Способ получения протеиновых концентратов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК сю А 2 РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ 0 АВТОР:К е в вибро, со сми,(54)(571 ВЫХ КОНЦЕшение кл ТЕИНО" разруСПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯНТРАТОВ, включаюток зеленых рас н а 15 тепловоС ний, их.ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН,кл. А 23 К 3/00,.1972. двойное прессование, очистку и нагреввыделенного сока с последующим егоразделением на коричневый сок и протенновые фракции, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с. целью улуч-шения качества конечного продукта,передповторным прессованием МассУрыхлят с одновременным увлажнением .водой, полученный сок нагревают втечение 30-60 с,; охла)ахают до 4050 еС, а протеиновые фракции посаефильтрации отжимают до влажностИ50-701 и промывают водой температурой. 40-60 С в соотношенйи 1:2 - 1:5с последующей фипьтрацией и отжимомдовлажности 50-753,затем их нодвер-Гают многоступенчатой с кипящем слое при 00-13 жением ее на каждой ступ 25 С и со скоростью движ агента 1,5-2,5 м/с.1 11303Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использокано в кормопроизводстве при получении про- теиновых концентратов из зеленых растений для кормления животных.Известен способ получения протеи- новых. концентратов, заключающийся в том, что зеленую массу, еще не достигшую генеративной стадии, размельчают,прессуют для отделения жидкости 1 О увлажняют спрессованный продукт водой, повторно прессуют, добавляют антиоксидант к жидкости, коагулируют подлинно протеиновую фракцию при 80-85 С, отделяют коагулят от жидкой фазы, со держащей источники азота, абсолютносвободные от подлинного протеина, промывают осадок водой и разбавленной кислотой, объединяют жидкую фазу с промывной жидкостью и инокулируют мик роорганизмами, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммония, подвергают аэробной ,ферментации инокулированную жидкую .фазу до окончательного исчерпыва .,ния источников азота, концентрируют азотсодержащие вещества .в жидкой фазе, концентрат объединяют с коагулятом - подлинно протеиновой фрак:цией и высушивают Г 1 ) . 30Однако в способе для увеличения выхода сока зеленую массу сильно измельчают, что не позволяет использовать. отжатый жом, как основной корм крупному рогатому скоту, Увлажнение сырья после каждого прессования с выдержкой до 1 ч и более зат- рудняет создание поточной промьдпленной технологии. Кроме того, при этом ,продукт имеет низкое содержание про теина 44-50%) и остатки вредных ,соединений, лимитирующих замену протеинов животного происхождения в :;рационах молодняка, нежвачных животных и птицы, Сушка пасты производит;ся методом распыления при влажности 82-857, что требует больших затрат энергии.Известен способ получения протеи-, новых концентратов, при которых зе лекую массу измельчают, прессуют с ;выделением сока и волокнистой части, которую смешивают с водой в коли.честве 20-307 от исходной массы, перемешивают и дополнительно прессу ют. Сок, полученный после двухкрат.ного прессования, смешивают и под,вергают очистке от вредных включений,сгущению при 50-140 С до содержаниясухого вещества 40-807., Образовавшиеся хлоропластовые частицы в процессе сгущения отделяются сепарированием или центрифугированием. Полученную пульповидную фракцию смешиваютс осветленным соком, сушат при50-140 ОС до 12% влажности и гранули-.руют Г 2;) .Недостатками известного способа,являются малый выход кормового концентрата из зеленых растений ( до 2%),низкое содержание в кормовом концентрате протеина (35%), остаток; потенциально вредных соединений (алколои. -дов, цианогенных глюкозидов, сапонинов, ингибитора трипсина и др.) .Цель изобретения - улучшение качества конечного продукта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему разрушение клеток зеленых растений, их двойное прессование, очистку и нагрев сока с последующим разделением его на коричневый сок и протеиновые.,/ фракции, перед повторным прессованием массу рыхлят с одновременным увлажнением водой, полученный сок нагревают в течение 30-60 с, охлаждают до 40-50 С, а протеиновые фракции после фильтрации отжимают до влажности 50-70% и промывают водой температурой 40-60 С в соотношении 1:2- 1:5 с последующей фильтрацией и отжимом до влажности 50-75%, затем их подвергают многоступенчатой сушке в виброкипящем слое при 100-130 С со снижением ее на каждой ступени на 15-25 С и со скоростью движения теполового агента 1,5-2,5 м/с.П р и м е р 1. Исследования проводят на люцерне синегибридной сорта Зайкевича, скошенной.в стадии ,бутонизации, влажностью 80% с содержанием протеина в сухом веществе 21%. Производительность составляет 8 т/ч по зеленой массе люцерны.Зеленая масса люцерны, скошенная и предварительно измельченная в поле кормоуборочным комбайном КСКдо 30-50 мм длины, доставляется с поля на завод транспортными средствами и дозированно подается в измельчатель, представляющий собой четыре беличьих колеса, вращающихся поочередно в противоположные стороны и охваченные общим кожухам, Зеленая масса подается в центр беличьих колес3 11303 Н под действием центробежных снл от-: брасывается к периферии эа счет силь Його удара о пальцы, происходит разрыв волокон, и вращение колес в разные стороны приводит к протягиванию массы и растяжению волокон, в результате чего зеленая масса травы расщепляетсй преимущественно вдоль волокон стеблей, что позволяет сохранить первоначальную длину порезки травы, и наря-1 О ду с высокой степенью разрушения клеточной структуры оставляет корм пригодным для дальнейшего скармливания жвачным животным, которым для нормальной работы желудочного тракта и повышения коэффициентов.перевариваамости питательных веществ необходим корм определенной длины.В предлагаемом способе конструктивно имеется возможность. изменять ско О рость ударов рабочих органов в широких пределах с помощью вариантов, что крайне необходимо для разрушения клеточной структуры зеленых растений различных культур, имеющих широкий диапа :зон физико-механических свойств, Так для разрушения клеточной. структуры травы люцерны первого укоса достаточ-. на скорость ударов 60 м/с, а для зеленой массы травы люпина, кормо-ЗО вой капусты, листьев свеклы и др, культур со сравнительно нежесткой структурой требуется скорость ударов в пределах 12-25 м/с. При более повышенной скорости ударов зеленая масса указанных растений превращается в пульпу. После отжима такой массы она становится практически непригодной для скармливания крупному рогатому скоту из-за чрезмер ного измельчения, да и процесс сушкй ее очень затрурнен.Апробация предлагаемого способа на технологической линии показала, что при правильно выбранном режиме 45 разрушения клеточной структуры растений, обеспечивающем необходимый фракционный составдлину волокон растений ),. при двухкратном отжиме отдельных видов растений выход сока 50 достигает 65-683 от веса исходной массы 1 беэ учета добавляемой воды ).Расщепление люцерны производят при вращении беличьих колес. с линей ной скоростью 60 м/с, при этом раз -рушено около 903 кдеток. Такая масса подается в бункер шнекового пресса, в котором производится отжим с 13 4получением жома и сока. Отжим массь 1 происходит в цилиндрической камере с диаметром фильер 3 мм. После отжима на первом прессе жом на выходе нз .камеры давления механическиразрыхляется и увлажняется водой температурой 15 С и рН 6 с исходной влажности 68% до влажности 803 и вторично отжимается в потоке на следующем шнековом прессе до влажности 643, Из 8 т люцерны получаем 3,.4 т жома и 7.,1 т зеленого сока.Жом, являясь качественным кормом направляется на сушку для производства витаминной травяной муки, при этом процесс сушки жома идет при 380-400 С благодаря тому, что снято более 507 влаги от веса исходной массы. Это позволяет ускорить процесс сушки, лучше сохранить питательные вещества, расход горючего сокращается на 25-353, производительность сушильного агрегата увели чивается в 1,7-2 раза по сравнению с сушкой неотжатой зеленой массы. Жом может направляться также на. непосредственное скармливание живот ным либо на закладку в траншеи или башни для длительного хранения, При этом благодаря расщепленности массы она хорошо самотрамбуется, что предотвращает доступ кислорода и тем самым обеспечивает хорошую сохранность питательных веществ,Выделяемый при отжиме сок с двухпрессов насосом подается на двухступенчатую очистку от грубых включений и клетчатки, Очистка производится через сетки с площадью сеченщ0,2 мм на первой ступени дпя грубойочистки и 0,03 мм.на второй ступени для тонкой очистки.Предварительно нагретый в теплообменнике сок прокачивают черезэжектор, в котором происходит смеши.ванне его с острым паром при 130 С.оС целью предотвращения потерь прирезком перегреве сока нагрев егопроизводят двухступенчато. На первой ступени сок нагревается до 4550 С, а на второй до 82-85 С, проис-,ходит коагуляция белков сока, расход пара составляет 140 кг натонну сока,Для обеспечения полной коагуляциисок выдерживается в буферной емкостив течение 60 с, затем интенсивно охлаждается в трубчатом охладителе доЭ 11303 40 С и подается в пресс-фильтр ФПАКМ, (фильтр-пресс автоматический, колонный, модернизированный с площадью фильтрации 25 м), в котором происходит вначале фильтрация коагу лята через хлопчатобумажную ткань "Бепьтинг" при давлении 0,1 МПа, а затем отжим пасты на этой же ткани при давлении 0.,25 МПа в течение О мин. 10Полученный пастообраэный протеиновый концентрат влажностью 707 промывают, для чего из пресс-фильтра паста перегружается в смеситель и смешивается с водой при 40 С и соот ношении 1:5. В смесителе паста перемешивается вращающимися лопастями в течение 10 мин, а затем смесь вновь . Подается на фильтрацию в пресс- фильтр ФПАКМ, Режим фильтрации 20 Й отжима смеси соответственно равен 0,25 МПа и 0,5 МПа.В технологической линии производства протеиновых концентратов Предусмотрено два пресс-фильтра. 25 ФПАКМ, в то время как на первом фильтр-прессе происходит первичная фильтрация и отжим коагулята на втором фильтр-прессе, производится фильтрация и отжим промытой пасты, 30 тем самым обеспечивается непрерывность технологического процесса., Потери по протеину не превьппают 7.Промывка пасты обеспечивает выведение из концентратов всех вредныхвключений - сапонинов и др, веществи при этом в продукте концентрируется содержание протеина до 607 и вьппе.Из полученной пасты с влажностью617 в грануляторе формируются гра 40нулы диаметром 3 мм и подаются насушку в виброкипящем слое в сушилкуА 1-0 ГК, имеющую четыре вибрирующихлотка и различные ступени режимасушки,45Теплоносителем является нагретыйсухой воздух, перемещающийся со скоростью 1,5 м/с, Температура на первой ступени составляет 100 .С, навторой 85, С, на третьей 70 С и начетвертой 55 С.В результате процесса получают225 кг протеинового зеленого концентрата ПЗК) люцерны влажностью 10 Х,с содержанием 627 протеина (табл.1) . 55Продукт свободен от сапонинов, ингибитора трипсина и других нежелательных примесей, по содержанию 13незаменимых аминокислот близок к высококачественным белковым кормамживотного происхождения и может бытьиспользован в рационах сельскохозяйственных животных и птицы (табл. 2),При температуре пара, используемомдля коагуляции ниже 130 С, расходпара возрастает, увеличение влажностикоагулята свыше 707 делает невозможным гранулирование его для сушки ввиброкипящем слое, при снижении температур в камерах сушилки А 1-ОГКувеличивается время сушки и снижаетсякачество ПЗК.В табл, 1 представлен химическийсостав ПЗК и муки иэ люцерны,В табл. 2 представлен аминокислотный состав ПЗК,П р и м е р 2. 8 т люцерны, скошенной в фазу бутониэации и цветения, влажностью 767 с содержанием протеина в сухом веществе 207. обрабатывают способом, описанным в примере 1. Перед отжимом зеленую массу измельчают со скоростью вращения рабочих органов 115 м/с.Прессостаток после первого отжима рыхлят и увлажняют водой темпераратуры 20 С и рН 8 до влажности 927 В результате двухкратного отжима получают 3,75 т жома и 10 т зеленого сока. После очистки сока и предварительного подогрева сока осуществляют коагуляцию белков сока паром температуры 170 С с весовым расходом 100 кг на 1 т зеленого сока с выдержкой в буферной емкости в течение 30 с и последующим охлаждением до 50 С. Фильтрация в ФПАКМпроисхо," дит при давлении 0,25 МПа, а отжим до влажности коагулята .507 при давлении 0,5 МПа. Промывка коагулята осуществляется водой с температуройо60 С, рН 5 с соотношением масс коагулята и воды 1:2 с последующей фильтрацией и отжимом до влажности 657.Сушка отжатого коагулята производится в сушилке виброкипящего слоя при температуре на первой ступени 130 С, на второй 05 С, на третьей 80 С и на четвертой 55 С со скоростью движения теплового агента 2,5 м/с,В результате процесса получают250 кг ПЗК влажностью 103 с содержанием протеина в сухом веществе 647. Продукт свободен от сапонинов,)280,0 2 8 фолиеая кислота, мг/кг 3 1 7 1 ингибитора трипсина, содержит полноценный набор аминокислот, аналогичный варианту 1.Увеличение температуры воды при обработке прессостатка свыше 20 д нежелательно, так как ведет к процессам протеролиэа и снижает растворимость и экстрагируемость белков сока; повышение температуры пара свыше 170 снижает питательную ценность белков люцерны; выдержка суспензии сока при 50 С после коагуляции свыше 30 с ведет к нарастанию процессов разрушения каротина; дальнейшее повышение давления при фильтрации неэффективно; увеличение температур сушки на различных ступенях приводит к потемнению продукта, потерям каротина и доступности аминокислот, в частности лизина и метионина. Клетчатка, ХРастворимые сахара, 7Каяьций, Х 1303,3, 8Полученные продукты являются новым видом корма с высоким содержанием протеина, по составу незаменимых аминокислот близкого к кормам5 животного происхождения рыбноймуке, сухому обрату, а также соевому:шроту 1 табл 31, ПЗК имеют широкийспектр микро-и макроэлементов(табл. 4 1, витаминов (табл,)1 . )О В табл. 3 дан состав незаменимыхаминокислот в ПЗК рыбной муке, соевом шроте и сухом обрате.Способ получения зеленых концентратов позволяет повысить концентра цию протеина в ПЗК до 643, увеличить.выход протеина зеленой массы вконцентрат на 35-45 Х. На заводе попроизводству ПЗК производительностью20 т/ч по зеленой массе это позволит 20 снизить себестоимость 1 т концентрата с:360 руб. до 240 руб.,37 4,59 8,79. Тирозин 3,89 Фенипаланин 5,90 ТриптофанАспарагиновня кислота Серии 0,97 3,74 11,30 3,72 5,48 Таблица .3 1Содержание г в 100 г протеина Аминокислоты,Пейцин Глутаминовая кислота кролик Алании Аргинин Треонин Концентрация, г в 100 г протеина ПЗК рыбная соевый сухо мука шрот обра/л 22,17 мг кг 1-2,0 г/ 0,0154,94 г/кг0,265 мкг/кг6,35 мкг/кг 279 мкг/г Мо Составитель М.БелоусоваТехред Л. Мартяшова Заказ 9475/8 ВНИИПИ Государс по делам изоб 3035, Москва, Ж Тираж 588венного комитета ССетений и открытий5, Раушская наб., д Подписное атент", г. ектна город едактор Е.Лушников