CN102079791B - 一种小型化红薯淀粉加工系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种小型化红薯淀粉加工系统及方法，加工系统连接在一个整体平台上的如下装置：原料清洗输送装置，粉碎装置，筛分装置，淀粉洗涤精制的分离装置，除砂装置，脱水装置。淀粉洗涤精制的分离装置是一种专用小型旋流器组，为本系统提供淀粉精制，工艺循环水，从而实现淀粉洗涤的自动化连续工作，并为筛分和清洗系统提供水源，达到节水目的。本发明的加工系统可以实现小型加工设备连续加工红薯，最终获得精制湿淀粉。是一种能节约生产用水、减少污水排放、灵活机动、操作简便，易于推广的红薯淀粉加工系统。

Description

一种小型化红薯淀粉加工系统及方法

技术领域

本发明涉及红薯淀粉加工技术，具体讲本发明提供了一种小型化红薯淀粉加工系统及方法。

背景技术

我国是一个农业大国，红薯种植面积很广，由于红薯耐旱，高产，淀粉含量高，是不可缺少的重要食物来源，粮食匮乏时曾一度解决了不少人的吃粮问题。现在的红薯淀粉也是很重要食品和工业原料，以红薯淀粉制成的粉条，粉丝，凉粉成为人们餐桌上的美食，其变性后制成的各种变性淀粉也成为工业生产不可或缺的原料。据统计，国内红薯淀粉产量的75％用于工业原料和食品添加剂，25％用于直接食用和淀粉制品。

国内生产淀粉的行业可以分为两种，一种是大型机械化加工厂，一种为传统小型作坊式加工厂。大型厂采用机械清洗，破碎，筛分，精制，脱水，干燥，可以在几分钟内将原料加工成等级精制红薯淀粉(国家有标准将红薯淀粉分为优级，一级，二级三个等级)，原料处理量在5～30吨/小时，甚至更大，产品色泽洁白，品质高，多用于工业原料和高档食品原料；而传统手工作坊式的加工就落后很多，简单的破碎，筛分，沉淀后，挖出粉坨，晾晒后制成“粗粉”(小于二级国标)出售，原料处理量在5～10吨/天，劳动强度大，水耗多，环保压力大，产品色泽差，品质低，甚至有异味和泥砂，多用于低端的产品(如凉粉，粉条等)。红薯淀粉如果不能在加工的初期将蛋白，果胶去除，一旦氧化褐变，只有通过加入化学试剂的方法进行漂白，所以“粗粉”要想变成高品质的等级精制红薯淀粉，处理难度和成本较高。大型机械化加工厂比小型作坊式加工厂在工艺上多了精制这一重要环节，也正是此环节将淀粉中蛋白，果胶去除，淀粉才能减少酸败褐变的机会，后期处理才能获得较高的品质(比如白度，气味，斑点)。

红薯淀粉加工不论大型厂还是土作坊，一般只产生两种废物：薯渣和细胞液(蛋白水)。薯渣，本身就是很好的饲料，尤其对于养猪户而言。细胞液(蛋白水)由于富含氮元素，是很好的液体肥料。虽然大型厂有很多优势，但是中国的原料产区往往是在大山深处，交通运输极为不便，而且种植分散，大型粉厂往往要收购一周才能加工2到3天，甚至出现为了争夺原料而打起价格收购战，开工不足导致优质红薯淀粉市场供应短缺，同时，集中加工业就意味着集中污染，大型厂面临着严峻的环保问题。当原料从四面八方运到加工厂时，这些废物不可能运回各自的出发地，所以必须建造污水处理厂或薯渣干燥厂，但是对于只有3～4月的加工周期的红薯淀粉厂而言，这些环保设备每年将会有8～9个月的闲置，经济上未必合算。将设备化整为零，分散加工，就近加工就非常适合我国的现有种植结构，所以小型化红薯淀粉加工系统是非常必要的。

但是传统小型作坊式加工厂虽然设备小，机动灵活，投资少，但是淀粉品质差，劳动强度高，水耗大，生产出的淀粉只能进入低端市场，受消费市场约束，传统小型作坊式加模式不能广泛推广。要想实现设备的小型化，必须有适合小型设备的加工工艺，这种工艺的核心就是淀粉的洗涤精制。

专利申请号200710118232.7公开了一种车载马铃薯淀粉加工系统及方法，目的在于简化淀粉加工系统，实现马铃薯淀粉现场加工。但是红薯不同于马铃薯，蛋白和果胶含量更高，该系统清水加入点多，水耗大；工艺缺少淀粉精制，淀粉浆仅仅完成脱水处理，没有精制洗涤环节，蛋白和果胶残留量高，湿淀粉极易氧化褐变，淀粉品质差，后续处理难度大；各工序间输送设备多(如破碎到筛分环节，需用消沫泵输送；筛分到分离环节，需要离心泵输送)，不仅动耗好高，还影响工艺连贯性(输送设备能否稳定工作必将影响流量平衡)。

发明内容

本发明的目的是提出一种小型化红薯淀粉加工系统及方法，能够解决传统小型化红薯淀粉加工工艺中淀粉不能精制，生产不能连续生产，淀粉品质差，水耗大，劳动强度高的问题。

为实现本发明，专门设计了一种专用小型旋流器组，为本系统提供淀粉精制，工艺循环水，从而实现淀粉洗涤的自动化连续工作，并为筛分和清洗系统提供水源，达到节水目的。

为达到上述目的，本发明提供了一种小型化红薯淀粉加工系统，该系统包括连接在一个整体平台上的如下装置：原料清洗输送装置；将原料粉碎成浆液的粉碎装置；将浆液中薯渣分离的筛分装置；将浆液中的淀粉洗涤精制的分离装置；将淀粉中的泥砂去除的除砂装置；将淀粉浆水份去除成湿淀粉的脱水装置。

上述原料清洗输送装置是带有淋水管的螺旋绞龙。

上述粉碎装置是带有冲洗管的锤片粉碎机。

上述筛分装置是带有筛网冲洗装置的专用圆筒筛。

上述淀粉洗涤精制的分离装置是一种专用小型旋流器组。所述专用小型旋流器组，包括支架，固定在支架上依次排开的不锈钢泵，固定在支架横梁上的装旋流管的壳体，以及连接泵与壳体的不锈钢管道。所述专用壳体有3种型号，其中A型壳体可装5～15根旋流管，B型壳体可装3～5根旋流管，C型壳体可装1～3根旋流管；所述壳体有进料管，顶流管和底流管；所述壳体安装有进料压力表和底流压力表，其中进料压力表安装在壳体顶部，底流压力表垂直安装在壳体前盖的底流管道上；各所述壳体通过管道与泵连接，依靠泵提供动力，其中泵的出口与壳体的进料管相连，泵的进口和上一级壳体的底流管及下一级壳体的顶流管相连；所述泵有轻型不锈钢离心泵(A型)，不锈钢轻型卧式多级离心泵(B型)和不锈钢射流式自吸泵(C型)3种；所述每一级由1台泵和1～2个壳体通过管道连接而成，共有9级旋流器；所述专用小型旋流器组还有1个进料管，1个溢流管，1个工艺水管，1个底流管，1个补水管，其中进料管一端和第3、4级的泵的进口相连另一端外接粗浆桶，溢流管一端和第1级的壳体的顶流管相连另一端外接螺旋绞龙，工艺水管一端和第5、6级的壳体的顶流管相连另一端外接锤片粉碎机，底流管一端和第9级的壳体的底流管相连另一端外接除砂器，补水管一端和第8、9级的泵的进口相连另一端外清水罐。

上述除砂装置是小型双联旋液分离器。

上述脱水装置是专用小型真空吸滤机。

为达到上述目的，本发明还提供了一种小型化红薯淀粉加工方法，其步骤如下：洗涤，粉碎，筛分，精制，除砂，脱水。

1、洗涤：本步骤中没有专门增设的清洗装置来清洗红薯，而是用斜绞龙输送原料，利用红薯在向上输送过程中表皮与螺旋叶片反复摩擦过程，可实现大部分泥土被去掉，同时绞龙上端有淋水管，所用的水是淀粉洗涤系统排放的溢流，该水流动方向与原料输送方向相反，形成逆流洗涤，当该水从绞龙底部排出时，带走了红薯表面95％的泥土及附着物(剩下的5％泥砂残存于红薯表面的凹坑及褶皱中水洗很难清除，留到后续工艺处理)，完成原料清洗过程。

2、粉碎：将上述的清洗后的红薯用锤片粉碎机粉碎成浆液，同时加入淀粉洗涤系统产生的工艺水形成较稀的浆液，便于流动输送。

3、筛分：利用合适的筛网孔径，将浆液中颗粒较大的薯渣与颗粒较小的淀粉分离，获得筛上物——薯渣和筛下物——粗淀粉浆。

4、精制：利用溶液在离心力作用下在旋流管中将比重不同的两种物料分离的原理，将多组旋流器连接在一起，形成专用小型旋流器组，实现上述粗淀粉浆中比重较轻的蛋白、果胶及细渣与比重较重的淀粉和泥砂的分离。所述专用小型旋流器组有A(浓缩单元)、B(洗涤单元)两个单元构成，其中A(浓缩单元)由4级旋流器连接在一起，完成淀粉浆液的浓缩，淀粉浆液由第3级和第4级旋流器泵的吸入口进入，浓缩后的比重较重的淀粉和泥砂(简称重相)由第3、4级的底流排出进入B(洗涤单元)的第1级旋流器泵的吸入口，第3、4级分离出的比重较轻的蛋白、果胶及细渣(简称轻相)进入第2级旋流器泵的吸入口；第2级的重相进入第3、4级旋流器泵的吸入口，第2级分离出的轻相进入第1级旋流器泵的吸入口；第1级的重相进入第2级旋流器泵的吸入口，第1级分离出的轻相进入上述清洗原料工序，在排放的同时也为原料清洗提供水源。上述重相进入下一级，轻相进入上一级的组合可以形成轻重两相相反地推动力，从而完成轻重两相的分离，由于轻相的推动力弱于重相的推动力，如果用于淀粉洗涤就需要较多的旋流器组，大型厂的淀粉洗涤旋流器组一般为12～14级，显然小型旋流器组由于进料量小，无法选取合适的泵来负担这样长的洗涤路线，必须减少淀粉洗涤旋流器组的级数。所述专用小型旋流器组采用重相进入下1级轻相进入上上1级，洗涤水由最后2级补入的方案，增强了轻相得推动力，将淀粉洗涤旋流器组缩减至5～7级。所述专用小型旋流器组B(洗涤单元)由5级旋流器连接在一起，完成淀粉浆液的洗涤，经过A(浓缩单元)浓缩的淀粉浆液由B(洗涤单元)第1级旋流器泵的吸入口进入，第1级的重相进入第2级旋流器泵的吸入口，第1级分离出的轻相(连同第2级)进入上述清洗粉碎工序，完成稀释输送后最终进入A(浓缩单元)的第3级旋流器泵的进口，形成闭环；第2级的重相进入第3级旋流器泵的吸入口，第2级分离出的轻相(连同第1级)进入上述清洗粉碎工序；第3级的重相进入第4级旋流器泵的吸入口，第3级分离出的轻相进入第1级旋流器泵的吸入口；第4级的重相进入第5级旋流器泵的吸入口，第4级分离出的轻相进入第2级旋流器泵的吸入口；第5级的重相进入下一工序除砂，第5级分离出的轻相进入第3级旋流器泵的吸入口；清水由第4级和第5级旋流器泵的吸入口补入，实现逆流洗涤的效果。

5、除砂：利用所述专用小型旋流器组底流的压力，将洗涤后的淀粉乳打入除砂器(类似一种放大的旋流管)，利用溶液在离心力作用下在除砂器中将比重不同的两种物料分离的原理，实现比重较轻的淀粉与比重较重的泥砂的分离，淀粉由除砂器上边溢流口进入下一工序脱水，泥沙由除砂器下边排放口排出。

6、脱水：利用真空抽滤的原理，选择合适的滤网，实现淀粉与水的分离，湿淀粉由刮刀刮下，滤液(含有少量淀粉)回到所述专用小型旋流器组，继续回收淀粉，由于淀粉中蛋白及果胶已经去除，真空抽滤变得容易，脱水后的湿淀粉水分可达40％。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、解决了小型化红薯淀粉加工工艺中淀粉不能连续洗涤精制的问题。

2、提高了小型化红薯淀粉加工产品的品质，使得该产品能够达到一级精制淀粉的指标。

3、实现了工艺系统用水逆流循环，吨粉水耗仅为10吨，达到节水目的。

4、改变了传统旋流器的逆流洗涤方式，增强逆流洗涤的推动力，缩短了旋流器的逆流洗涤的环节，实现旋流器的小型化。

5、改变了传统小型化红薯淀粉加工工艺中前路清洗原料为重点的设计理念，将工艺重点放在后路的淀粉乳的洗涤与除砂，简化加工工艺，减少了动力设备，缩小了设备体积，能够实现系统整体机动性和便携性。

附图说明

为使本发明内容更易被理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明进一步说明。

图1小型化红薯淀粉加工系统及方法工艺流程图

100(原料输送绞龙)200(锤片粉碎机)300(专用滚筒筛)

400(专用小型旋流器组)A(淀粉浓缩装置)B(淀粉洗涤精制装置)

500(除砂器)600(真空吸率机)4010(旋流器工艺水管)

4011(旋流器溢流管)608(滤液回流管)a(红薯)b(排放)[0035]c(薯渣)d(清水)e(泥砂)f(湿淀粉)

图2小型化红薯淀粉加工系统及方法设备流程图

100(原料输送绞龙)200(锤片粉碎机)300(专用滚筒筛)301(粗浆桶)

400(专用小型旋流器组)4009(旋流器进料管)4010(旋流器工艺水管)4011(旋流器溢流管)4012(旋流器底流管)4013(旋流器补水管)

500(除砂器)501(除砂器溢流管)502(淀粉乳回流管)

600(真空吸滤机)601(汽液分离器)602(水环真空泵)603(清水罐)604(真空泵进水管)605(真空泵回水管)606(真空抽滤管)[0041]607(真空抽汽z管)608(滤液回流管)

a(红薯)b(排放)c(薯渣)d(清水)e(泥砂)f(湿淀粉)

图3专用小型旋流器组结构示意图

4001(旋流器专用A型壳体)4002(旋流器专用B型壳体)4003(旋流器专用C型壳体)4004(旋流器支架)4005(旋流器进料压力表)4006(旋流器底流压力表)

4007(旋流器专用A型泵)4008(旋流器专用B型泵)4009(旋流器进料管)4010(旋流器工艺水管)4011(旋流器溢流管)4012(旋流器底流管)4013(旋流器补水管)4014(旋流器专用C型泵)A(旋流器浓缩单元)B(旋流器洗涤精制单元)

具体实施方式

本发明小型化红薯淀粉加工系统及方法的原理是，利用小型专用旋流器依据比重差异完成溶液中蛋白等轻相和淀粉等重相的分离，达到淀粉精制的目的；同时弱化原料清洗工序，增强后面除砂工序，缩减设备的体积；利用高度差，尽量实现物料自流输送，减少输送设备，降低系统动耗；利用小型专用旋流器不同单元的循环水成分的不同，重新调整循环路径，合理使用这些循环水，减少清水的使用，达到节水目标。

请参见图1小型化红薯淀粉加工系统及方法工艺流程图。下面是本发明的加工过程，所加工的对象是刚从地里收获上来的鲜红薯，其步骤如下：洗涤，粉碎，筛分，精制，除砂，脱水。

步骤1洗涤：本步骤中没有专门增设的清洗装置来清洗红薯a，而是用斜绞龙输100送原料，利用红薯a在向上输送过程中表皮与螺旋叶片反复摩擦过程，可实现大部分泥土被去掉，同时绞龙上端有淋水管，所用的水是淀粉洗涤系统排放的溢流，该水流动方向与原料输送方向相反，形成逆流洗涤，当该水从绞龙底部排出时，带走了红薯表面95％的泥土及附着物(剩下的5％泥砂残存于红薯表面的凹坑及褶皱中水洗很难清除，留到后续工艺处理)，完成原料清洗过程。

步骤2粉碎：将上述的清洗后的红薯a用锤片粉碎机200粉碎成浆液，同时加入淀粉洗涤系统产生的工艺水形成较稀的浆液，便于流动输送。

步骤3筛分：上述的较稀的浆液自流进专用滚筒筛300，利用合适的筛网孔径，将浆液中颗粒较大的薯渣b与颗粒较小的淀粉分离，获得筛上物——薯渣b和筛下物——粗淀粉浆。

步骤4精制：上述粗淀粉浆自流进入专用小型旋流器组400，利用溶液在离心力作用下在旋流管中将比重不同的两种物料分离的原理，将多组旋流器连接在一起，形成专用小型旋流器组，实现上述粗淀粉浆中比重较轻的蛋白、果胶及细渣与比重较重的淀粉和泥砂的分离。所述专用小型旋流器组有A(浓缩单元)、B(洗涤单元)两个单元构成，其中A(浓缩单元)由4级旋流器连接在一起，完成淀粉浆液的浓缩，淀粉浆液由第3级和第4级旋流器泵的吸入口进入，浓缩后的比重较重的淀粉和泥砂(简称重相)由第3、4级的底流排出进入B(洗涤单元)的第1级旋流器泵的吸入口，第3、4级分离出的比重较轻的蛋白、果胶及细渣(简称轻相)进入第2级旋流器泵的吸入口；第2级的重相进入第3、4级旋流器泵的吸入口，第2级分离出的轻相进入第1级旋流器泵的吸入口；第1级的重相进入第2级旋流器泵的吸入口，第1级分离出的轻相进入上述清洗原料工序，在排放的同时也为原料清洗提供水源。上述重相进入下一级，轻相进入上一级的组合可以形成轻重两相相反地推动力，从而完成轻重两相的分离，由于轻相的推动力弱于重相的推动力，如果用于淀粉洗涤就需要较多的旋流器组，大型厂的淀粉洗涤旋流器组一般为12～14级，显然小型旋流器组由于进料量小，无法选取合适的泵来负担这样长的洗涤路线，必须减少淀粉洗涤旋流器组的级数。所述专用小型旋流器组采用重相进入下1级轻相进入上上1级，洗涤水由最后2级补入的方案，增强了轻相得推动力，将淀粉洗涤旋流器组缩减至5～7级。所述专用小型旋流器组B(洗涤单元)由5级旋流器连接在一起，完成淀粉浆液的洗涤，经过A(浓缩单元)浓缩的淀粉浆液由B(洗涤单元)第1级旋流器泵的吸入口进入，第1级的重相进入第2级旋流器泵的吸入口，第1级分离出的轻相(连同第2级)进入上述清洗粉碎工序，完成稀释输送后最终进入A(浓缩单元)的第3级旋流器泵的进口，形成闭环；第2级的重相进入第3级旋流器泵的吸入口，第2级分离出的轻相(连同第1级)进入上述清洗粉碎工序；第3级的重相进入第4级旋流器泵的吸入口，第3级分离出的轻相进入第1级旋流器泵的吸入口；第4级的重相进入第5级旋流器泵的吸入口，第4级分离出的轻相进入第2级旋流器泵的吸入口；第5级的重相(洗涤后的淀粉乳)进入下一工序除砂，第5级分离出的轻相进入第3级旋流器泵的吸入口；清水由第4级和第5级旋流器泵的吸入口补入，实现逆流洗涤的效果。

步骤5除砂：利用所述专用小型旋流器组400底流的压力，将洗涤后的淀粉乳打入除砂器500(类似一种放大的旋流管)，利用溶液在离心力作用下在除砂器中将比重不同的两种物料分离的原理，实现比重较轻的淀粉与比重较重的泥砂e的分离，淀粉由除砂器500上边溢流口进入下一工序脱水，泥砂e由除砂器下边排放口排出。

步骤6脱水：上述除砂后的淀粉乳进入真空吸滤机600，利用真空抽滤的原理，选择合适的滤网，实现淀粉与水的分离，湿淀粉由刮刀刮下，滤液(含有少量淀粉)回到所述专用小型旋流器组，继续回收淀粉，由于淀粉中蛋白及果胶已经去除，真空抽滤变得容易，脱水后的湿淀粉f水分可达40％。

请参见图2小型化红薯淀粉加工系统及方法设备流程图，该系统包括连接在一个整体平台上的如下装置：原料清洗输送装置；将原料粉碎成浆液的粉碎装置；将浆液中薯渣分离的筛分装置；将浆液中的淀粉洗涤精制的分离装置；将淀粉中的泥砂去除的除砂装置；将淀粉浆水份去除成湿淀粉的脱水装置。为了节省动力，整体平台分为上下两层，上层设备为将原料粉碎成浆液的粉碎装置和将淀粉浆水份去除成湿淀粉的脱水装置，下层为将浆液中薯渣分离的筛分装置，将浆液中的淀粉洗涤精制的分离装置，将淀粉中的泥砂去除的除砂装置。上述原料清洗输送装置是带有淋水管的螺旋绞龙100；上述粉碎装置是带有冲洗管的锤片粉碎机200；上述筛分装置是带有筛网冲洗装置的专用圆筒筛300；上述淀粉洗涤精制的分离装置是一种专用小型旋流器组400；上述除砂装置是专用除砂器500；上述脱水装置是专用小型真空吸滤机600。因其他装置与现有技术相同或类似，在此仅对专用小型旋流器组400进行详细描述。

如图3专用小型旋流器组结构示意图，所述专用小型旋流器组400，包括支架4004，固定在支架上依次排开的不锈钢泵4007和4008，固定在支架4004横梁上的装旋流管的壳体，以及连接泵与壳体的不锈钢管道。所述专用壳体有3种型号，其中4001A型壳体可装5～15根旋流管，4002B型壳体可装3～5根旋流管，4003C型壳体可装1～3根旋流管；所述壳体有进料管，顶流管和底流管；所述壳体安装有进料压力表4005和底流压力表4006，其中进料压力表安装在壳体顶部，底流压力表垂直安装在壳体前盖的底流管道上；各所述壳体通过管道与泵连接，依靠泵提供动力，其中泵的出口与壳体的进料管相连，泵的进口和上一级壳体的底流管及下一级壳体的顶流管相连；所述泵有轻型不锈钢离心泵(A型)4007，不锈钢轻型卧式多级离心泵(B型)4008和4014不锈钢射流式自吸泵(C型)3种；所述每一级由1台泵和1～2个壳体通过管道连接而成，共有9级旋流器；所述专用小型旋流器组还有1个进料管4009，1个溢流管4010，1个工艺水管4011，1个底流管4012，1个补水管4013，其中进料管4009一端和第3、4级的泵的进口相连另一端外接粗浆桶301，溢流管4010一端和第1级的壳体的顶流管相连另一端外接螺旋绞龙100，工艺水管4011一端和第5、6级的壳体的顶流管相连另一端外接锤片粉碎机200，底流管4012一端和第9级的壳体的底流管相连另一端外接除砂器500，补水管4013一端和第8、9级的泵的进口相连另一端外清水罐603。

红薯a由带有淋水管的螺旋绞龙100提升进入带有冲洗管的锤片粉碎机200，螺旋绞龙100的淋水管和专用小型旋流器组400的溢流管4010相连，利用溢流管4010的水完成红薯的清洗，泥浆和红薯中的蛋白和果胶从螺旋绞龙100的下边排放b；锤片粉碎机200的冲洗管和专用小型旋流器组400的工艺水管4011相连，粉碎后的红薯浆被稀释后流进带有筛网冲洗装置的专用圆筒筛300；薯渣c被分离出并直接排出，淀粉浆流进粗浆桶301；粗浆桶301和专用小型旋流器组400的进料管4009相连，洗涤后的淀粉乳由专用小型旋流器组400的底流管4012打入除砂器500，含有蛋白和果胶及细渣的浆水由溢流管4010通过螺旋绞龙100排放掉，含有少量蛋白和果胶的浆水被当作工艺水，由工艺水管4011和锤片粉碎机200连接，用于稀释输送洗涤红薯浆，洗涤用的清水通过补水管4013进入专用小型旋流器组400；淀粉乳经过除砂器500分离后，泥砂e由除砂器500的下面排出，淀粉经除砂器溢流管501进入真空吸滤机600中脱水，多于的淀粉乳经淀粉乳回流管502回到粗浆桶301；真空吸滤机600由水环真空泵602提供真空度，滤液经真空抽滤管606进入汽液分离器601中，滤液由汽液分离器601下面排出，经滤液回流管60g回到粗浆桶301，空气由汽液分离器601上面排出，经真空抽汽管607进入水环真空泵602，连同经真空泵进水管604进入的清水，从真空泵回水管605进入清水罐603，湿淀粉f被刮刀刮下收集运走；清水罐603为水环真空泵602和专用小型旋流器组400提供水源。

在实际操作中，本发明的小型化红薯淀粉加工系统每小时可以处理红薯2吨，水耗仅为3吨，吨淀粉水耗仅为10吨；设备重量轻，整机仅3吨，可以装载在小型货车上移动，不受场地限制；设备能耗不超过50kw，利用三相交流电或小型发电机即可供电，可以适应绝大多数我国农村条件。本发明的小型化红薯淀粉加工系统中的专用小型旋流器组可以依据不同的原料增减旋流器的级数。此外，本发明的系统和方法虽然是专为红薯淀粉加工而做，但是同样适用于马铃薯、木薯等原料的加工。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。在不背离本发明精神及其实质的情况下，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述发明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或改动，这些相应的变化或改动都应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：连接在一个整体平台上的如下装置：原料清洗输送装置；将原料粉碎成浆液的粉碎装置；将浆液中薯渣分离的筛分装置；将浆液中的淀粉洗涤精制的分离装置；将淀粉中的泥砂去除的除砂装置；将淀粉浆水份去除成湿淀粉的脱水装置；原料清洗输送装置是带有淋水管的螺旋绞龙；所述的分离装置是一种专用小型旋流器组，所述专用小型旋流器组，包括支架，固定在支架上依次排开的不锈钢泵，固定在支架横梁上的装旋流管的壳体，以及连接泵与壳体的不锈钢管道；所述壳体有3种型号，其中A型壳体可装5～15根旋流管，B型壳体可装3～5根旋流管，C型壳体可装1～3根旋流管；所述壳体有进料管，顶流管和底流管；所述壳体安装有进料压力表和底流压力表，其中进料压力表安装在壳体顶部，底流压力表垂直安装在壳体前盖的底流管道上；各所述壳体通过管道与泵连接，依靠泵提供动力，其中泵的出口与壳体的进料管相连，泵的进口和上一级壳体的底流管及下一级壳体的顶流管相连；所述泵有轻型不锈钢离心泵，不锈钢轻型卧式多级离心泵和不锈钢射流式自吸泵3种；所述每一级由1台泵和1～2个壳体通过管道连接而成，共有9级旋流器；所述专用小型旋流器组还有1个进料管，1个溢流管，1个工艺水管，1个底流管，1个补水管，其中进料管一端和第3、4级的泵的进口相连另一端外接粗浆桶，溢流管一端和第1级的壳体的顶流管相连另一端外接螺旋绞龙，工艺水管一端和第5、6级的壳体的顶流管相连另一端外接锤片粉碎机，底流管一端和第9级的壳体的底流管相连另一端外接除砂器，补水管一端和第8、9级的泵的进口相连另一端外接清水罐。

2.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：整体平台分为上下两层，上层设备为原料清洗输送装置，将原料粉碎成浆液的粉碎装置和将淀粉浆水份去除成湿淀粉的脱水装置，下层为将浆液中薯渣分离的筛分装置，将浆液中的淀粉洗涤精制的分离装置，将淀粉中的泥砂去除的除砂装置。

3.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：粉碎装置是带有冲洗管的锤片粉碎机。

4.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：上述筛分装置是带有筛网冲洗装置的专用圆筒筛。

5.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：所述专用小型旋流器组有A、B两个单元构成，其中A单元由4级旋流器连接在一起，完成淀粉浆液的浓缩，淀粉浆液由第3级和第4级旋流器泵的吸入口进入，浓缩后的比重较重的淀粉和泥砂由第3、4级的底流排出进入B的第1级旋流器泵的吸入口，第3、4级分离出的比重较轻的蛋白、果胶及细渣进入第2级旋流器泵的吸入口；第2级的淀粉和泥砂进入第3、4级旋流器泵的吸入口，第2级分离出的蛋白、果胶及细渣进入第1级旋流器泵的吸入口；第1级的淀粉和泥砂进入第2级旋流器泵的吸入口，第1级分离出的蛋白、果胶及细渣进入上述清洗原料工序，在排放的同时也为原料清洗提供水源；B单元由5级旋流器连接在一起，完成淀粉浆液的洗涤，经过A浓缩的淀粉浆液由B第1级旋流器泵的吸入口进入，第1级的淀粉和泥砂进入第2级旋流器泵的吸入口，第1级分离出的蛋白、果胶及细渣连同第2级的进入上述清洗粉碎工序，完成稀释输送后最终进入A的第3级旋流器泵的进口，形成闭环；第2级的淀粉和泥砂进入第3级旋流器泵的吸入口，第2级分离出的蛋白、果胶及细渣连同第1级的进入上述清洗粉碎工序；第3级的淀粉和泥砂进入第4级旋流器泵的吸入口，第3级分离出的蛋白、果胶及细渣进入第1级旋流器泵的吸入口；第4级的淀粉和泥砂进入第5级旋流器泵的吸入口，第4级分离出的蛋白、果胶及细渣进入第2级旋流器泵的吸入口；第5级的淀粉和泥砂进入下一工序除砂，第5级分离出的蛋白、果胶及细渣进入第3级旋流器泵的吸入口；清水由第4级和第5级旋流器泵的吸入口补入，实现逆流洗涤的效果。

6.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：所述专用小型旋流器组采用淀粉和泥砂进入下1级蛋白、果胶及细渣进入上上1级，洗涤水由最后2级补入的方案，增强了蛋白、果胶及细渣得推动力。

7.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：系统工艺采用闭环逆流洗涤，清水仅补充小型旋流器组用，清洗和筛分都使用小型旋流器组的溢流，重复利用工艺水以此达到节水目的。

8.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：将淀粉中的泥砂去除的除砂装置为小型双联旋液分离器。

9.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：粉碎后的红薯浆液自流进入筛分系统，筛分后的浆液自流进入淀粉洗涤精制系统。

10.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：将淀粉浆水份去除成湿淀粉的脱水装置是专用小型真空吸滤机。

11.根据权利要求1所述小型化红薯淀粉加工系统，其特征在于：提供了一种小型化红薯淀粉加工方法，其步骤如下：

A 洗涤步骤：本步骤中没有专门增设的清洗装置来清洗红薯，而是用斜绞龙输送原料，利用红薯在向上输送过程中表皮与螺旋叶片反复摩擦过程，可实现大部分泥土被去掉，同时绞龙上端有淋水管，所用的水是淀粉洗涤系统排放的溢流，该水流动方向与原料输送方向相反，形成逆流洗涤，当该水从绞龙底部排出时，带走了红薯表面95％的泥土及附着物，剩下的5％泥砂残存于红薯表面的凹坑及褶皱中水洗很难清除，留到后续工艺处理，完成原料清洗过程；

B 粉碎步骤：将上述的清洗后的红薯用锤片粉碎机粉碎成浆液，同时加入淀粉洗涤系统产生的工艺水形成较稀的浆液，便于流动输送；

C 筛分步骤：利用合适的筛网孔径，将浆液中颗粒较大的薯渣与颗粒较小的淀粉分离，获得筛上物——薯渣和筛下物——粗淀粉浆；

D 精制步骤：利用溶液在离心力作用下在旋流管中将比重不同的两种物料分离的原理，将多组旋流器连接在一起，形成专用小型旋流器组，实现上述粗淀粉浆中比重较轻的蛋白、果胶及细渣与比重较重的淀粉和泥砂的分离；

E 除砂步骤：利用所述专用小型旋流器组底流的压力，将洗涤后的淀粉乳打入除砂器，利用溶液在离心力作用下在除砂器中将比重不同的两种物料分离的原理，实现比重较轻的淀粉与比重较重的泥砂的分离，淀粉由除砂器上边溢流口进入下一工序脱水，泥沙由除砂器下边排放口排出；

F 脱水步骤：利用真空抽滤的原理，选择合适的滤网，实现淀粉与水的分离，湿淀粉由刮刀刮下，滤液回到所述专用小型旋流器组，继续回收淀粉，由于淀粉中蛋白及果胶已经去除，真空抽滤变得容易，脱水后的湿淀粉水分可达40％。

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