專利名稱：制備水葫蘆干粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水生植物的脫水干燥加工工藝，特別涉及一種水葫蘆干粉化的脫水、過濾、干燥加工方法。
水葫蘆也稱風眼蓮、或稱風信子、或稱水風信子，屬水生植物。生長于江河、湖泊、水田等地，繁殖力，生存力強。由于它具有較強的凈化水的能力，湖泊中，有一定數(shù)量的水葫蘆對水質(zhì)的提高，環(huán)境的美化均是有益的。然而，正因為它繁殖力強，代謝較快，根莖葉量腐爛于水中，又會給水質(zhì)造成嚴重污染。為消除這一現(xiàn)象，要花巨額資金來打撈，處理過多的水葫蘆，以凈化水質(zhì)、美化環(huán)境。如位于我國云南昆明市被稱為高原明珠的滇池，每年長生長一百多萬噸水葫蘆，遠遠超過了滇池自身水質(zhì)凈化所需要的水葫蘆量。因而，每年處理近百萬噸的水葫蘆，已成為拯救滇池的當務之急。經(jīng)研究，水葫蘆含有大量的營養(yǎng)成份，如蛋白質(zhì)，脂肪，粗纖維等，其有16種氨基酸。農(nóng)村早有利用鮮水葫蘆作禽畜魚飼料和漚肥的習俗；近年來，有以水葫蘆為原料生產(chǎn)沼氣的報導(見《水葫蘆的高產(chǎn)與利用》書中P45～P48，四川人民出版社1981年6月版，水葫蘆的這些利用，存在不少困難。如鮮水葫蘆儲運困難，易于腐爛變質(zhì)，受季節(jié)性影響大，作漚肥和沼氣原料用量有限。因此，尋找一種經(jīng)濟、易行并能保留水葫蘆中營養(yǎng)成份不被破壞的水葫蘆干粉制備方法，就成為本發(fā)明的宗旨。
本發(fā)明的目的在于針對上述水葫蘆應用中存在的困難和問題，為充分利用其蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等營養(yǎng)成份，提供一種既能有效地脫除水葫蘆的大量水份，又保留其所有的營養(yǎng)成份不被破壞的一種制備水葫蘆干粉的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的采用分步脫水，首先是將采集的鮮水葫蘆整理，去其雜物后，利用自然條件(如太陽能、風能等)整體吊掛蒸騰脫水，使其含水率一天之內(nèi)降至88～86％，然后切碎晾曬自然脫水一天，使其含水率進一步降至75～65.5％，然后制成漿料待進入干燥器干燥；當其在陰雨季節(jié)，不能通過自然脫水，將采集的鮮水葫蘆整理去其雜物后制成漿料通過過濾，離心過濾，擠壓過濾，制得含水率為75-65.5％的水葫蘆濾餅。將上述脫水制得的水葫蘆漿料或水葫蘆濾餅經(jīng)快速(瞬間)干燥，制成含水率為15-12％的水葫蘆干粉。干燥條件是通過調(diào)節(jié)介質(zhì)溫度，進料速度及使?jié){料或濾餅以高分散狀態(tài)進入干燥設(shè)備等措施，來確保物料在干燥器內(nèi)溫度≤50℃，產(chǎn)品的含水率為15-12％為準。上述濾液(即植物組織液)中的營養(yǎng)成份經(jīng)絮凝(如加入聚丙烯酰胺等)處理，回收營養(yǎng)成份，并排放無害清液。
本發(fā)明所述的鮮水葫蘆經(jīng)過兩次自然脫水，使含水量減少了3/4，最大限度地利用自然能源，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時又因自然脫水時間短，水葫蘆不會發(fā)黃，不會腐爛變質(zhì)，破壞營養(yǎng)成份。當陰雨季節(jié)，可將水葫蘆直接制成漿料，粒度為40-60目，(打漿機篩孔板為40-60目)，先經(jīng)曲篩過濾及后續(xù)機械脫水，脫除大部分水份。漿料或濾餅經(jīng)3-5秒的快速干燥制成干粉。控制物料在干燥器內(nèi)溫度≤50℃，能制得營養(yǎng)成份不被破壞的含水率為15-12％的干粉。
下面以實施例進一步說明本發(fā)明實施例1將采集、整理鮮水葫蘆100公斤(含水率92％)，將水葫蘆置于戶外整體吊掛，利用日曬、風吹等自然條件脫水至的88-86％，時間一天，繼后，將整體吊掛脫水后的水葫蘆切碎成大約2～5厘料長碎段，置于料盤內(nèi)，晾曬脫水，時間一天，獲得含水率低于75％，重32公斤的水葫蘆，將這32公斤水葫蘆制成可以流動、粒度為40～60目的漿料，將上述漿料送入瞬間干燥設(shè)備內(nèi)干燥制成干粉。
干燥設(shè)備基本參數(shù)介質(zhì)進風溫度350℃介質(zhì)出風溫度70℃風機風量2100m3/小時物料輸入速度175公斤/小時干燥出料速度50公斤/小時(介質(zhì)流動方向與物料懸浮運動方向同向)物料在干燥設(shè)備內(nèi)停留時間3秒物料溫度 ≤50℃收集干燥后的干粉，稱量獲9公斤，含水率為13％。
其粗蛋白含量24％，脂肪2.16％，粗纖維14％。
實施例2稱量采集整理的鮮水葫蘆200公斤(含水率92％)，切碎打漿制成流動性很好的粒度40-60目的漿料，漿料經(jīng)篩孔縫隙為75×10-3mm的曲篩，濾渣重65.6公斤含水率約88％(濾液待處理)；將含水率為88％的重65.6公斤濾渣再經(jīng)立式維蘭離心機過濾，濾渣含水率降至80％，重為39公斤(濾液待處理)；將上述濾渣經(jīng)螺旋擠壓機壓濾后，獲含水率進一步降為65.5％，重22公斤的濾餅；再將上述濾餅經(jīng)瞬間干燥設(shè)備干燥制成干粉。
干燥設(shè)備基本參效介質(zhì)進風溫度350℃介質(zhì)出風溫度70℃風機風量2100m3/小時物料輸入速度207公斤/小時(含水率約65.5％)干粉流出速度82公斤/小時(含水率13％)(介質(zhì)流動方向與物料懸浮運動方向同向)物料在于燥設(shè)備中停留時間＜5秒物料溫度≤50℃濾餅形態(tài)的物料以高分散的狀態(tài)進入干燥設(shè)備收集干燥后的水葫蘆干粉，稱量獲8.6公斤。含水率為13％，其粗蛋白含量21.7％，脂肪2.1％粗纖維16.5％。
煤耗37.5公斤/小時(含標煤21.5/小時)電耗6.8度/小時實施例3按照實施例1，將水葫蘆自然脫水、制漿過程同樣操作，輸入重32公斤含水率為75％粒度為40-60目的漿狀物料，經(jīng)瞬間干燥設(shè)備干燥制成干粉。
干燥設(shè)備基本參數(shù)介質(zhì)進風溫度350℃
介質(zhì)出風溫度70℃風機風量2100m3/小時物料輸入速度177公斤/小時(含水率約75％)干粉流出速度52公斤/小時(含水率15％)(介質(zhì)流動方向與物料懸浮運動方向同向)物料在干燥設(shè)備中停留時間＜5秒物料溫度≤50℃收集干燥后的水葫蘆干粉，稱量獲9.3公斤，含水率15％，其蛋白質(zhì)含量23.75％，脂肪2.15％，粗纖維13％。
實施例4按照實施例2同樣操作，將制得含水率65.5％，重22公斤濾餅，經(jīng)瞬間干燥設(shè)備干燥制得干粉。
干燥設(shè)備基本參數(shù)介質(zhì)進風溫度350℃介質(zhì)出風溫度70℃風機風量2100m3/小時物料輸入速度205公斤/小時(含水率65.5％)干粉流出速度80公斤/小時(含水率12％)(介質(zhì)流動方向與物料懸浮運動方向同向)物料在干燥設(shè)備中停留時間＜5秒物料溫度≤50℃收集干燥后的水葫蘆干粉，稱量獲8.5公斤，含水率12％，其粗蛋白含量22.3％，脂肪2.12％，粗纖維17％。
本發(fā)明利用自然能源如太陽能，風能蒸騰脫水、作過大量的實驗，從中優(yōu)選出利用太陽能、風能蒸騰水葫蘆脫水的量佳時間。表1成都地區(qū)和昆明地區(qū)水葫蘆整體吊掛脫水與時間(天)對比。試驗用水葫蘆量10公斤。
自然條件成都 溫度17℃ 相對溫度86％ 基本無風昆明 溫度25℃ 相對溫度60％ 風速3米/秒試驗結(jié)果表明，水葫蘆利用自然能源脫水干燥時，第一天自然蒸騰脫水的速度較快，隨后趨緩。四天后、植株開始發(fā)黃，略有異味，隨著時間延長，植株發(fā)黃增多，吊掛時擠得過緊的部位出現(xiàn)霉爛現(xiàn)象。因此，單純利用自然條件脫水干燥致含水率為15～12％是不可取的。
表2切碎晾曬試驗
實驗用水葫蘆原重100公斤，含水率為92％，切碎而成，放置于料盤中，堆積厚度為8厘米，置于晝夜無雨，風速2米/秒，平均氣溫18℃的戶外。
試驗結(jié)果表明，切碎后水葫蘆堆積厚度超過5厘米容易發(fā)黃、變質(zhì)。切碎長度越短，在同一時間內(nèi)晾曬，脫水效果越好。
本發(fā)明所采用的干燥設(shè)備可讓水葫蘆以漿料形態(tài)或濾餅形態(tài)以高度分散的形態(tài)進料，控制介質(zhì)進入溫度為350℃，介質(zhì)出口溫度為70℃，介質(zhì)流動方向與高度分散的物料的懸浮運動方向相同，即同向流動，控制物料進入速度為175公斤/小時。這樣，水葫蘆在干燥設(shè)備中能被迅速分散，以極大的表面積在設(shè)備中與高溫介質(zhì)產(chǎn)生強度很大的熱質(zhì)交換，保證在極短的時間內(nèi)(3～5秒)通過兩個流程即達到所需的含水率的15～12％；控制高溫介質(zhì)的溫度，不同區(qū)段的流速，方向轉(zhuǎn)換與被高度分散的水葫蘆物料在介質(zhì)紊流中或與之等速、或差速，或劇烈旋轉(zhuǎn)而懸浮運動，達到嚴格控制物料溫度≤50℃，保證水葫蘆干粉營養(yǎng)不被破壞。
以上試驗結(jié)果已顯示出了本發(fā)明的諸多優(yōu)點首先是節(jié)約能源，生產(chǎn)成本低，有利于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。由于鮮水葫蘆含水率高達92％，制成含水率為15-12％水葫蘆干粉，能耗費用致關(guān)重要。本發(fā)明依靠自然能源蒸騰脫水，脫去總含水量的3/4以上，這樣，自然蒸發(fā)脫去的水份與在干燥設(shè)備內(nèi)依靠能源脫去的水份之比為3∶1；機械脫水的能耗也低，因曲篩過濾是采用自重過濾脫去大量水份，由92％到88％，占總脫水量的1/4，后繼的機械脫水能耗也低，加上干燥成本，僅為水葫蘆干粉商品價值的1/3。既解決了純自然能源脫水的缺點，又充分利用了自然能源，提高了處理效果。
第二，通過回收制備水葫蘆干粉方法產(chǎn)生的植物組織液中的營養(yǎng)成份，可生產(chǎn)出價值高于水葫蘆干粉三倍的葉蛋白，又徹底地解決了廢液的環(huán)境污染，一舉兩得。
第三，因制備水葫蘆干粉方法的實施，使“凈化水體的能手”水葫蘆能在江河，湖泊，港灣等地有計劃，有目的地圈養(yǎng)，采收。中止因水葫蘆瘋長、枯死、腐爛帶來自然界水質(zhì)污染，保護水質(zhì)。
第四，水葫蘆干粉是市場和國民經(jīng)濟中急需的禽畜魚飼料，有機肥料以及精細化工的原料。
權(quán)利要求
1.一種制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于將水葫蘆鮮品經(jīng)整理后，采用分步脫水及干燥制得含水率為15～12％的干粉，其步驟如下第一步采用下述方法中之一種，使水葫蘆含水率降至75-65.5％，1)將鮮水葫蘆整體吊掛自然脫水至86～88％后，切碎繼續(xù)自然脫水至含水75～65.5％，制成漿料，2)將鮮水葫蘆制漿，過濾，壓濾制得含水的65.5％和含植物組織液的濾液，第二步，將第一步制得的漿料或濾餅迅速脫水，干燥至含水15～12％，物料溫度≤50℃，干燥時間＜5秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述整理是去掉水葫蘆植株以外的雜物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述的鮮水葫蘆整體吊掛為1至3天。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述的切碎自然脫水時間為1至3天。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述的水葫蘆切碎長度為2～5厘米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述的含植物組織液的濾液經(jīng)絮凝沉降分離回收沉淀成份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述的漿料或濾餅在干燥器內(nèi)脫水干燥時間為3秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備水葫蘆干粉的方法，其特征在于所述的水葫蘆干粉含水率為13％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備水葫蘆干粉的方法,將采集的鮮水葫蘆(含水92%)整理去其水葫蘆植株以外的一切雜物,經(jīng)利用整體吊掛蒸騰脫水、再切碎晾曬脫水制漿、干燥;或?qū)⒑?2%的鮮水葫蘆整理后制漿,過濾、壓濾、濾餅經(jīng)干燥器干燥,制得含水率為15—12%的水葫蘆干粉。本發(fā)明解決了水葫蘆的綜合利用,確保一年四季水葫蘆干粉原料的供給,水資源的環(huán)境保護以及進一步開拓以水葫蘆為原料的化工工業(yè)。
文檔編號A23J3/14GK1218627SQ9710779
公開日1999年6月9日 申請日期1997年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月27日
發(fā)明者杜毓輝, 何利安, 孫慈, 馬繼波, 岳升平 申請人:杜毓輝, 馬繼波