Устройство рыбомучной установки. Устройство и принцип действия рыбомучной установки. Производство рыбной муки и жира прессовым способом
 Скачать 5.48 Mb.
|
|
Электрофлотация Одним из новых способов обезжиривания бульона является электрофлотационный способ, основанный на разделении жидких фаз. При этом способе обеспечивается почти полное извлечение жира из бульона, прошедшего сепараторы. Эффективность процесса электрофлотации жира зависит от плотности тока на электродах, продолжительности процесса и высоты слоя обрабатываемой жидкости. При оптимальной плотности тока 10 ма/см 2 и высоте слоя жидкости 80 - 100 см процесс флотации жира практически заканчивается через 3 мин. Эффект обезжиривания при указанных параметрах достаточно высок и составляет 92 - 88%. При электрофлотационном способе обработки клеевой жидкости содержание взвешенных частиц в ней уменьшается более чем в 5 раз. Электрофлотационные установки питаются постоянным током пониженного напряжения (5 - 10 в). Расход электроэнергии на обработку 1 м 2 жидкости составляет 0,15 квт · ч. Рис. 20. Автоматическая рециркуляционная установка для очистки бульона и шлама от жира Упаривание обезжиренного бульона Общее содержание жира в клеевой воде, выходящей из сепаратора, зависит от эффективности действия жиромучной установки в целом, температуры сепарирования, от вида и качества сырья и технологии разваривания и прессования получаемой массы. В клеевой воде (отсепарированном бульоне) иногда содержится эмульгированный жир, особенно при обработке несколько задержанного сырья. В таких случаях она может возвращаться автоматически в систему для повторного сепарирования по схеме, указанной на рис. 20. Повторная сепарация повышает выход рыбьего жира. Таким образом рециркуляционная система позволяет извлекать дополнительное количество жира и направлять на упаривание бульон с меньшим содержанием жира. В процессе обработки клеевая вода, представляющая собой коллоидную систему, претерпевает изменения по следующей схеме Клеевая вода после очистки бульона от жира проходит все стадии вязкости, начиная от вязкости чистой воды и кончая бесконечно большой вязкостью клеевой воды, прошедшей процесс упаривания и сгущения в выпарных установках. В концентрированных бульонах вязкость уменьшается настолько быстро, что замечается явление, аналогичное плавлению твердого гомогенного тела. Следовательно, степень дисперсности студня ниже степени дисперсности жидкого его раствора и выше степени дисперсности твердого тела, из которого он получается набуханием. В этих границах степень дисперсности может иметь любую величину, поэтому основным принципом многоступенчатой обработки клеевой воды является постепенное выпаривание воды в теплообменниках, соединенных между собой таким образом, что пар, выходящий из одного выпарного аппарата, служит греющим паром для другого выпарного аппарата. Передача тепла будет осуществляться только тогда, когда будет существовать разность между температурой пара и температурой клеевой воды. В связи с этим давление пара в последующей ступени всегда ниже давления пара в предыдущей ступени. Вакуум-выпарные установки. Для получения концентрированного бульона применяются установки промышленного типа, работающие под давлением и вакуумом. Установки, работающие на низкотемпературном режиме с эжекцией пара под вакуумом во всех ступенях испарения, чаще всего используются в стационарных условиях. Установки, работающие под давлением и вакуумом с конденсацией паров во второй вакуум-выпарной ступени, широко применяются на судовых жиромучных производствах. Вакуум-выпарная двухступенчатая установка непрерывного действия марки ИВ-2Н (рис. 21), работающая на низкотемпературном режиме производительностью 390 кг /ч по испаряемой влаге (вакуум создается эжекцией пара) имеет два калоризатора с испарителями первой и второй ступени, конденсатор, эжекторную группу, необходимые насосы и бак для сбора концентрированного бульона. Калоризатор первой ступени выполнен в виде сварного цилиндра. Рис. 21. Вакуум-выпарная двухступенчатая установка непрерывного действия марки ИВ-2Н ВНИЭКИПродмаш: 1 - калоризатор; 2 - испаритель первой ступени; 3 - калоризатор второй ступени; 4 - испаритель второй ступени; 5 - конденсатор; 6 - пусковой эжектор № 2; 7 - пусковой эжектор № 1; 8 - насос для охлаждения роды; 9 - насос для концентрированного клеевого бульона; 10 - термокомпрессор; 11 - каплеуловитель; 12 - регулировочное кольцо В торцах нижней части цилиндра имеются трубчатые решетки, состоящие из 64 вертикальных трубок и трубы большого сечения для приема и подачи бульона на упаривание. Бульон непрерывно стекает под нижнюю трубчатую решетку, а затем в трубное пространство, которое является зоной кипения упариваемого бульона. Во избежание пригорания частичек белка в трубках в зоне поступления пара имеется предохранительный козырек, который воспринимает основной ток пара. Доведенный до кипения бульон непрерывно отводится в испаритель по трубе, установленной под некоторым углом, что дает возможность создавать в испарителе вихревое движение, ускоряя тем самым выделение частичек пара из бульона. Полученный таким образом вторичный пар направляется в межтрубное пространство калоризатора второй ступени как греющий пар, а клеевая вода в калоризатор второй ступени для выпаривания из нее воды необходимой концентрации. Устройство вакуум-выпарной установки предусматривает возможность возврата бульона обратно в калоризатор первой ступени, если потребуется необходимость повторного удаления влаги из бульона для повышения его концентрации. В процессе работы выпарной установки бульон в калоризаторе первой ступени начинает кипеть при температуре 80° С; благодаря поддержанию необходимого разрежения. Отсос паров проводится через испаритель. Соковый пар из испарителя протягивается термокомпрессором через межтрубное пространство калоризатора второй ступени, где он частично конденсируется, отдавая тепло на обогрев бульона во второй ступени. Другая часть сокового пара в смеси с острым паром, пройдя термокомпрессор и получив при этом заданные параметры, поступает на обогрев бульона в первой ступени. Концентрация бульона по ступеням регулируется путем возврата части бульона из испарителей в калоризатор той же ступени на повторное упаривание. Первоначальное разрежение на установке создается двумя пусковыми эжекторами, подключенными к межтрубному пространству конденсатора. На рис. 22 представлена прямоточная двухступенчатая установка, в которой первая ступень работает под давлением, а вторая под вакуумом. Клеевой бульон в первой ступени калоризатора кипит под воздействием пара высокого давления, поступающего в межтрубное пространство. Вторая ступень калоризатора обогревается за счет сокового пара, поступающего из первой ступени калоризатора. Вакуум создается водокольцевым насосом и поддерживается конденсацией вторичных паров второй ступени. Перед подачей на выпарную установку температура клеевой воды в промежуточном баке доводится до 85 - 90°С, после этого включается в работу центробежный насос, которым бесперебойно подается бульон в подтрубную камеру калоризатора первой ступени. Процесс выпаривания заключается в многократной естественной циркуляции клеевой воды через трубный пучок калоризатора, испаритель и соединительную трубу. Сепарация забрасываемой в испаритель влаги от сокового пара осуществляется следующим образом. Конец входного патрубка направлен к стенке аппарата и обеспечивает необходимый центробежный эффект. Капельки жидкости отбрасываются к стенкам аппарата, по которым и стекают вниз. В процессе работы выпарной установки вторичный пар и упаренный до необходимой концентрации клеевой бульон непрерывно поступают во вторую ступень, где осуществляется тот же процесс выпаривания под вакуумом. Конденсат, выходящий из межтрубного пространства калоризатора первой ступени, через конденсатоотводчик возвращается в испарительную систему. Остальной конденсат обычно бывает загрязнен белковыми примесями и сбрасывается в канализационную сеть. Рис. 22. Двухступенчатая прямоточная выпарная установка первая работает под давлением, вторая - под вакуумом: 1 - бак для бульона; 2 - калоризатор первой ступени; 3 - испаритель первой ступени; 4 - калоризатор второй ступени; 5 - испаритель второй ступени; 6 - конденсатор; 7 - вакуум-насос; 8 - насос для охлаждающей воды; 9 - регулятор уровня первой ступени; 10 - регулятор уровня второй ступени; 11 - бак для концентрата; 12 - насос для готового продукта; 13 - насосная установка Необходимый уровень бульона в испарительной системе регулируется автоматически с помощью поплавковых датчиков уровня ПДУ-9 и ПДУ-10, установленных на испарителях. Концентрированный клеевой бульон из подтрубной камеры калоризатора второй ступени откачивается винтовым насосом в бак, откуда определенными порциями равномерно подмешивается в жом, направляемый в сушилку. Вакуум-выпарная установка марки ИВН ВНИЭКИПродмаш, применяющаяся на отечественных судах, имеет следующую техническую характеристику. Эта вакуум-выпарная установка может работать на охлаждающей воде с большим температурным диапазоном (от 12 да 35°С). При подаче в конденсатор воды температурой 12 - 14°С вакуум-выпарная установка обеспечивает испарение влаги в количестве 320 - 350 кг /ч. При этом средняя концентрация упаренного бульона доходит до 40%. Производительность установки и средняя концентрация бульона при работе вакуум-выпарной установки с подачей на конденсатор охлаждающей воды при t = 25÷28°С практически постоянна в течение всего периода работы. При подаче чистой воды температурой 32 - 35°С производительность вакуум-выпарной установки несколько снижается и не превышает 280 - 300 кг /ч по испаряемой влаге. При такой относительно высокой температуре охлаждения производительность вакуум-выпарной установки составляет не менее 13 - 14% запроектированной производительности, что позволяет использовать ее для работы в условиях тропиков. Технологические показатели, характеризующие работу вакуум-выпарной установки марки ИВН, даны в табл. 25. Таблица 25 В процессе работы вакуум-выпарной установки в конденсационной магистрали иногда создается высокое давление, тогда отвод конденсата из калоризатора первой ступени осуществляют через отдельную линию с выпуском его в атмосферу. Подача бульона из первой ступени во вторую и из второй ступени к насосу регулируется специальными кранами. Испарители первой и второй ступеней этой системы обычно соединяются между собой трубопроводом через соответствующий кран-тройник, что позволяет поддерживать необходимый стабильный режим испарения. Во избежание переполнения напорных баков клеевой водой их оборудуют переливными патрубками. Из зарубежных установок представляют интерес следующие. Выпарная станция югославского завода "Единство" марки РБ - 1000 производительностью 24 т в сутки по испаряемой влаге состоит из двух корпусов с выносной поверхностью, нагрева и термокомпрессором. Оба корпуса оборудованы емкостными датчиками уровня, которые вместе с высокочастотными генераторами и датчиками давления устанавливаются непосредственно на выпарных аппаратах. Регулирование процесса упаривания осуществляется путем изменения электрической емкости, величина которой зависит от количества бульона, находящегося в корпусах. Установленные датчики дают сигнал на вторые приборы, расположенные на пульте, а те, в свою очередь, действуют на электрические исполнительные механизмы, осуществляющие регулировку клапанов, подающих клеевой бульон в вакуум-аппараты. Концентрация упариваемого бульона во втором корпусе контролируется фотоэлектрическим датчиком электронного рефрактометра, устанавливаемого на циркуляционной трубе. Система регулирования процесса упаривания бульона обеспечивает автоматическую подачу бульона во второй корпус, когда его концентрация становится ниже заданной. Как только концентрация бульона будет доведена до заданного предела, клапан закрывается и полученный концентрированный продукт сливается через клапан разгрузочной трубы. По мере снижения уровня клеевого бульона он автоматически доливается в тот или другой корпус. Вакуум-выпарная станция в работу включается с пульта управления. Предусмотрена возможность переключения вакуум-выпарной станции с автоматического управления на ручное. При переключении приборы и сигнализация продолжают работать. В комплект этой вакуум-выпарной станции входят сборник для клеевой воды, два выпарных корпуса, два насоса, обеспечивающих циркуляцию бульона, насос для слива концентрированного бульона, полубарометрический конденсатор, центробежный вакуум-насос и насос для воды, необходимые трубопроводы и пульт управления. Таблица 26 В установках системы "Атлас стард" уровень жидкости в испарителе контролируется посредством фотоэлемента в сочетании с визуальной системой уровня. Испаритель первой стадии спроектирован на давление до 10 ат и работает при давлении 3 - 4 am, вторая стадия упаривания проводится под вакуумом. Упаренный бульон поступает в танк, имеющий индикатор уровня и приспособление для непрерывного нагрева паром. Рис. 23. Технологическая схема обработки жиросодержащей жидкости и получение концентрированного бульона и жира на линии из двух спаренных жиромучных установок общей производительностью 70 т сырья в сутки на специализированных жиромучных судах Каспийского бассейна: Ι - бульон подпрессовый; ΙΙ - бульон осветленный; ΙΙΙ - бульон обезжиренный; IV - бульон концентрированный; V - жир неочищенный: 1 - бак для осветленного бульона; 2 - бак для обезжиренного бульона; 3 - бак для жира; 4 - сепаратор грязевой; 5 - сепаратор жировой; 6 - калоризатор первой ступени выпарной установки; 7 - испаритель первой ступени; 8 - калоризатор второй ступени; 9 - испаритель второй ступени; 10 - конденсатор; 11 - стол для сепараторных тарелок; 12 - машина для мойки сепараторных тарелок; 13 - бак для концентрата; 14 - шнек для жома; 15 - центрифуга; 16 - пресс шиековый; 17 - насос Р3 45-3А; 18 - насос от выпарной установки; 19 - насос для концентрата; 20 - цистерна для жира Технико-экономические расчеты показали целесообразность применения вакуум-выпарных установок (табл. 26). При использовании клеевых бульонов на плавбазе типа "Спасск" рентабельность 1 ц муки возрастает на 1 р. 57 коп., а прибыль от реализации муки, выработанной за сутки, - на 95 руб. Из табл. 26 видно, что при среднесуточной загрузке жиромучной установки производительностью 30 т по сырью в сутки только на 60% дополнительно получают 275 т в год протеина, а при загрузке на полную мощность и переработке 30 т сырья в сутки дополнительная выработка муки повышается до 345 т в год. Кормовая ценность всего продукта за счет увеличения содержания протеина заметно возрастает и соответственно повышается цена муки в среднем на 4%, а в денежном выражении каждая тонна рыбной муки дает дополнительно накопление в размере 22 руб., т. е. применение вакуум- выпарных установок для упаривания бульона и использования получаемого протеина на выработку рыбной муки дает возможность получить прибыль от 171 до 214,5 тыс. руб. в год. Технологическая схема обработки жиросодержащей жидкости и получения концентрированного бульона и жира на линии из двух спаренных жиромучных установок общей производительностью 70 т в сутки по сырью на специализированных жиромучных судах Каспийского бассейна представлена на рис. 23. На плавбазе "Николай Данилов" при работе на жиромучной установке фирмы "Атлас" производительностью 100 т в сутки по сырью с использованием подпрессовых бульонов для выработки цельной муки получают исключительно высокие технико-экономические показатели. Так, удельный расход пара на технологические нужды в производстве рыбной муки и жира колеблется от 0,91 до 1,22 кг /ч, электроэнергии от 78,9 до 99,3 кет o ч, в том числе 10,4 квт/ч приходится на выпарную установку. Производительность одной линии при одновременной работе выпарной установки достигает 44,7 т в сутки по сырью. При работе на сельди и использовании подпрессовых бульонов выход муки составляет 21,4%, а при работе на смешанном сырье (скумбрия и сельдь) - от 18,3 до 19,9%. Содержание сухих веществ в концентрированном бульоне доходит до 45%. При работе на смешанном сырье (скап, баттерфиш) без использования подпрессовых бульонов выход муки заметно снижается и составляет от 14,86 до 16,8%. Основные производственные показатели жиромучной установки приведены ниже. Баланс сухих веществ и химический состав сырья, полуфабриката и готовой продукции, включая использование подпрессовых бульонов, характеризуются следующими данными. Химический состав сырья (в %) * * ( В числителе даны пределы содержания, в знаменателе - среднее содержание. ) Химический состав разваренной массы перед направлением ее в пресс (%): Химический состав жома (в%) после выхода его из пресса Примечай и е. Применяемый в дайной жиромучной установке двух- шнековый пресс обеспечивал паспортные характеристики во всех циклах работы, за исключением одного цикла, когда остаточная влажность в жоме составляет 62,38%. По действующим инструкциям, влажность жома должна быть в пределах от 50 до 57%. Химический состав Сушенки (в %): Химический состав полученной рыбной муки без использования подпрессовых бульонов (в %): Химический состав бульона, выходящего из двухшнекового пресса (в %): При переработке 1 т рыбного сырья получается 350 кг жома и 650 кг бульона, весовой состав бульона (в кг): Химический состав: белковой массы (в %), полученной из шламоотделителя: Крупная белковая фракция, отделяемая из бульона шламоотделителем, составляет 3,95%. Выход белковой массы в шламоот делители (в кг /т сырья), равен Химический состав бульона после сепаратора (в %): При сепарации жирность бульона снижается в 5,03 до 0,40%. Количество жира (в кг /т сырья), выделяемого сепарацией, достигает Таким образом, количество прессового бульона после прохождения через шламоотделитель и сепаратор (кг /т сырья) снижается на 25,6 + 30,0 = 55,6. Количество очищенного клеевого бульона, направляемого на упаривание составляет Химический состав клеевого бульона, направляемого в концентратор на упаривание после сепарации, дан ниже (в кг): Химический состав полученного концентрата после упаривания (в %): При содержании плотных веществ в концентрате 45,9% масса плотных веществ составляет 44,2 кг /т сырья, а масса концентрата равна Количество влаги, отогнанной из бульона в испарителе, достигает Весовой состав концентрата (в кг), получаемого из 1 т сырья, при зафиксированном химическом составе: При содержании плотных веществ 47,7 кг в концентрате, полученном из 1 т сырья, и влажности в готовом продукте до 12% выход рыбной муки из концентрированного бульона в пересчете на 1 т сырья составляет Следовательно, при использовании подпрессовых бульонов выход муки увеличивается на 3,18%. При этом химический состав цельной рыбной муки (в %) характеризовался следующими данными: Определение привеса протеина в цельной муке производится соответствующим перерасчетом химического состава. Этот привес характеризуется данными табл. 27. Таблица 27 Введение рыбного концентрата, получаемого после упаривания бульона, в кормовую муку дает исключительно большой кормовой эффект, так как фактор животного белка (АР), аминокислоты; и витамины, взаимодействуя, обеспечивают необходимый кормовой баланс. На отечественных судах, а также на судах США, Японии, Перу, Норвегии, ФРГ, Англии и некоторых других стран рыбно-мучные установки снабжены выпарными аппаратами. Сконцентрированные бульоны, содержащие белковые вещества, витамины и минеральные соли, возвращаются в кормовую муку или выпускаются в виде самостоятельного кормового продукта, называемого растворимой рыбой. Новым и прогрессивным в технологии упаривания обезжиренных бульонов является использование центробежной силы для быстрого пропускания испаряемой жидкости через поверхность нагрева. При этом продолжительность испарения жидкости сократилась до 1 сек. Это новое усовершенствование фирмы "Альфа Лаваль" обеспечивает более полное сохранение цвета, содержания протеина, витаминов и других входящих в бульон веществ. Отсутствие денатурации улучшает растворимость порошкообразных продуктов и обеспечивает получение кормовых и пищевых продуктов высокого качества. Новая технология упаривания бульонов дает возможность положительно решать вопросы организации производства концентрированных бульонов из абсолютно свежего сырья для последующего выпуска из них продуктов питания, обеспечивает высокую степень их концентрации. Очищенные от жира бульоны за один цикл могут сгущаться до концентрации сухих веществ 85 %. Из выпарных установок, применяемых за рубежом, представляет интерес непрерывно действующая установка фирмы "Д е Лаваль", именуемая "Центритерм" (рис. 24), производительностью 800 кг /ч по испаряемой влаге, в процессе работы в ее выпарном аппарате одновременно может быть только 1,5 л жидкости. В связи с тем, что в системе содержится мало бульона, а теплопередача чрезвычайно эффективна, нормальные рабочие параметры достигаются быстро. Рис. 24. Технологическая схема непрерывно действующей выпарной установки фирмы 'Де Лаваль' 'Центритерм' производительностью 800 кг испаряемой влаги в 1 ч: 1 - фильтры взаимозаменяемые; 2 - балансировочный резервуар с двумя поплавковыми клапанами; 3 - питающий насос переменной производительности; 4 - выпарной аппарат; 5 - вакуум-охладитель; 6 - пароструйный эжектор; 7 - вытяжной насос; 8 - поверхностный конденсатор типа пластинчатого теплообменника По сравнению с большинством выпарных установок у "Центритерма" период работы между чистками более продолжителен, так как упариваемый бульон отбрасывается центробежной силой с поверхности нагрева до образования пригара. Рис. 25. Схема установки 'Центритерм' Схема удаления влаги из бульона показана на рис. 25. Поверхность нагрева состоит из ряда нагреваемых паром конусных тарелок, которые вращаются на общем веретене. Бульон подается в аппарат через патрубок. Сопла разбрызгивают жидкость к нижней части конусов, где она под действием центробежной силы немедленно распределяется по всей поверхности нагрева слоем толщиной не более 0,1 мм. Кипящий бульон проходит через поверхность нагрева приблизительно в течение 1 сек. Концентрат собирается в пространстве на периферии конусов, откуда проходит через вертикальные отверстия в отдельный канал и затем выпускается через стационарный отделительный патрубок. Пар отводится из окружающего кожуха через боковое отверстие. Через полое веретено пар впускается в паровую камеру, а затем внутрь конуса, где конденсируется проходящим по другой стороне бульоном. Центробежной силой конденсат отбрасывается к верхним внутренним конусным стенкам, следуя по ним к периферии конусов, откуда выпускается через отверстия в отделительном канале, находящемся на дне паровой камеры. Отсюда он вытягивается стационарным отделительным патрубком и выпускается через полое веретено. Выпарная установка имеет два фильтра, которые отделяют все крупные частицы белка из бульона, поступающего в балансировочный резервуар. Резервуар снабжен двумя поплавковыми клапанами, из которых один поддерживает постоянный уровень жидкости, а другой служит предохранителем. В том случае когда подача жидкости по какой-либо причине прекращается, предохранительный клапан направляет бульон в резервуар и таким образом предотвращает "сухое кипение" и пригорание. Питающий насос подает жидкость в выпарной аппарат, пропускная способность которого регулируется этим же насосом переменной мощности. После выпаривания бульона до установленной концентрации полученный концентрат немедленно охлаждается в вакуум-охладителе, вакуум которого создается пароструйным эжектором. Готовый к расфасовке концентрат откачивается насосом. Соковый пар из выпарного аппарата и эжектора конденсируется в поверхностном конденсаторе. Техническая характеристика конденсатора показана в табл. 28. Таблица 28 |