Способ получения гидролизата из крахмалсодержащего сырья

Изобретение относится к пищевой промышленности, а также к биотехнологии и приготовлению кормов. Способ предусматривает подачу исходного крахмалсодержащего сырья с влажностью 20-28% в варочную камеру шнекового экструдера, экструдирование сырья при температуре 150-200°С и давлении 0,2-10·10⁵ Па и гидролиз полученного экструдата водой или раствором разжижающего фермента в смеси с послеспиртовой бардой. Смесь подают в гидролитическую камеру, соединенную с варочной камерой экструдера, камера которого снабжена матрицей с фильерой, обеспечивающей необходимые давление и температуру. Гидролитическая камера снабжена на выходе задвижкой и отводным патрубком для ее заполнения гидролизуемой массой. Подачу экструдата из варочной камеры экструдера в гидролитическую камеру осуществляют непосредственно в гидролизуемую массу. Изобретение обеспечивает получение гидролизатов из крахмалсодержащего сырья с высокой концентрацией сухих веществ до 55% и возможность утилизации послеспиртовой барды. При этом достигается высокая интенсивность процессов растворения и ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья, реологическая безопасность процессов, упрочнение машинно-аппаратурных схем производства. 2 ил.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, биотехнологии и приготовлению жидких кормов.

Известен способ получения гидролизата из крахмалсодержащего сырья, предусматривающий подачу сырья в варочный экструдер, включающий варочную камеру, прикрепленную к ней герметично гидролитическую камеру и приемную емкость для завершения гидролиза в ней, и гидролиз крахмалсодержащей массы водой или раствором разжижающего фермента (RU 2264473 С1, 20.11.2005).

Недостатком известного способа является поступление полученного экструдата в воздушную среду гидролитической камеры, в результате чего продукт приобретает прочную пенообразную структуру, что ухудшает условия гидролиза экструдата водой или ферментом.

Технический результат изобретения заключается в предотвращении отвердения пенообразной структуры экструдата, поступающего в гидролитическую камеру, и ускорении процесса гидролиза.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения гидролизата из крахмалсодержащего сырья, предусматривающем подачу сырья в варочный экструдер, включающий варочную камеру, прикрепленную к ней герметично гидролитическую камеру и приемную емкость для завершения гидролиза в ней, и гидролиз крахмалсодержащей массы водой или раствором разжижающего фермента, воду или раствор фермента используют в смеси с послеспиртовой бардой.

Гидролитическая камера экструдера снабжена на выходе задвижкой и отводным патрубком для ее полного заполнения гидролизуемой массой. Подачу экструдата в гидролитическую камеру осуществляют непосредственно в гидролизуемую массу.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид экструдера и на фиг.2 - узел А фиг.1.

Способ осуществляют следующим образом.

Крахмалсодержащее сырье измельчают в измельчителе 1 и при помощи средства 2 подают в варочный экструдер, включающий варочную камеру 3, прикрепленную к ней герметично гидролитическую камеру 4, снабженную на выходе задвижкой 5 и отводным патрубком 6 для ее полного заполнения гидролизуемой массой, и приемную емкость 7 для завершения гидролиза.

В варочной камере 3 сырье увлажняют водой, подаваемой через патрубок 8 до достижения влажности 20-28%, и подвергают термомеханической обработке при температуре 150-200°С и давлении 0,2-10·10⁵ Па в течение 10-60 секунд. Затем шнеком 9 обработанная масса подается к матрице 10 с фильерой, через которую осуществляют подачу экструдата в гидролитическую камеру 4 непосредственно в гидролизуемую массу, в результате чего происходит увеличение объема экструдата без его отвердения и ускоренное его растворение.

Гидролиз крахмалсодержащей массы осуществляют смесью воды или раствора разжижающего фермента с послеспиртовой бардой, которую подают через патрубок 11 с форсункой. Уровень заполнения гидролитической камеры 4 гидролизатом поддерживается выше уровня расположения фильер матрицы 10 при помощи вертикального перемещения задвижки 5. Гидролизат при полностью закрытой задвижке через патрубок 6 отводится в приемную емкость 7, в которой процесс гидролиза завершается.

Пример 1.

Очищенное от примесей зерно пшеницы измельчают в крупку, которую подают в варочный экструдер. В него также подают воду для увлажнения до 24% влажности. Процесс экструдирования осуществляют при температуре 170°С и давлении 8·10⁶ Па.

Полученный высокопористый экструдат поступает в гидролитическую камеру. В зону его выхода подают смесь водного раствора фермента α-амилазы и послеспиртовой барды с температурой 35°С, при этом соотношение экструдата и подаваемой жидкой смеси составляет 1:3. Содержание фермента в растворе 1.0 ед. АС/г крахмала.

Процесс ферментативного гидролиза осуществляется в гидролитической камере на всем ее протяжении и в объеме, заполненном гидролизуемой массой, и приемной емкости при температуре 60°С в течение 15 мин, где он заканчивается. Полученный гидролизат содержит до 90% растворимых веществ от всего количества сухого вещества исходного сырья.

Пример 2.

Очищенное от примесей зерно кукурузы измельчают в крупку. Полученную крупку подают в варочный экструдер, в котором она увлажняется до 22% и обрабатывается в зоне варки в течение 15 сек при температуре 180°С и давлении 9·10⁶ Па.

Полученный высокопористый экструдат поступает в гидролитическую камеру, заполненную гидролизатом. В зону выхода экструдата из варочной камеры подают водный раствор разжижающего фермента α-амилазы с температурой 40°С.

Соотношение экструдата и указанного водного раствора составляет 1:4, а содержание α-амилазы 1,0 ед. АС/г крахмала.

Процесс ферментативного гидролиза осуществляют на всем протяжении и в объеме гидролитической камеры и далее в приемной емкости в течение 20 мин при установившейся температуре 60°С. Полученный гидролизат содержит до 90% растворимых веществ от всего количества сухого вещества исходного сырья и используется в приготовлении питательных сред для культивирования продуцентов амилолитических ферментов.

Пример 3.

Очищенное от примесей зерно пшеницы измельчают в крупку, которую подают в варочный экструдер. В него также подают воду для увлажнения до 24% влажности. Процесс экструдирования осуществляют при температуре 170°С и давлении 8·10⁶ Па.

Далее полученный высокопористый экструдат поступает в гидролитическую камеру. В зону его выхода подают послеспиртовую барду с температурой 30°С и фермент α-амилазы с дозировкой 1.0 ед. АС/г крахмала, при этом соотношение экструдата и подаваемой барды составляет 1:2.

Процесс гидролиза осуществляют в течение 20 мин.

Полученный углеводно-белковый гидролизат содержит не менее 35% сухих веществ, из них концентрация углеводов 60% и белков до 20%.

Данный гидролизат используется как основа для получения концентрированного кормового продукта.

Предложенный способ позволяет получить гидролизаты крахмалсодержащего сырья высоких концентраций без потери текучести при максимально возможной интенсивности процессов растворения и ферментативного гидролиза.

Способ получения гидролизата из крахмалсодержащего сырья, предусматривающий подачу сырья в варочный экструдер, включающий варочную камеру, прикрепленную к ней герметично гидролитическую камеру и приемную емкость для завершения гидролиза в ней, и гидролиз крахмалсодержащей массы водой или раствором разжижающего фермента, отличающийся тем, что воду или раствор фермента используют в смеси с послеспиртовой бардой, при этом гидролитическая камера экструдера снабжена на выходе задвижкой для ее полного заполнения гидролизуемой массой, причем подачу экструдата в гидролитическую камеру осуществляют непосредственно в гидролизуемую массу.