Спосіб завантаження при гідролізі легкооб’ємної сировини

Винахід відноситься до гідролізної промисловості і може бути використаний в м'ясопереробній, харчовій, хімічній, фармацевтичній і медичній промисловостях при переробці легкооб'ємної сировини. Відомий спосіб завантаження і гідролізу легкооб'ємної сировини (перо-пухова, вовна, волосся, щетина) при якому в гідролізний апарат спочатку завантажують сировину, потім каталізатор, розчинник, піднімають температуру до заданої і здійснюють гідроліз (див. А.С. СРСР 829084, A23j 1/10,1981, А.С. СРСР 686715, А23к 1/10,1979, А.С. СРСР 578832, А23j 1/10,1977, А.С. СРСР 387693, А23к 1/10,1973, А.С. СРСР 378382, С05f 1/00,1973. А.С. СРСР 294828, С07b 7/00,1971, Технологічна інструкція з виробництва сухи х тваринних кормів, М. 1976). Недоліком зазначеного способу є те, що при такому порядку завантаження легкооб'ємної сировини відбувається одноразове заповнення гідролізного апарату сировиною, що по масі в 2-3 рази менше необхідного для забезпечення оптимальних, економічно доцільних умов проведення гідролізу (рідинного коефіцієнта і коефіцієнта заповнення гідролізного апарату), у результаті чого непродуктивно використовується гідролізне устаткування, збільшуються енерговитрати і час на переробку одиниці маси сировини. В усі х цих випадках гідроліз провадять або при збільшеному до 1:6-1:9 і більшому рідинному коефіцієнті, або при низькому коефіцієнті заповнення гідролізного апарату, що в обох випадках недоцільно. Величина рідинного коефіцієнта (відношення обсягу обробного розчину до маси сировини) має велике значення при визначенні пропускної здатності гідролізних апаратів, від її значення залежить рівномірність контакту сировини з обробним розчином. Мінімальний рідинний коефіцієнт, застосовуваний для гідролізу кератинової сировини - від 2 до 3,5. У реакторах, застосовуваних для гідролізу, об'єм, зайнятий сировиною й обробним розчином, т. зв. корисний об'єм апарату, визначається коефіцієнтом заповнення, що допускається, оптимум якого знаходиться в межах 0,8. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб завантаження і гідролізу легкооб'ємної сировини із сечовиною (див. ТУ 49 УРСР 172-78 і ТІ до них) - прототип. По цьому способу у вакуумгоризонтальний казан місткістю 2,8м 3 завантажують спочатку 250кг перо-пухової сировини, далі завантажують каталізатор - сечовину в кількості від 2 до 2,5% до маси сировини, потім додають воду з розрахунку на 1 вагову частину сировини 2 вагові частини води, піднімають температур у до 133°С и здійснюють гідроліз. Коефіцієнт заповнення апарату при цьому менш 0,3. Недоліком зазначеного способу є те, що він дозволяє одноразово завантажити в гідролізний апарат невелику кількість сировини, має низький коефіцієнт заповнення гідролізного апарату, через що низький його ККД, а, отже, великі енерговитрати і тривалість технологічного процесу при переробці одиниці маси легкооб'ємної сировини. Метою винаходу є підвищення продуктивності і скорочення енерговитрат на переробку одиниці маси легкооб'ємної сировини. Поставлена мета досягається тим, що в способі завантаження при гідролізі легкооб'ємної сировини, що передбачає завантаження сировини й інших компонентів, підйом температури до заданої і проведення гідролізу, процес завантаження здійснюють так, що спочатку в гідролізний апарат завантажують рідку фазу і каталізатор, підігрівають отриманий обробний розчин до температури 65-95°С, а потім при цій температурі і постійному перемішуванні поступово завантажують легкооб'ємну сировину, а по закінченні завантаження температур у суміші піднімають до заданої і здійснюють потрібний гідроліз. При безупинному перемішуванні і поступовому завантаженні легкооб'ємної сировини в підігрітий до 65-95°С розчин каталізатора відбувається частковий гідроліз поверхневих шарів його окремих частин, вони зменшуються в обсязі і здобувають липкість, у результаті чого відбувається їхнє більш активне сполучення з обробним розчином. При цьому в гідролізному апараті постійно звільняється місце для наступних порцій сировини, що завантажується, завдяки чому в той самий корисний об'єм апарату і практично за той самий час забезпечується завантаження маси сировини, у 2-3 рази більшої в порівнянні з прототипом. Таким чином, забезпечується оптимальніоть рідинного коефіцієнта (3) при максимальному коефіцієнті заповнення гідролізного апарату (0,8). Це дозволяє в 2-3 рази збільшити продуктивність гідролізного апарату і, відповідно, скоротити енерговитрати на переробку одиниці маси легкооб'ємної сировини. Зниження температури нижче 65°С не забезпечує позитивного ефекту, тому що при цьому процес гідролізу легкооб'ємної сировини значно сповільнюється, у зв'язку з чим буде потрібно багаторазове збільшення часу для завантаження сировини, що спричинить за собою подовження технологічного процесу. При температурі вище 95°С відбувається місцевий перегрів обробного розчину і вспінення його, що перешкоджає процесу завантаження. Крім цього, при температурах, близьких до температури кипіння, відбувається паротворення, що погіршує умови праці при завантаженні і неприпустимо по техніці безпеки. Нижче наведені конкретні приклади виконання способу, що заявляється. Приклад 1. У сталевий реактор ємністю 150л завантажують 86,4кг води, включають мішалку, додають 3,6кг їдкого натру, суміш підігрівають до 80°С і при безупинному перемішуванні поступово протягом 30 хвилин завантажують 30кг перо-пухової сировини, після чого піднімають температуру і проводять по заданих режимах гідроліз. При цьому рідинний коефіцієнт 3, коефіцієнт заповнення реактора 0,8, як і потрібно по інструкції з експлуатації реактора. По прототипі можливе одноразове завантаження 10-15кг зазначеної сировини. Приклад 2. У сталевий емальований реактор ємністю 150л завантажують 90кг 6 нормального розчину соляної кислоти, підігрівають до 90°С і поступово, при безупинному перемішуванні, протягом 30хв. завантажують 30кг щетини. Піднімають температур у суміші до заданої і здійснюють необхідний гідроліз по заданому режимі. Рідинний коефіцієнт 3, коефіцієнт заповнення реактора - 0,8. По прототипу можливе завантаження 10-15кг такої сировини. Приклад 3. У сталевий емальований реактор ємністю 150л завантажують 90кг 6 нормального розчину соляної кислоти, підігрівають до 65°С и поступово завантажують волосяні відходи. Спочатку завантаження за рахунок змочування і часткового гідролізу досягається завантаження 15кг сировини, потім швидкість завантаження сповільнюється і для завантаження 30кг сировини потрібно 1,5години. Приклад 4. У сталевий емальований реактор ємністю 150л завантажують 90кг 4% розчину їдкого натру, підігрівають до 60°С і поступово, протягом 30хв. завантажують шерстні відходи. За цей час удається завантажити тільки 15кг сировини. Далі завантаження утруднене через слабко проходячий гідроліз. Ефект незначний. Приклад 5. У сталевий реактор ємністю 150л завантажують 90кг 4% розчину їдкого натру, підігрівають до 98°С. Завантажити необхідну кількість перо-пухової сировини при цій температурі виявилося неможливим, тому що на перших же хвилинах відбувається випар розчину з неприємним запахом, розчинювана сировина спінюється і починає вихлюпува тися з завантажувального люка разом із сировиною, що завантажується, і розчином. Отже, завантаження сировини при температурі скипання розчину практично неможливе, і неприпустиме по техніці безпеки. Використання пропонованого способу завантаження при гідролізі легкооб'ємної сировини в промислових умовах дозволить: - збільшити в 2-3 рази масу легкооб'ємної сировини, рівноцінного обсягу, що завантажується одноразово в гідролізний апарат; - скоротити енерговитрати на процес у 2 рази; - підвищити ККД гідролізного устаткування мінімум у 2 рази; за рахунок чого підвищити його продуктивність, збільшити знімання продукту з одиниці виробничої площі, скоротити енерговитрати і витрати часу на переробку одиниці маси сировини.