Повышение эффективности производства сухих яйцепродуктов
ООО «Фильтропор Групп»
pora@inbox.ru | www.filtropor.ru
Тел. 8(499)713-32-25, 8(926)538-01-15, 8(916)605-08-41.
ОГРН 1027739621975, ИНН 7718132937, КПП 773301001.
Существуют два направления повышения эффективности производства сухих яйцепродуктов:
- Совершенствование процессов сушки и конструкций сушильных установок.
- Предварительное концентрирование яйцепродуктов мембранными методами.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СУШКИ И КОНСТРУКЦИЙ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Широко используемые для производства яйцепродуктов распылительные сушильные установки имеют существенные недостатки:
- Полидисперсность распылённых частиц приводит к перегреву мелких фракций и снижению их качества;
- Большие габариты;
- Сложность очистки сушильного агента;
- Необходимость пастеризации перед сушкой;
- Низкая скорость растворения порошка.
Этих недостатков лишён метод сушки яйцепродуктов в виброаэрокипящем слое гранул инертного материала.
Сущность метода
Жидкие яйцепродукты распыляются в виброаэрокипящий слой гранул инертного материала. Виброаэрокипящий слой создаётся за счёт комбинированного воздействия потока нагретого воздуха и вертикальных колебаний. Распылённый жидкий продукт образует на поверхности гранул плёнку, в которой происходит активное обезвоживание. По мере обезвоживания уменьшается адгезия продукта к поверхности гранул. За счёт комбинированного эффекта уменьшения адгезии и истирания при соударении гранул продукт в виде чешуек отделяется от поверхности гранул, подхватывается потоком воздуха и уносится из камеры в циклоны. При этом осуществляется досушка частично обезвоженного продукта. Одновременно с сушкой происходит пастеризация яйцепродуктов. Применение сушилок с виброаэрокипящим слоем исключает необходимость предварительной пастеризации, что дополнительно повышает качество порошка и снижает энергозатраты.
ООО «Фильтропор Групп» разработало, изготавливает и поставляет основанные на этом методе компактные установки серии «Водопад СВКИ» (таблица 1) для сушки яичного меланжа, яичного белка, яичного желтка в виброаэрокипящем слое инертного материала (фторопластовых гранул). В основу положены разработки специалистов компании, использованные при создании сушильных установок А1-ФМУ, А1-ФМБ и А1-ФМЯ. На основании длительного (более 10 лет) опыта их эксплуатации в конструкцию внесены изменения, позволяющие повысить эффективность процесса сушки, улучшить качество высушенной продукции и уменьшить ее потери, а также увеличить время непрерывной работы сушилок.
Установки изготавливаются с разными типами воздухонагревателей: с паровыми калориферами, электрокалориферами и газовыми воздухонагревателями рекуперативного типа.
Установки выгодно отличаются от распылительных сушилок:
- существенно меньшие высота (в 3 раза) и занимаемая площадь, что позволяет использовать стандартные помещения;
- меньшая стоимость;
- минимальные потери продукта;
- более высокое качество продукта, получаемый продукт – сыпучий, не слеживается при хранении, хорошо растворимый.
- при сушке продуктов одновременно с обезвоживанием происходит пастеризация.
Такие параметры обусловили широкое использование Установок на птицефабриках и предприятиях производящих сухой яичный белок, сухой яичный желток и яичный порошок.
Более 1000 установок поставлено в период 1980–1990-х годов и эксплуатировались на птицефабриках. В конце 1990-х годов ряд установок поставлены за рубеж, в частности в Аргентину – 3 установки, Иран – 5 установок, для производства сухого яичного белка, яичного порошка, сухого яичного желтка, где они успешно эксплуатируются до настоящего времени.
На рисунке 1 в качестве примера приведена схема Установки сушильной «СВКИ-032».
В таблице 1 приведены основные характеристики параметрического ряда Сушильных установок с виброаэрокипящим слоем инертного материала.
1 – отсасывающий вентилятор; 2 – циклон;3 – решето; 4 – щетка; 5 – сушильная камера; 6 – форсунки; 7 – нагнетательный вентилятор; 8 – насос-дозатор; 9 – приемный бак; 10 – расходный бак; 11 – перекачивающий насос; 12 – фильтр; 13 – бак для воды; 14 – фильтр;
15 – калорифер; 16 – вибропривод; 17 – сборные баки; 18 – компрессор; 19 – фильтр.
Описание работы
Установка включает сушилку, компрессор, отсасывающий вентилятор, щит контроля и управления.
Основными частями сушилки являются: сушильная камера, фильтр для продукта, насос-дозатор, приемный и расходный баки, перекачивающий насос, вибратор, блок для нагрева сушильного воздуха, состоящий из паровых или электрических калориферов, или газового воздухонагревателя, циклоны со шлюзовыми затворами, линии пневмотранспорта и одновременного охлаждения высушенного продукта.
Сушильная камера включает пневматические форсунки и вибрирующее газораспределительное решето со слоем гранул инертного материала.
Насос-дозатор подает жидкий продукт в пневматические форсунки, которые распыляют его в виброаэрокипящий слой гранул инертного материала. Пленка продукта, покрывающая гранулы, интенсивно высушивается. В результате соударений гранул высушенный пленочный продукт истирается, уносится отработанным воздухом в циклоны и выводится через шлюзовые затворы.
Сжатый воздух для распыливания продукта в слой инертных гранул подается в форсунки от компрессора.
Сушильный агент – воздух подается через входной фильтр нагнетающим вентилятором в калориферный блок или газовый воздухонагреватель, достигает заданной температуры и поступает в сушильную камеру. Высушенный продукт уносится сушильным агентом в циклоны, отделяется от потока воздуха и подается через шлюзовые питатели в систему пневмотранспорта.
Воздух после циклонов удаляется вентилятором в атмосферу. Дополнительная очистка воздуха не требуется.
Мойка и санобработка оборудования осуществляются с помощью центробежного насоса и специальных устройств.
Управление установкой основано на двух контурах автоматического регулирования температуры подаваемого воздуха изменением подачи пара в калориферы и температуры отработанного воздуха изменением подачи количества жидкого продукта в сушильную камеру. Диапазон регулирования 0–180 °С, точность ±0,5 °С. Предусмотрена система аналогового измерения перепада давления на циклонах (диапазон 0–30 мбар, точность 0,25 мбар).
Имеются мнемосхема, световая сигнализация включения приводов, светозвуковая сигнализация аварийных ситуаций, система блокировок.
Таблица 1. Сушильные установки с виброаэрокипящим слоем инертного материала
| Марка | Водопад СВКИ-0,049 | Водопад СВКИ-0,126 | Водопад СВКИ-0,168 | Водопад СВКИ-0,32 | Водопад СВКИ-0,54 | Водопад СВКИ-0,8 | Водопад СВКИ-1,6 | |
| Характеристика | Ед. изм. | |||||||
| Производительность по испаренной влаге при производстве яичного порошка | кг/ч | 10 | 20 | 40 | 80 | 100 | 165 | 320 |
| Рабочее давление греющего пара, не менее | МПа | — | — | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Потребление пара (природного газа), не более | кг/ч (нм3/ч) | — | — | 140 | 280 (25) | 400 (40) | 600 (50) | 920 (100) |
| Потребляемая мощность, не более | кВт | 28,0 | 56,0 | 9,0 | 30,0 | 40,0 | 46,5 | 85,0 |
| Масса | кг | 900 | 1200 | 2500 | 3700 | 5500 | 8000 | 14000 |
| Занимаемая площадь без зон обслуживания | м2 | 3,5 | 4.5 | 10,0 | 20,0 | 25,0 | 35,0 | 60,0 |
| Высота (макс.) | мм | 2400 | 2500 | 3140 | 3200 | 3750 | 4000 | 4500 |
| Обслуживающий персонал | чел | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МЕМБРАННЫМИ МЕТОДАМИ
Наиболее эффективно применение ультрафильтрации для концентрирования яичного белка.
В результате температурного воздействия особенно при пастеризации, а также при сушке в составных частях яйца, особенно в протеинах, возникают необратимые явления, которые развиваются при его хранении.
В яичном белке, содержащем в среднем 88% влаги и высушенном методом распыления, уменьшаются растворимость, пенообразующие свойства и вязкость.
Яичный белок, концентрируется методом ультрафильтрации до 24% сухих веществ.
При концентрировании яичного белка ультрафильтрацией происходит частичная очистка от свободной глюкозы и ионов некоторых металлов.
Уменьшение содержания свободной глюкозы в яичном белке, а также концентрации солей и влаги способствует сохранению нативных свойств протеинов яичного белка как в процессе сушки, так и при хранении.
В течение 12 месяцев хранения нативные свойства протеинов порошка из концентрированного белка не изменяются.
Кроме того, существенно уменьшаются затраты на сушку.
Нами проведены исследования на пилотной ультрафильтрационной установке и на пилотной сушильной установке с виброаэрокипящим слоем фторопластовых гранул (рис. 2).
Для экспериментов была приобретена партия жидкого пастеризованного яичного белка производства птицефабрики «Волжанин» общим объемом 30 л и расфасованного в 60 пакетов по 0.5 л каждый. Содержание: белка 11%, углеводов 1%.
В таблице 2 приведены данные по составу исходного и сухого яичного белка, полученного из концентрированного и неконцентрированного исходного продукта, а также по его растворимости.
В таблице 3 приведены сравнительные данные по растворимости и массовой доле сахаров в сухом яичном белке, полученном методом распылительной сушки и сушки в виброкипящем слое инертного материала.
Данные по ситовому анализу концентрированного яичного белка, высушенного на пилотной сушилке с виброаэрокипящим слоем фторопластовых гранул: средний размер частиц – 159 мкм. 85% частиц сухого белка находятся в диапазоне от 63 до 250 мкм.
Таблица 2 – Сравнительные данные по жидкому и сухому яичному белку,
полученному из концентрированного и неконцентрированного исходного продукта.
| Показатели | Массовая доля белка | Массовая доля сахаров | Массовая доля сухих веществ | Растворимость |
| Концентрированный жидкий белок | 21,5 % | 0,35% | ||
| Сухой яичный белок из неконцентрированного белка | 78,7 % | 2,24% | 92,9% | 95,7% |
| Сухой яичный белок из концентрированного белка | 84,4 % | 0,92% | 94,8% | 98,7% |
| Фильтрат после ультрафильтрации | Менее 0,1 % | 0,27% |
Таблица 3 − сравнительные данные по растворимости и массовой доле сахаров
в сухом яичном белке, полученном методом распылительной сушки
и сушки в виброкипящем слое инертного материала.
| Показатели | Способ сушки | Растворимость, % | Массовая доля сахаров, % |
| Сухой яичный белок из неконцентрированного белка | распылительный | 92 | |
| Сухой яичный белок из неконцентрированного белка | виброкипящий слой инертного материала | 95,7 | 2,24 |
| Сухой яичный белок из концентрированного белка | виброкипящий слой инертного материала | 98,7 | 0,92 |
Результаты проведенных исследований:
- Достигнутая степень концентрирования яичного белка — 1,95.
- Массовая доля сахаров уменьшилась на 85 %.
- Растворимость увеличилась на 3 %.
- Содержание белка в фильтрате менее 1%.
Примечание:
Использовался жидкий пастеризованный яичный белок. При пастеризации уменьшаются растворимость и ухудшаются функциональные свойства белка. Так как при использовании сушильных установок с виброаэрокипящим слоем инертного материала пастеризация не нужна, то растворимость и функциональные свойства высушенного яичного белка будут улучшены.
Кандидат технических наук Ковалевский Александр Павлович
Тел. +7 (916) 140-61-48
Инженер Михеев Михаил Станиславович
Тел. +7 (916) 605-08-41