Линия для получения масла из кофейного шлама и отходов производства кофе

 

Использование: масло-жировая промышленность, в частности, получение кофейного масла. Сущность: линия для получения кофейного масла из кофейного шлама и отходов производства кофе содержит две последовательно установленные установки аналогичного выполнения для обработки сырья спиртом и экстракции углеводородным растворителем. Каждая из установок включает горизонтальный шнековый противоточный экстрактор, сборник экстракта, фильтр, центрифугу, необогреваемый проветривающий барабан и конденсатор паров, причем между первым из проветривающих барабанов и вторым экстрактором установлена дробилка молоткового или дискового типа. Линия обеспечивает условия для полного извлечения масла путем насыщения сырья спиртом и отвода ароматического экстракта, содержащего кофеоль перед основной экстракцией. 1 ил.

Изобретение относится к технике экстракции растительных масел, в частности к оборудованию для экстракционного извлечения кофейного масла из кофейного шлама и отходов производства кофе.

Известны линии для получения растительных масел, содержащее экстракторы, сборники мисцеллы, фильтры, оборудование для отгонки растворителя из мисцеллы и шрота [1,2] Наиболее близкой к предлагаемой является линия для получения растительного масла, содержащая горизонтальный противоточный экстрактор, сборник мисцеллы, фильтр, узел предварительного упаривания и окончательной дистилляции мисцеллы в пленке, узел упаривания и осушки шрота, конденсатор паров растворителя, насосы и трубопроводы [2] В этой линии осуществляется многоступенчатая экстракция одним видом растворителя, что не обеспечивает извлечения масла из такого сырья, как кофейный шлам или отходы получения кофе. Это объясняется тем, что условия проникновения растворителя к маслу, содержащемуся в клетках кофе, можно создать лишь после предварительного взаимодействия со спиртом и водой. Вода способствует набуханию клетки и повышению растворяющей способности спирта, а спирт нужен для извлечения ароматических и других экстрактивных веществ, присутствие которых в чистом кофейном масле нежелательно. В случае, если имеется влажное сырье, для предварительной обработки используют высококонцентрированный спирт, сухое же сырье требует применения водного раствора спирта.

Таким образом, задачей предлагаемого изобретения является обеспечение условий для полного извлечения кофейного масла. Технический результат, позволяющий решить эту задачу, насыщение сырья спиртом и при необходимости водой и отвод ароматического экстракта перед основной экстракцией.

Для достижения этого технического результата в линии для получения масла, содержащей горизонтальный противоточный экстрактор, сборник мисцеллы, фильтр, узел предварительного упаривания и окончательной дистилляции мицеллы в пленке, узел отделения растворителя и шрота, конденсатор паров растворителя, насосы и трубопроводы, предлагается в качестве горизонтального противоточного экстрактора использовать шнековый экстрактор для обработки легколетучим углеводородным растворителем, а узел отделения растворителя и сушки шрота составить из центрифуги и необогреваемого проветривающего барабана с вентилятором, сборником мисцеллы, фильтром, проветривающим барабаном и конденсатором паров, имеющим аналогичное основным выполнение и служащим для предварительной обработки сырья спиртом или его водным раствором, а между дополнительным проветривающим барабаном и основным экстрактором на линии их сообщения установить дробилку молоткового или дискового типа для получения крупки из остатка после спиртовой обработки.

Предварительная обработка сырья спиртом или его водным раствором (концентрацию спирта выбирают в зависимости от исходной влажности сырья) позволяет обеспечить условия для эффективной экстракции масла легколетучим углеводородным растворителем, преимущественно гексаном; водно-спиртовой экстракт, получаемый при этом и содержащий кофеоль, можно использовать в кондитерской и винодельческой промышленности, например в производстве ликеров. Применение для обработки спиртом так же, как и для обработки гексаном, шнековых экстракторов обеспечивает одноступенчатое противоточное взаимодействие с экстрагируемым материалом, наиболее целесообразное в данном случае. В проветривающем барабане при небольшом разрежении и естественной температуре из остатка после спиртовой обработки, отжатого в центрифуге, отгоняется влага с парами спирта, но некоторое ее количество сохраняется в материале, обрабатываемом гексаном. Это необходимо для того, чтобы гексан проник в клетку и "подошел" к содержащемуся в клетке жиру, что увеличивает эффективность экстракции.

Применение такого же барабана для обработки минерального остатка после гексановой экстракции также позволяет исключить высокотемпературный нагрев и отогнать легколетучий растворитель. Гексановую мисцеллу на первой стадии упаривают в трубчатом устройстве, а на второй в роторном пленочном испарителе.

На чертеже изображена предлагаемая линия. Она содержит бункер-накопитель 1 для сырья, двушнековый горизонтальный противоточный экстрактор 2, емкость 3 для спирта, сборник 4, насос 5, фильтр 6, накопительную емкость 7 для водно-спиртового экстракта, центрифугу 8, необогреваемый проветривающий барабан 9, конденсатор 10 для паров спирта, мельницу 11 молоткового или дискового типа, экстрактор 12, аналогичный по конструкции экстрактору 2, емкость 13 для гексана или другого легколетучеуглеводородного растворителя, насос 14, сборник 15 мисцеллы, насос 16, фильтр 17, накопительную емкость 18 для мисцеллы, центрифугу 19, проветривающий барабан 20, конденсатор 21 паров гексана, трубчатый упариватель 22, промежуточную емкость 23, пленочный испаритель 24 с холодильником 25.

Линия работает следующим образом.

Кофейное сырье из бункера-накопителя 1 поступает в экстрактор 2, куда подают спирт или его водный раствор из емкости 3. Получаемый при противоточном взаимодействии водно-спиртовой экстракт стекает в сборник 4, откуда насосом 5 через фильтр 6 его отводят в накопительную емкость 7 для отгрузки потребителю. Отработанный материал поступает в центрифугу 8, где отжимается. Жидкая фаза также уходит в сборник 4, а твердая в барабан 9, снабженный вентилятором (на чертеже не показан). Отогнанные при проветривании пары воды и спирта конденсируются в конденсаторе 10 и в жидком виде возвращаются в сборник 4. Сухой остаток из барабана 9 отводится в мельницу 11, где его дробят в крупку. Крупку подают в экстрактор 12 вместе с гексаном из питательной емкости 13, нагнетаемым насосом 14. Гексановая мисцелла стекает в сборник 15 и насосом 16 через фильтр 17 подается в накопительную емкость 18. Шрот проходит аналогичную вышеописанной обработку в центрифуге 19 и барабане 20. Конденсат паров из конденсатора 21 возвращается в сборник 15 так же, как и жидкая фаза из центрифуги 19. Сухой остаток из барабана 20 отводится и используется для приготовления комбикорма. Мисцелла проходит через трубчатый упариватель 22, где из нее отгоняется около 90% гексана в тонкой пленке, и через промежуточную емкость 23 в пленочный роторный испаритель 24 для окончательной отгонки.

Таким образом в предлагаемой линии получают природное кофейное масло, почти свободное от ароматической фракции кофеоля, в то время как в известных установках их практически невозможно разделить.

Формула изобретения

ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ КОФЕЙНОГО ШЛАМА И ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА КОФЕ, содержащая горизонтальный противоточный экстрактор, сборник мисцеллы, фильтр, узел предварительного упаривания и окончательной дистилляции мисцеллы в пленке, узел отделения растворителя и сушки шрота, конденсатор паров растворителя, насосы и трубопроводы, отличающаяся тем, что в качестве горизонтального противоточного экстрактора использован шнековый экстрактор для обработки сырья легколетучим углеводородным растворителем, а узел отделения растворителя и сушки шрота состоит из центрифуги и необогреваемого проветривающего барабана с вентилятором, при этом линия оснащена дополнительными экстрактором, сборником экстракта, фильтром центрифугой, проветривающим барабаном и конденсатором паров, имеющими аналогичное основным выполнение и служащими для предварительной обработки сырья спиртом или его водным раствором, а между дополнительным проветривающим барабаном и основным экстрактором на линии их сообщения установлена дробилка молоткового или дискового типа для получения крупки из остатка после спиртовой обработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1