Установка для производства высококонцентрированных пищевых форм белков

 

Использование: изобретение относится к оборудованию для пищевой промышленности и может быть использовано при производстве пищевых форм белков из шротов семян масличных растений. Сущность изобретения: установка содержит установленные в технологической последовательности связанные между собой бункер исходного сырья, дозатор весовой, электромагнитный разделитель, смеситель, измельчитель, экстрактор, устройство для отделения нерастворимого остатка исходного сырья, устройство для выделения протеина из экстракта, устройство для отделения сыворотки, устройство для промывки протеина, устройство для отделения промывных вод, устройство для нейтрализации белковой дисперсии, устройство для механо-химической деструкции белка, подогреватель, устройство для ферментативного гидролиза, устройство для термической обработки белковой дисперсии, устройство для фракционирования гидролизата, устройство для обработки щелочью или кислотой, сушилку, устройство для расфасовки и упаковки готового продукта, смеситель для формирования заданных свойств суммарного потока сывороточных и промывных вод, теплообменник, устройство для концентрирования сывороточных или сывороточных и промывных вод, сушилку, стерилизатор, устройство для рециркуляции воды, смеситель для формирования реологических свойств и компонентного состава нерастворимого остатка исходного сырья, устройство для структурирования побочных продуктов производства, при этом установка дополнительно снабжена устройством для ферментативного гидролиза, устройством для фракционирования гидролизата и устройством для механо-химической деструкции белка. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для пищевой промышленности и может быть использовано при производстве пищевых форм белков из шротов семян масличных растений.

Известна установка для производства протеинового концентрата из зеленых растений [1] содержащая установленные в технологической последовательности, связанные между собой подающие транспортеры, устройство для удаления металла, дезинтегратор, электроплазмолизатор, шнековый пресс, рыхлитель, емкость для сбора сока, насос, установку для удаления клетчатки, насос, теплообменник, коагулятор, электрофлотатор (первый), насос, электрофлотатор (второй) дегазатор, насос, устройство дополнительного обезвоживания, гранулятор, сушилку, теплообменник, емкость сыворотки, устройство подачи добавок в промежуточные емкости.

Недостатком указанной установки является отсутствие оборудования для ферментативного гидролиза белка, что уменьшает эффективность установки за счет ограничения технологических возможностей установки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой является выбранная в качестве прототипа установка для производства пищевых высококонцентрированных форм белков [2] содержащая установленные в технологической последовательности связанные между собой бункер исходного сырья, подающий транспортер, приемную емкость, весовой дозатор, электромагнитный разделитель, измельчитель, транспортер, экстрактор, устройство для отделения нерастворимого остатка исходного сырья, промежуточную емкость, устройство для выделения протеина из экстрактора, устройство для отделения сыворотки, промежуточную емкость, устройство для промывки протеина, устройство для отделения промывных вод, промежуточную емкость, устройство для нейтрализации белковой дисперсии, насос, устройство для термической обработки белковой дисперсии, сушилку, устройство для расфасовки и упаковки готового продукта, смеситель для формирования заданных свойств суммарного потока сывороточных и промывных вод, теплообменник, устройство для концентрирования сывороточных вод или сывороточных и промывных вод, промежуточную емкость, насос, сушилку, промежуточную емкость, насос, стерилизатор, устройство для рециркуляции, промежуточную емкость, смеситель для формирования реологических свойств и компонентного состава нерастворимого остатка исходного сырья, устройство для структурирования побочных продуктов производства.

Недостатком указанной установки является отсутствие оборудования для ферментативного гидролиза белка, что уменьшает эффективность установки за счет ограничения ее технологических возможностей.

Цель изобретения повышение эффективности за счет расширения технологических возможностей установки.

Указанная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена устройством для ферментативного гидролиза. Установка также снабжена устройством для фракционирования гидролизата и устройством для механо-химической деструкции белка.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для производства высококонцентрированных форм белков.

Установка для производства высококонцентрированных форм белков содержит установленные в технологической последовательности связанные между собой бункер исходного сырья 1, дозатор весовой 2, электромагнитный разделитель 3, смеситель 4, измельчитель 5, экстрактор 6, насос 7, устройство 8 для отделения нерастворимого остатка исходного сырья, насос 9, устройство 10 для выделения протеина из экстракта, устройство 11 для отделения сыворотки, насос 12, устройство 13 для промывки протеина, устройство 14 для отделения промывных вод, промежуточную емкость 15, промежуточную емкость 16, устройство для 17 нейтрализации белковой дисперсии, промежуточную емкость 18, насос 19, устройство 20 для механо-химической деструкции белка, подогреватель 21, устройство 22 для ферментативного гидролиза, устройство 23 для термической обработки белковой дисперсии, устройство 24 для фракционирования гидролизата, устройство 25 для обработки кислотой или щелочью, сушилку 26, устройство 27 для расфасовки и упаковки готового продукта, смеситель 28 для формирования заданных свойств суммарного потока сывороточных и промывных вод, теплообменник 29, устройство 30 для концентрирования сывороточных или сывороточных и промывных вод, промежуточную емкость 31, сушилку 32, промежуточную емкость 33, насос 34, стерилизатор 35, устройство 36 для рециркуляции воды, промежуточную емкость 37, смеситель 38 для формирования реологических свойств и компонентного состава нерастворимого остатка исходного сырья, устройство 39 для структурирования побочных продуктов производства.

Устройство 22 для ферментативного гидролиза установлено после устройства 17 для нейтрализации белковой дисперсии, а устройство 24 для фракционирования гидролиза после устройства 23 для термической обработки белковой дисперсии.

Устройство 20 для механо-химической деструкции белка может быть установлено перед устройством 22 для ферментативного гидролиза.

Установка работает следующим образом.

Исходное сырье, например соевый шрот, пневмотранспортом из элеватора подают в цеховой бункер 1 и далее в весовой дозатор 2. Пройдя дозатор 2, соевый шрот в заданном количестве поступает на электромагнитный разделитель 3 для удаления металлических примесей, а затем в смеситель 4 для предварительного замачивания с экстрагентом. В качестве экстрагента используют 0,05-0,2% -ный раствоp гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов, получаемый разбавлением концентрированного раствора горячей водой. Набухший шрот из смесителя 4 подают в измельчитель 5, где осуществляют измельчение шрота во влажной среде. В процессе измельчения начинается экстракция белка. Далее суспензию шрота подают в экстрактор 6, где завершается процесс экстракции белка. По окончании процесса экстракции суспензию шрот-растворитель насосом 7 направляют в устройство 8 для отделения нерастворимого остатка шрота. Экстракт, получаемый после разделения суспензии, насосом 9 подают в устройство 10 для выделения протеина. Нерастворимый остаток исходного сырья, получаемый после отделения экстракта, направляют в промежуточную емкость 37. Выделение протеина проводят раствором неорганической кислоты. Полученную суспензию белка в сыворотке направляют в устройство 11 для отделения сыворотки. Дисперсия белка, получаемая после отделения сыворотки, насосом 12 направляется на пpомывку в устройство 13 для промывки протеина, а сыворотка собирается в промежуточной емкости 15. Промывка протеина проводится пpомывочной жидкостью. Полученная дисперсия протеина в воде направляется в устройство 14 для отделения промывных вод. Вода от промывки протеина собирается в промежуточной емкости 16. Промытая дисперсия белка далее направляется в устройство 17 для нейтрализации. Нейтрализация проводится раствором гидроксидов щелочных, щелочноземельных металлов или раствором минеральной кислоты до рН ферментативной реакции. Нейтрализованная дисперсия белка собирается в промежуточной емкости 18, откуда насосом 19 через подогреватель 21 направляется в устройство 22 для ферментативного гидролиза. Устройство для ферметативного гидролиза представляет собой аппарат или совокупность аппаратов емкостного, циклонного, струйного типов, обеспечивающих проведение реакции гидролиза при необходимых гидродинамических и физико-химических режимах (температура, рН, гидромодуль, турбулентность и др.).

При необходимости нейтрализованная дисперсия белка может из промежуточной емкости 18 насосом 19 подаваться в устройство 20 для механо-химической деструкции белка и далее в устройство 22 для ферментативного гидролиза.

Устройство для механо-химической деструкции белка представляет собой аппарат высокоскоростного типа, обеспечивающий прохождение белковой дисперсии при высоких скоростях сдвига и высокочастотных пульсациях потока (проточные роторные аппараты, коллоидные мельницы и др.), что приводит к комформационным изменениям белковых молекул. В случае недостаточного нагрева в устройстве 20 для механо-химической деструкции белка дисперсия белка перед ферментативным гидролизом нагревается в подогревателе 21. Для осуществления процесса ферментативного гидролиза в устройство 22 подают ферментный препарат, например протосубтилин Г20Х. Гидролизованная суспензия белка далее направляется в устройство 23 для термической обработки, где подвергается тепловой обработке с целью инактивации фермента и стерилизации продукта. В зависимости от требований потребителей к ассортименту белков дисперсия белка из устройства 23 для термической обработки может подаваться в устройство 24 для фракционирования гидролизата.

Устройство для фракционирования гидролизата представляет собой аппарат для разделения гидролизатов на фракции по молекулярным массам (ультрафильтрационные мембраны, сорбционные колонки, молекулярные сита) или по удельным весам (сепараторы, центрифуги и др.).

Далее гидролизат или продукты его фракционирования подают в устройство 25 для обработки минеральной кислотой или щелочью и затем направляют в сушилку 26, где в токе горячего воздуха высушивают. Таким образом, на выходе из сушилки 26 получают сухой модифицированный изолят или концентрат, который направляют в устройство 27 для расфасовки и упаковки. Сыворотка из промежуточной емкости 15 самостоятельно или совместно с промывными водами из промежуточной емкости 16 подается в смеситель 28, где формируются определенные свойства сывороточных или сывороточных и промывных вод, например, содержание сухих веществ, сырого протеина, углеводов. В смеситель 28 могут подаваться реагенты (раствор едкого натра, раствор соляной кислоты) для получения рН потока в пределах 3,5-7,0. Из смесителя 28 поток направляют в теплообменник 29 для нагрева до 45-50^оС и далее в устройство 30 для концентрирования. Концентрат, получаемый в устройстве 30, состоящий из альбуминов, растворимых углеводов и солей, подают в промежуточную емкость 37 и далее на обработку с основным нерастворимым остатком исходного сырья или подают в промежуточную емкость 31, откуда он направляется, например, в дрожжевое производство или в сушилку 32. Из сушилки 32 полученный концентрат альбумина направляют на реализацию. Водную фазу, получаемую в устройстве 30, подают в промежуточную емкость 33, откуда насосом 34 через стерилизатор 35 направляют в устройство 36 для рециркуляции воды. Промывную воду из емкости 16 (в случае концентрирования сыворотки самостоятельно) направляют в устройство 36. В устройстве 36 к одной фазе добавляют реагент, например раствор гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов, и при необходимости технологическую воду. Полученный раствор направляют в смеситель 4 для приготовления суспензии шрот-растворитель. Побочные продукты из промежуточной емкости 37 направляют в смеситель 38. Для получения определенного компонентного состава композиции в смеситель 38 подают жидкие добавки, например красители, сухие добавки, например шрот. В смесителе 38 осуществляют регулирование влажности композиции, происходит вызревание смеси, при этом смесь приобретает пластические свойства. Приготовленная композиция далее подается в устройство 39 для структурирования, где подвергается термопластической экструзии при определенных температурах и давлении. Полученный структурированный пищевой продукт после охлаждения и упаковки отправляют на реализацию.

Предлагаемая установка по сравнению с известными обеспечивает производство разнообразного ассортимента пищевых высококонцентрированных форм белков с различными функциональными свойствами (модифицированные изоляты или модифицированные концентраты, концентрат соевого альбумина, структурированный пищевой продукт) для использования в различных отраслях пищевой пpомышленности и общественного питания (добавки к продуктам детского, диетического питания, продукция мясной, молочной, масложировой промышленности), что повышает эффективность установки.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ФОРМ БЕЛКОВ, включающая установленные в технологической последовательности подающие транспортеры, бункер исходного сырья, весовой дозатор, электромагнитный разделитель, смеситель, измельчитель, экстрактор, устройство для отделения нерастворимого остатка исходного сырья, устройство для выделения протеина из экстракта, устройство для отделения сыворотки, устройство для промывки протеина, устройство для отделения промывных вод, устройство для нейтрализации белковой дисперсии, подогреватель, устройство для термической обработки белковой дисперсии, устройство для обработки кислотой или щелочью, сушку, устройство для расфасовки и упаковки готового продукта, смеситель для формирования заданных свойств суммарного потока сывороточных и промывных вод, теплообменник, устройство для концентрирования сывороточных и промывных вод, сушилку, стерилизатор, устройство для рециркуляции воды, смеситель для формирования реологических свойств и компонентного состава нерастворимого остатка исходного сырья, устройство для структурирования побочных продуктов производства, промежуточные емкости, насосы, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена устройством для ферментативного гидролиза, установленным после устройства для нейтрализации белковой дисперсии.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оно снабжена устройством для фракционирования гидролизата, установленным после устройства для термической обработки белковой дисперсии.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для механохимической деструкции белка, установленным перед устройством для ферментативного гидролиза.

РИСУНКИ

Рисунок 1