Способ получения пищевой биодобавки и сушилка для его осуществления

 

Технической задачей изобретения является повышение качества компонентов смеси, питательной ценности твердого компонента (например, пивной дробины) и эффективности сушки полученного продукта. Изобретение относится к переработке отходов пивоваренного производства. В способе получения пищевой биодобавки из вторичных сырьевых ресурсов пивоваренного производства получение твердого компонента осуществляют путем удаления из исходного сырья влаги в активном гидродинамическом режиме с зонами сушки и досушки. Затем непрерывно смешивают его с жидким компонентом. Осуществляют окончательную сушку полученной смеси в активном гидродинамическом режиме тем же сушильным агентом, что и при получении твердого компонента. В сушилке, содержащей цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, полая вставка выполнена в виде чередующихся элементов гиперболической и шарообразной формы. Перед последним гиперболическим элементом вставки в районе его сопряжения с шарообразной частью вставки размещен распылитель. Внешняя поверхность распылителя повторяет внутреннюю форму сопряжения. При этом распылитель имеет сквозные каналы для прохождения сушильного агента. Изобретение позволяет эффективно удалить влагу из твердого компонента, эффективно произвести смешивание компонентов смеси, улучшить гидродинамику процесса. 2 с.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к переработке отходов пивоваренного производства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту по решаемой задаче является способ производства кормового продукта (а. с. 1814525, Кл. А 23 К 1/06, 1993 г., Б.И. 17), предусматривающий смешивание вторичных сырьевых ресурсов с осадочными пивными дрожжами, их обработку, разделение на твердую и жидкую фазы, сгущение жидкой фазы с последующим ее смешиванием с твердой фазой и высушиванием полученного продукта до массовой доли сухих веществ 8,0-9,0%.

Недостатком способа является то, что смешивание вторичных сырьевых ресурсов и их сушка осуществляются периодически с низкой эффективностью и большей длительностью проведения процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту по решаемой задаче является сушилка с активным гидродинамическим режимом (Патент РФ 2159403, Кл. F 26 В 17/10, 2000 г., Б.И. 32), содержащей цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, отражатель, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении, конфузор для ввода основного потока сушильного агента, по оси камеры в ее цилиндрической части установлена полая вставка, выполненная в виде гиперболоида, верхний срез которого жестко закреплен на цилиндрической поверхности камеры над тангенциально установленным патрубком материала, а между ее нижним срезом и боковой поверхностью камеры предусмотрены кольцевой зазор и каналы для вывода отработанного сушильного агента, в которой проводится сушка термолабильных материалов в закрученном потоке и взвешенном слое с образованием зон его сушки и досушки.

Недостатком конструкции сушилки является невозможность непрерывного смешивания компонентов смеси и осуществление ее последующей сушки.

Технической задачей изобретения является повышение качества компонентов смеси, питательной ценности твердого компонента (например, пивной дробины) и эффективности сушки полученного продукта.

Техническая задача достигается тем, что в способе получения пищевой биодобавки из вторичных сырьевых ресурсов пивоваренного производства, включающем получение твердого компонента, сгущение жидкого компонента и смешивание его с твердым с последующей сушкой полученной смеси до массовой доли сухих веществ 8,0-9,0%, новым является то, что получение твердого компонента осуществляют путем удаления из исходного сырья влаги в активном гидродинамическом режиме с зонами сушки и досушки до влажности 12-15% с последующим непрерывным смешиванием его с жидким компонентом путем распыливания последнего на выходе из зоны досушки твердого компонента и окончательной сушкой полученной смеси в активном гидродинамическом режиме тем же сушильным агентом, что и при получении твердого компонента, а в сушилке для его осуществления, содержащей цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, полую вставку, каналы для вывода сушильного агента, отражатель, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении, конфузор для ввода основного потока сушильного агента, новым является то, что полая вставка выполнена в виде чередующихся элементов гиперболической и шарообразной формы, а перед последним гиперболическим элементом вставки в районе его сопряжения с шарообразной частью вставки размещен распылитель, установленный с возможностью вращения, внешняя поверхность которого повторяет внутреннюю форму сопряжения, при этом распылитель имеет сквозные каналы для прохождения сушильного агента.

Технический результат заключается в повышение качества компонентов смеси, питательной ценности основного компонента (например, пивной дробины) и эффективности сушки получаемого продукта.

На фиг. 1 схематически изображена сушилка для осуществления способа получения пищевой биодобавки; на фиг.2 - распылитель, вид сбоку; на фиг.3 - распылитель, вид сверху; на фиг.4 - схема удаления влаги из частицы смеси при одновременной подаче компонентов на сушку; на фиг.5 - схема удаления влаги из частицы твердого компонента (например, пивной дробины) с последующим нанесением на нее слоя жидкого компонента (например, осадочных пивных дрожжей) при предлагаемом способе.

Сушилка для получения пищевой биодобавки (фиг.1) состоит из цилиндроконической камеры, к цилиндрической части 1 которой подключен тангенциальный патрубок 2 ввода твердого компонента (например, пивной дробины) в виде газовзвеси, камеры выгрузки сухого продукта 3, конической части 4 камеры, к вершине которой соосно подключен конфузор 5 для ввода основного потока сушильного агента.

По оси установки в цилиндрической части 1 размещена полая вставка 6 в виде чередующихся элементов гиперболической и шарообразной формы. На внешней поверхности полой вставки 6 расположены каналы 7 регулируемого сечения для вывода части отработанного сушильного агента.

Распылитель 8, размещенный перед последним гиперболическим элементом в районе его сопряжения с шарообразной частью вставки, установленный с возможностью вращения (фиг.2 и 3), содержит вертикальный корпус 9, по оси которого с кольцевым зазором размещена питательная труба 10, по периметру которой выполнены отверстия 13 для подачи жидкого компонента (например, осадочных пивных дрожжей), лопаточный завихритель 11, в корпусе 9 в его верхней части выполнены сквозные каналы 12 для прохождения сушильного агента и жидкого компонента (например, осадочных пивных дрожжей), выполнены каналы в вертикальной и горизонтальной плоскости под углом, который обеспечивает наиболее полное и качественное распыливание жидкого компонента (например, осадочных пивных дрожжей), причем внешняя поверхность распылителя 8 повторяет внутреннюю форму сопряжения полой вставки 6. Над верхним срезом полой вставки расположен отражатель 14, который перемещается в осевом направлении с помощью привода 15. В крышке 16 цилиндроконической камеры предусмотрен патрубок 17 для вывода отработанного сушильного агента.

Способ получения пищевой биодобавки осуществляется следующим образом.

Твердый компонент (например, пивная дробина), предварительно отжатый на шнековом прессе до влажности 40-45%, подают в цилиндрическую часть 1 цилиндроконической камеры в виде газовзвеси через патрубок 2, где она подсушивается в закрученном потоке. Частично подсушенный твердый компонент (например, пивная дробина) опускается в нижнюю коническую часть 4 цилиндроконической камеры, где захватывается основным потоком сушильного агента, подаваемого через патрубок 5. Процесс сушки продолжается в активном гидродинамическом режиме (зона I). В ядре потока осуществляется фонтанирование слоя твердого компонента (например, пивной дробины), а по периферии опускаются закрученные тангенциальным потоком частицы твердого компонента (например, пивной дробины), при этом ядро фонтана вращается вокруг вертикальной оси. Направление вращения ядра фонтана совпадает с направлением движения тангенциального потока. Высыхая, частицы твердого компонента (например, пивной дробины) поднимаются вверх и захватываются потоком сушильного агента, скорость которого увеличивается вследствие уменьшения сечения, обусловленного конфигурацией полой вставки 6. По мере движения сушильного агента через полую вставку 6 его скорость падает до скорости витания частиц твердого компонента (например, пивной дробины) из-за увеличения проходного сечения, обусловленного шарообразной конфигурацией вставки 6, и образуется взвешенный слой (зона II), в котором идет досушка частиц твердого компонента (например, пивной дробины) до влажности 10-15%. Далее частицы твердого компонента поднимаются вверх и захватываются потоком сушильного агента, скорость которого увеличивается вследствие уменьшения сечения, обусловленного конфигурацией полой вставки 6. В месте наибольшего увеличения скорости сушильного агента в районе сопряжения последнего гиперболического элемента с шарообразной частью при помощи распылителя 8 через питательную трубу 10 подают предварительно отцентрифугированный жидкий компонент (например, осадочные пивные дрожжи), происходит смешивание сухого твердого компонента (например, пивная дробина) с распыленным жидким (например, осадочные пивные дрожжи) (зона III) и последующая сушка полученной смеси (зона IV) при пониженной влажности среды, что обеспечивает, например, прекращение жизнедеятельности дрожжевых клеток и сохранение витаминов и дрожжевых белковых веществ, которые при пониженной влажности более термостойки. К примеру, при одновременной подаче на сушку пивной дробины и осадочных пивных дрожжей на поверхности частиц пивной дробины образуется слой дрожжей, которые, высыхая, образуют "корку", препятствующую удалению влаги из частицы пивной дробины (фиг.4). Этот недостаток устраняется в предлагаемом способе, поскольку вначале высушивается пивная дробина, а затем при достижении заданной влажности добавляются осадочные пивные дрожжи (фиг.5), что позволяет получить качественный продукт, с заданной влажностью. Кроме этого, при осуществлении данного способа улучшается тепло- и массообмен за счет того, что сначала высушивается твердый компонент (например, пивная дробина), а затем полученная им энергия передается в зоне сушки IV нанесенному на него жидкому компоненту (например, осадочным пивным дрожжам), удалению влаги в последней зоне препятствует только тонкий подсушенный слой жидкого компонента (например, осадочных пивных дрожжей) (фиг. 5), в отличие от способа сушки при одновременной подаче на сушку твердого (например, пивной дробины) и жидкого (например, осадочных пивных дрожжей) компонентов (фиг. 4), когда сопротивление влагоудалению возникает сначала из-за образования сухого слоя жидкого компонента (например, осадочных пивных дрожжей) на поверхности влажного твердого компонента (например, пивной дробины), а затем сухой части твердого компонента (например, пивной дробины), т. е. в этом случае влаге (наружу) и тепловой энергии (внутрь) приходится преодолевать двойной слой, состоящий из высохшего каркасов жидкого (например, осадочные пивные дрожжи) и твердого (например, пивная дробина) компонентов, обладающих низкой тепло- и паропроводностью.

Через распылитель 8, имеющий сквозные каналы 12, осуществляется прохождение сушильного агента и жидкого компонента (например, осадочные пивные дрожжи), благодаря выполнению внешней поверхности вертикального корпуса 9, повторяющего внутреннюю форму сопряжения полой вставки 6, частицы смеси не возвращаются в зону распыла (зона III) и улучшается гидродинамика процесса.

Отражатель 14 отклоняет частицы смеси в радиальном направлении, в результате чего легкие высушенные частицы смеси попадают в камеру выгрузки 3, в которой происходит разделение продукта и отработанного сушильного агента, а недосушенные частицы смеси возвращаются во взвешенный слой. Отработанный сушильный агент удаляется из камеры выгрузки 3 через патрубок 17. С помощью привода 15 регулируется расстояние от отражателя 14 до верхнего среза полой вставки.

Предлагаемый способ и сушилка для его осуществления имеют следующие преимущества: - позволяют эффективно удалить влагу из твердого компонента (например, пивной дробины) в активном гидродинамическом режиме с чередованием зон сушки и досушки до влажности 12-15% с последующим непрерывным смешиванием с жидким компонентом (например, осадочными пивными дрожжами) путем их распыливания; - выполнение полой вставки в виде чередующихся элементов гиперболической и шарообразной формы с установкой в ней распылителя позволяет повысить качество компонентов смеси, питательную ценность основного компонента (например, пивной дробины) и эффективность процесса сушки; - выполнение внешней поверхности вертикального корпуса распылителя по форме, повторяющей внутреннюю поверхность сопряжения вставки, позволяет наиболее эффективно произвести смешивание компонентов смеси; - наличие сквозных каналов в вертикальном корпусе распылителя для прохождения сушильного агента позволяет улучшить гидродинамику процесса; - установка распылителя в районе его сопряжения обеспечивает невозможность возврата в зону распыла частиц смеси; - постадийное высушивание твердого и жидкого компонентов при получении пищевой биодобавки позволяет сохранить биологически активные вещества в исходных компонентах.

Приведены сравнительные характеристики химического (таблица 1) и витаминного (таблица 2) состава получаемой пищевой добавки, рассмотренные в соответствии с настоящим изобретением и полученные указанным выше способом.

Формула изобретения

1. Способ получения пищевой биодобавки из вторичных сырьевых ресурсов пивоваренного производства, включающий получение твердого компонента, сгущение жидкого компонента и смешивание его с твердым с последующей сушкой полученной смеси до массовой доли сухих веществ 8,0-9,0%, отличающийся тем, что получение твердого компонента осуществляют путем удаления из исходного сырья влаги в активном гидродинамическом режиме с зонами сушки и досушки до влажности 12-15% с последующим непрерывным смешиванием его с жидким компонентом путем распыливания последнего на выходе из зоны досушки твердого компонента и окончательной сушкой полученной смеси в активном гидродинамическом режиме тем же сушильным агентом, что и при получении твердого компонента.

2. Сушилка для получения пищевой биодобавки, содержащая цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, полую вставку, каналы для вывода сушильного агента, отражатель, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении, конфузор для ввода основного потока сушильного агента, отличающаяся тем, что полая вставка выполнена в виде чередующихся элементов гиперболической и шарообразной формы, а перед последним гиперболическим элементом вставки в районе его сопряжения с шарообразной частью вставки размещен распылитель, установленный с возможностью вращения, внешняя поверхность которого повторяет форму сопряжения, при этом распылитель имеет сквозные каналы для прохождения сушильного агента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6