能性轉化等。從浸出器出來的經擠壓后的濕柏，一般都含有25%?35%的溶劑和一定量的水分，含有溶劑和水分的柏統(tǒng)稱為濕柏。濕柏脫去溶劑和水分的常用方法是借助于加熱，使?jié)癜刂械娜軇┖退肢@得熱能而汽化，從而與柏分離，這種借熱能從固體物料中除去濕分(溶劑和水分)的操作在化工中稱為固體的干燥，濕分是從濕柏內部擴散到表面，然后再汽化而轉移到氣相中。然而，濕柏的干燥尾汽必須全部冷凝，重復使用，才能在經濟上合理，并維持正常生產。
[0003]現(xiàn)有的濃縮蛋白生產工藝，廣泛使用的濕柏脫溶機:一是原德國魯奇公司開發(fā)的高料層蒸烘機，主要用于入浸水分較低的固體原料；一是在舒馬赫專利基礎上研制出的DT(脫溶-烤柏)、DTDC(脫溶-烤柏-干燥-冷卻)等。其基本的工作原理相似，從擠壓機來的濕柏直接輸送至臥式干燥機，然后通過輸送機構送入盤式(或稱為立式)干燥機進行深度干燥，其中臥式干燥機內采用過熱蒸汽間接干燥，立式干燥機采用過熱蒸汽間接干燥和熱風直接干燥2種方式。臥式干燥機的干燥尾氣和立式干燥機內過熱蒸汽間接干燥的尾氣被收集至冷凝器進行冷凝，得到酒精和水的混合液，供工藝循環(huán)重復使用。
[0004]可見，濕柏脫除濕分的過程是經歷了氣化-冷凝兩個環(huán)節(jié)，常規(guī)的濃縮蛋白生產工藝中，干燥過程需要新鮮蒸汽提供大量的氣化潛熱，冷凝過程同樣需要大量的冷卻水提供相應的冷凝潛熱。干燥工序是濃縮蛋白生產過程中耗能最大的環(huán)節(jié)，約占65%左右。并且在立式干燥機的熱風干燥部分，在立軸及物料盤的下底面極易粘積物料，引起霉變，造成大腸桿菌超標，產品質量不達標。
[0005]若能改進濕柏的干燥工藝，一方面減少熱能及動力消耗，另一方面減少物料堆積，可顯著降低濃縮蛋白的生產成本，并提高蛋白粉的質量，提高產品競爭水平。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有濃縮蛋白生產過程中濕柏干燥的高能耗和低品質的技術不足，提供一種基于機械式蒸汽再壓縮的濕柏干燥系統(tǒng)及干燥工藝，其干燥能耗低、設備無死角、物料不易堆積變性、酒精溶液的回收無需大量冷卻水冷卻。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0008]一種基于機械式蒸汽再壓縮的濕柏干燥系統(tǒng)，包括浸提器，浸提器的出料口與壓濾機進料口連通，壓濾機的出料口與過熱蒸汽回轉干燥機連通，過熱蒸汽回轉干燥機的二次蒸汽排出口與機械蒸汽壓縮機的吸氣口相通，機械蒸汽壓縮機的出氣口與過熱蒸汽回轉干燥機內部的加熱管束連通，過熱蒸汽回轉干燥機上設有與其內部相通的蒸汽入口，過熱蒸汽回轉干燥機上還設有與第一儲罐相通的冷凝水出口，過熱蒸汽回轉干燥機的出料口連通至熱風流化床干燥機，第一儲罐與熱風流化床干燥機內的加熱管相通，熱風流化床干燥機的出液口連通至第二儲罐，第二儲罐出液口連通至浸提器的進液口。
[0009]所述浸提器的進液口通過并聯(lián)的管路分別與第二儲罐和新鮮的酒精溶液源相連，在與第二儲罐和新鮮的酒精溶液源相連的并聯(lián)管道上分別設有第一閥門和第二閥門。
[0010]所述過熱蒸汽回轉干燥機上的蒸汽入口處設有第三閥門；所述機械蒸汽壓縮機的出氣口與過熱蒸汽回轉干燥機內部的加熱管束相連通的管道上設有第四閥門。
[0011 ] 所述第二儲罐出液口通過泵和管道連通至浸提器的進液口。
[0012]所述過熱蒸汽回轉干燥機內設有第一溫度和壓力采集裝置。
[0013]所述過熱蒸汽回轉干燥機的蒸汽入口處設有第四溫度和壓力采集裝置。
[0014]所述機械蒸汽壓縮機的吸氣口和出氣口處分別設有第三溫服和壓力采集裝置。
[0015]所述熱風流化床干燥機內設有第五溫度和壓力采集裝置。
[0016]一種利用基于機械式蒸汽再壓縮的濕柏干燥系統(tǒng)的干燥工藝，步驟如下:
[0017]I)將新鮮的酒精溶液和豆柏原料一并輸送至浸提器內浸泡萃??；
[0018]2)將萃取后的濕豆柏輸送至壓濾機內進行機械擠壓脫濕；
[0019]3)脫濕后的濕柏經由絞龍輸送至過熱蒸汽回轉干燥機內；
[0020]4)系統(tǒng)開機時，外部蒸汽源的一部分新蒸汽進入過熱蒸汽回轉干燥機中的加熱管束內作為所述干燥開機啟動熱源；
[0021]5)干燥過程中濕柏脫除濕分產生大量二次蒸汽即酒精和水混合蒸汽，二次蒸汽接至機械蒸汽壓縮機的吸氣口，二次蒸汽被所述壓縮機深度壓縮后，蒸汽壓力和溫度均得到顯著提高變?yōu)檫^熱蒸汽，將這部分過熱蒸汽輸送至過熱蒸汽回轉干燥機內加熱管束，同時停止供給新蒸汽進入熱蒸汽回轉干燥機，即被壓縮后的二次蒸汽取代新蒸汽作為干燥熱源，完成干燥的開機過程；
[0022]6)在干燥過程中，僅在過熱蒸汽回轉干燥機的前端入口，補入傳統(tǒng)濕柏干燥工藝需用蒸汽量(按體積比)的10%的新蒸汽，這部分新蒸汽起攜濕和優(yōu)化干燥機內氣流場、溫度場和濕分濃度場的作用；
[0023]7)被壓縮后的二次蒸汽，在過熱蒸汽回轉干燥機的加熱管束內完成加熱作用后得到冷卻變?yōu)榫凭退旌侠淠夯亓髦恋谝粌迋溆茫?br> [0024]8)在過熱蒸汽回轉干燥機內完成干燥的濕柏經輸送裝置進入熱風流化床干燥機，流化床干燥機內置加熱管，第一儲罐內的酒精和水混合冷凝液由泵輸送至流化床干燥機的加熱管加熱濕柏，完成加熱作用的酒精和水混合冷凝液回流至第二儲罐；
[0025]9)在熱風流化床干燥機完成深度干燥的濕柏即濃縮蛋白經過旋風分離器收集、裝袋即完成濃縮蛋白加工的濕柏干燥過程。
[0026]所述步驟8)的第二儲罐中的酒精和水混合冷凝液在進一步調整達到使用酒精濃度后由泵輸送至浸提器內，從而完成酒精和水混合冷凝液的回收重復利用。
[0027]每一個單元的物料進出口、介質進出口均設有防止物料和介質泄露的密封裝置。
[0028]本發(fā)明中，豆柏經過浸提后首先進入擠壓機，在擠壓機內濕柏的濕分(酒精和水)由最初的65%降至55%左右,然后通過輸料絞龍輸送至蒸汽回轉干燥機,干燥開機過程由過熱蒸汽提供熱量，待濕分脫除后產生二次蒸汽，二次蒸汽經由收集、輸送裝置進入機械式蒸汽壓縮機，經過壓縮機壓縮后，蒸汽壓力、溫度均顯著提高變成過熱蒸汽，這部分過熱蒸汽被送入蒸汽回轉干燥機內的加熱管中替代新鮮蒸汽，完成開機過程后回轉干燥機和機械式蒸汽再壓縮裝置聯(lián)合運行，干燥過程僅需極少量的新鮮蒸汽補入回轉干燥機內，用于補充熱損失和補充進出料熱焓，大幅度降低干燥對外來新鮮蒸汽的消耗，一次蒸汽耗氣量僅為現(xiàn)有干燥工藝的5-10%，同時可以起到攜濕和優(yōu)化干燥機內的溫度場、濕分濃度場的作用。來自蒸汽壓縮機的二次蒸汽在加熱干燥物料的同時，得以冷卻變?yōu)橐簯B(tài)酒精水溶液，酒精溶液回流至儲罐內備用。
[0029]在蒸汽回轉干燥干燥機內完成干燥的物料采用刮板裝置輸送至熱風干燥機，熱風干燥機采用內置加熱管的流化床干燥模式，配置風機完成物料的流化，儲罐內的酒精溶液用循環(huán)泵輸送至熱風干燥機的內加熱管中完成內加熱過程。降溫后的酒精溶液被輸送至濃縮蛋白生產的前端工藝一浸提過程，完成酒精的重復循環(huán)使用。
[0030]從全流程分析看來，濕柏干燥所需的熱量僅僅為濕物料的溫升顯熱耗熱量，相較于現(xiàn)有干燥工藝，基于機械蒸汽再壓縮裝置(MVR)的濕柏干燥工藝能耗極少，理論上該干燥工藝的能耗僅為現(xiàn)有常規(guī)干燥工藝能耗的15%左右。酒精回收過程不再需要冷卻水，減少熱能及動力消耗，無需冷凝設備，初投資和運行費用大大降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖；
[0032]1-浸提器，2-壓濾機，3-回轉干燥機，4-第三閥門，5-第四閥門，6_機械蒸汽壓縮機(MVR)，7-第一儲罐，8-泵，9-流化床干燥機，10-第二儲罐，11-泵，12-第一閥門，13-第
二閥門。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0034]圖1中，濕柏干燥系統(tǒng)包括一個過熱蒸汽回轉干燥機3、一個機械蒸汽壓縮機6、一個內加熱流化床干燥機9和輸送、儲存裝置。
[0035]浸提器I的出料口與壓濾機2進料口連通，壓濾機2的出料口與過熱蒸汽回轉干燥機3連通，過熱蒸汽回轉干燥機3的二次蒸汽排出口與機械蒸汽壓縮機6的吸氣口相通，機械蒸汽壓縮機6的出氣口與過熱蒸汽回轉干燥機3內部的加熱管束連通，過熱蒸汽回轉干燥機3上設有與其內部相通的蒸汽入口，過熱蒸汽回轉干燥機3上還設有與第一儲罐7相通的冷凝水出口，過熱蒸汽回轉干燥機3的出料口連通至熱風流化床干燥機9，第一儲罐7與過熱風流化床干燥機9內的加熱管相通，熱風流化床干燥機9的出液口連通至第二儲罐10，第二儲罐10出液口連通至浸提器I的進液口。
[0036]浸提器I的進液口通過并聯(lián)的管路分別與第二儲罐10和新鮮的酒精溶液源相連，在與第二儲罐10和新鮮的酒精溶液源相連的并聯(lián)管道上分別設有第一閥門12和第二閥門13。
[0037]過熱蒸汽回轉干燥機3上的蒸汽入口處設有第三閥門4 ;機械蒸汽壓縮機的出氣口與熱蒸汽回轉干燥機內部的加熱管束相連通的管道上設有第四閥門5。
[0038]第二儲罐10出液口通過泵11和管道連通至浸提器I的進液口。過熱蒸汽回轉干燥機3內設有第一溫度和壓力采集裝置。過熱蒸汽回轉干燥機3的蒸汽入口處設有第四溫度和壓力采集裝置。機械蒸汽壓縮機6的吸氣口和出氣口處分別設有第三溫服和壓力采集裝置。熱風流化床干燥機9內設有第五溫度和壓力采集裝置。
[0039]系統(tǒng)開機時，第二閥門13開啟，第一閥門12關閉，新鮮的酒精溶液和豆柏原料一并輸送至浸提器I內，豆柏經一定濃度的酒精-水溶液在浸出器I內浸泡萃取后，濕豆柏輸送至壓濾機2內進行機械擠壓脫濕，脫除一部分表面水的濕柏經由絞龍輸送至過熱蒸汽回轉干燥機3內，系統(tǒng)開機時，回轉干燥機3需要一定量的新蒸汽提供開機啟動熱源，此時第三閥門4開啟，第四閥門5關閉，新蒸汽經由第三閥門4進入干燥機3中的加熱管束D內作為干燥開機啟動熱源，干燥過程中濕柏脫除濕分產生大量二次蒸汽(酒精和水混合蒸汽)，二次蒸汽經由金屬軟管接至機械蒸汽壓縮機6的吸入口 A，二次蒸汽被壓縮機6深度壓縮后，蒸汽壓力和溫度均得到顯著提高變?yōu)檫^熱蒸汽，將這部分過熱蒸汽輸送至回轉干燥機3的內加熱管束D，同時關閉第三閥門4，停止供給大量的新蒸汽，即被壓縮后的二次蒸汽取代新蒸汽作為干燥熱源，完成干燥的開機過程。
[0040]僅在回轉干燥機3的前端入口處C，補入少量新蒸汽，這部分少量蒸汽起攜濕和優(yōu)化干燥機內氣流場、溫度場和濕分濃度場的作用。
[0041]被壓縮后的二次蒸汽在干燥機3的加熱管束D內完成加熱作用后得到冷卻變?yōu)槔淠夯亓髦恋谝粌?備用。在回轉干燥機3內完成干燥第一階段干燥的濕柏經刮板等輸送裝置進入熱風流化床干燥機9，流化床干燥機內置加熱管E，儲罐內的酒精-水溶液由泵8輸送至流化床干燥機9的加熱管E加熱物料，完成加熱作用的酒精-水溶液回流至第二儲罐10。在流化床內干燥機9完成深度干燥的濕柏即濃縮蛋白經過旋風分離器收集、裝袋即完成濃縮蛋白加工的濕柏干燥過程。
[0042]整個系統(tǒng)正常運行后，關閉第二閥門13，開啟第一閥門12，第二儲罐內10的酒精-水溶液在進一步調整酒精濃度后由泵11輸送至浸提器I內，從而完成酒精-水溶液的回收重復利用。
[0043]整個系統(tǒng)中，需要對以下幾處的溫度和壓力進行采集與控制:回轉干燥機3內部的壓力Pl和溫度Tl，干燥機3排出的二次蒸汽在機械蒸汽壓縮機6吸入口處的壓力P2和溫度T2，機械蒸汽壓縮機6出口處的壓力P3和溫度T3，回轉干燥機3蒸汽入口處的壓力P4和溫度T4，流化床干燥機9內部的壓力P5和溫度T5?？刂茐毫1、P4和P5目的是確?；剞D干燥機3和流化床干燥機9內的壓力處于安全操作范圍，檢測和控制溫度T1、T4和Τ5可以滿足干燥工藝要求，以保證干燥速率和干燥效果；檢測壓力Ρ2、Ρ3、Τ2和Τ3可以確定機械蒸汽壓縮機是否處于正常工作狀態(tài)，以確保機械蒸汽壓縮機6正常工作并提供所設定參數(shù)的壓縮蒸汽，通過對Ρ3、Τ3與Ρ4、Τ4數(shù)值的比較，控制進入回轉干燥機3加熱管兩路蒸汽管道閥門的開度。
[0044]整個干燥過程中，脫除的酒精-水在本工藝中得到冷凝釋放出潛熱，且沒有利用大量的冷卻水進行冷凝，減少的熱能消耗，沒有循環(huán)水的循環(huán)功耗，沒有了涼水塔的動力消耗，沒有涼水塔的水飄逸等損失，對濃縮蛋白生產的濕柏脫濕過程來講，能耗節(jié)省量極為可觀，可極大降低產品的生產成本，提高產品的競爭力。
[0045]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種基于機械式蒸汽再壓縮的濕柏干燥系統(tǒng)，包括浸提器，浸提器的出料口與壓濾機進料口連通，壓濾機的出料口與過熱蒸汽回轉干燥機連通，其特征是，過熱蒸汽回轉干燥機的二次蒸汽排出口與機械蒸汽壓縮機的吸氣口相通，機械蒸汽壓縮機的出氣口與過熱蒸汽回轉干燥機內部的加熱管束連通，過熱蒸汽回轉干燥機上設有與其內部相通的蒸汽入口，過熱蒸汽回轉干燥機上還設有與第一儲罐相通的冷凝水出口，過熱蒸汽回轉干燥機的出料口連通至熱風流化床干燥機，第一儲罐與熱風流化床干燥機內的加熱管相通，熱風流化床干燥機的出液口連通至第二儲罐，第二儲罐出液口連通至浸提器的進液口。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述浸提器的進液口通過并聯(lián)的管路分別與第二儲罐和新鮮的酒精溶液源相連，在與第二儲罐和新鮮的酒精溶液源相連的并聯(lián)管道上分別設有第一閥門和第二閥門。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述過熱蒸汽回轉干燥機上的蒸汽入口處設有第三閥門；所述機械蒸汽壓縮機的出氣口與過熱蒸汽回轉干燥機內部的加熱管束相連通的管道上設有第四閥門。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述第二儲罐出液口通過泵和管道連通至浸提器的進液口。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述過熱蒸汽回轉干燥機內設有第一溫度和壓力采集裝置。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述過熱蒸汽回轉干燥機的蒸汽入口處設有第四溫度和壓力采集裝置。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述機械蒸汽壓縮機的吸氣口和出氣口處分別設有第三溫服和壓力采集裝置。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述熱風流化床干燥機內設有第五溫度和壓力采集裝置。
9.一種利用基于機械式蒸汽再壓縮的濕柏干燥系統(tǒng)的干燥工藝，其特征是，步驟如下: 1)將新鮮的酒精溶液和豆柏原料一并輸送至浸提器內浸泡萃??； 2)將萃取后的濕豆柏輸送至壓濾機內進行機械擠壓脫濕； 3)脫濕后的濕柏經由絞龍輸送至過熱蒸汽回轉干燥機內； 4)系統(tǒng)開機時，外部蒸汽源的一部分新蒸汽進入過熱蒸汽回轉干燥機中的加熱管束內作為所述干燥開機啟動熱源； 5)干燥過程中濕柏脫除濕分產生大量二次蒸汽即酒精和水混合蒸汽，二次蒸汽接至機械蒸汽壓縮機的吸氣口，二次蒸汽被所述壓縮機深度壓縮后，蒸汽壓力和溫度均得到顯著提高變?yōu)檫^熱蒸汽，將這部分過熱蒸汽輸送至過熱蒸汽回轉干燥機內加熱管束，同時停止供給新蒸汽進入熱蒸汽回轉干燥機，即被壓縮后的二次蒸汽取代新蒸汽作為干燥熱源，完成干燥的開機過程； 6)在干燥過程中，僅在過熱蒸汽回轉干燥機的前端入口，補入傳統(tǒng)濕柏干燥工藝需用蒸汽量的10%的新蒸汽，這部分新蒸汽起攜濕和優(yōu)化干燥機內氣流場、溫度場和濕分濃度場的作用； 7)被壓縮后的二次蒸汽，在過熱蒸汽回轉干燥機的加熱管束內完成加熱作用后得到冷卻變?yōu)榫凭退旌侠淠夯亓髦恋谝粌迋溆茫? 8)在過熱蒸汽回轉干燥機內完成干燥的濕柏經輸送裝置進入熱風流化床干燥機，流化床干燥機內置加熱管，第一儲罐內的酒精和水混合冷凝液由泵輸送至流化床干燥機的加熱管加熱濕柏，完成加熱作用的酒精和水混合冷凝液回流至第二儲罐； 9)在熱風流化床干燥機完成深度干燥的濕柏即濃縮蛋白經過旋風分離器收集、裝袋即完成濃縮蛋白加工的濕柏干燥過程。
10.如權利要求9所述的工藝，其特征是，所述步驟8)的第二儲罐中的酒精和水混合冷凝液在進一步調整達到使用酒精濃度后由泵輸送至浸提器內，從而完成酒精和水混合冷凝液的回收重復利用。
【文檔編號】A23J1/14GK103822454SQ201410074418
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權日:2014年3月3日
【發(fā)明者】耿文廣, 高玲, 李選友, 馬秀力, 汪雙鳳, 員冬玲, 蔡中盼 申請人:山東科院天力節(jié)能工程有限公司