СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН АМАРАНТА Российский патент 2024 года по МПК C11B1/00 

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способам получения масла, белкового и крахмального продуктов из низкомасличного сырья, преимущественно зародышей амаранта.

Известен способ извлечения масла и получения белкового продукта из низкомасличного растительного сырья, преимущественно из зародышей пшеницы, включающий отжим сырья в зеерной камере с одновременным измельчением, нагревом и перемешиванием, в котором предусмотрено ведение прессования при температуре до 80°С (пат. РФ 2163922, С11В 1/00, 1/06).

Недостатком этого способа является отжим масла при достаточно высокой температуре (до 80°С), при этом при получении масла из семян амаранта возможен распад ценнейшего компонента амарантового масла (сквалена), разрушающегося при температуре выше 40°С, а также частичная денатурация белковых составляющих зародыша и жмыха из него.

Также известен способ получения масла из пшеничных зародышей, включающий накопление и промежуточное хранение зародышей, их подготовку, холодное проходное прессование (первое прессование), очистку масла, введение масляного отстоя от очистки в жмых первого прессования, второе прессование, расфасовку масла, измельчение и расфасовку жмыха (Вишняков А.Б., Новицкий О.А., Власов В.Н., Бабенко П.П. Комплексная переработка пшеницы с получением биологически активных продуктов" // Хранение и переработка зерна, 2000. - 7. - С. 43-47).

Недостатком этого способа является проведение процесса прессования при температуре около 50°С.

Общим недостатком двух последних способов является то, что в качестве сырья предусмотрено использование зародышей, полученных на мукомольных заводах. Выделить зародыш из семян амаранта на стандартном для мукомольной промышленности оборудовании не представляется возможным, так как в результате трения о рабочие поверхности происходит нагрев сырья до температур свыше 60°С.

Известен способ извлечения масла из семян амаранта путем прямой экстракции гексаном с последующим отгоном растворителя в среде азота, очистки масла щелочью и специальными сорбентами (Robert Becker. Preparation, Composition, and Nutritional Implications of Amaranth Seed Oil. Cereal Foods World (CFW), V. 34, 11, p. 950-953, 1989), а также способ экстракции гексаном в среде углекислого газа с отгоном растворителя в вакууме (пат. РФ 2080360, С11В 1/10).

Недостатками этих способов является то, что извлечение масла экстракцией растворителями значительно удорожает себестоимость получения продукции, делает процесс трудоемким, многостадийным, а также не позволяющим получить экологически чистый продукт, который может оказать непредсказуемое воздействие на организм человека, что связано с наличием в нем, а также в шроте остаточных количеств растворителей (до 12% гексана, этанол).

Известен способ переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белковой и крахмальной фракций, включающий очистку и измельчение семян амаранта, и разделение на фракции (см. RU 2175658 С1, 10.11.2001 г.).

Недостатком известного способа является, то, что основным продуктом, полученным после обработки семян амаранта, является крахмальная фракция, а также то, что для экстракции используют растворители, которые частично присутствуют в полученном продукте.

Наиболее близким аналогом является способ переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белковой и крахмальной фракций (пат. РФ 2209233, С11В 1/00, С11В 1/06), включающий очистку и измельчение семян амаранта на дробилке молоткового типа с формирующими каналами и разделение на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, при этом сушку смеси ведут при температуре не выше 35°С и далее осуществляют холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта при температуре не выше 40°С, полученное масло отстаивают и подают на фильтрацию, жмых холодного проходного прессования смешивают с масляным отстоем и подвергают второму прессованию с выделением масла и жмыха в виде зародышевых хлопьев в качестве белковой фракции, затем последнюю измельчают.

Недостатком наиболее близкого аналога является низкая эффективность измельчения семян амаранта на дробилке молоткового типа с формирующими каналами и разделения на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, а также низкий выход масла из семян масличных культур при прессовании из-за того, что в зоне интенсивного сдавливания между продуктом и в его порах блокируется часть масла и препятствуется его отток к выходным отверстиям

Технической задачей изобретения является повышение эффективности измельчения семян амаранта на дробилке молоткового типа и разделения на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, а также повысить выход масла из семян масличных культур при прессовании путем высвобождения из пор продукта масла заблокированного в зоне интенсивного сдавливания продукта и обеспечения беспрепятственного оттока масла к выходным отверстиям в щадящем температурном режиме.

Поставленная задача решается тем, что в способе переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белковой и крахмальной фракций, включающем очистку и измельчение семян амаранта и разделение на фракции, с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, сушку смеси, осуществляемую при температуре не выше 35°С, последующее холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта при температуре ведут не выше 40°С, отстаивание масла и его фильтрацию, при этом жмых холодного проходного прессования смешивают с масляным отстоем и подвергают второму прессованию с выделением масла и жмыха в виде зародышевых хлопьев в качестве белковой фракции, которую затем измельчают новым является то, что очистку, измельчение и разделение на фракции семян проводят на дробилке молоткового типа с виброситом, подвижность которого обеспечивается применением в конструкции дробилки кулачкового механизма и подвешиванием сита с помощью пружин внутри корпуса, холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта ведут при знакопеременном воздействии на продукт путем генерации колебаний, при этом обеспечение температуры сушки и прессования осуществляется разряжением путем подключения к вакуумной системе.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности измельчения семян амаранта на дробилке молоткового типа и разделения на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, а также в повышении выхода масла из семян масличных культур при прессовании путем высвобождения из пор продукта масла заблокированного в зоне интенсивного сдавливания продукта и обеспечения беспрепятственного оттока масла к выходным отверстиям в щадящем температурном режиме.

На фиг. 1 представлена схема переработки семян амаранта; на фиг. 2 - изображена молотковая дробилка с виброситом.

Используемая в с схеме переработки семян амаранта молотковая дробилка с виброситом (фиг. 2) содержит корпус 1, загрузочную горловину 3, выгрузную горловину 2, вал 4, вибросито состоящее из сита 6 и торцевых крышек 7 с приваренными к ним толкателями 9, подвешенное на пружинах 5, кулачков 8 и молотковый ротор 10.

Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1).

Семена амаранта подвергают качественной очистке от механических и прочих загрязнений с помощью семяочистительной машины. После очистки семена направляют на обрушивание в дробилку молоткового типа с виброситом.

В дробилке подлежащий измельчению материал поступает через загрузочную горловину 3 в дробильную камеру. Образовавшийся воздушно-продуктовый слой вследствие вращения молоткового ротора 10 двигается по окружности, образованной решетом ситом 6 диаметром ячеек 0,6 мм. Одновременно с вращением ротора в движение приводятся кулачки 8 которые воздействуют на толкатели 9. В результате работы кулачкового механизма и пружин 5 вибросито 9 совершает хаотичные движения, замедляя и перемешивая воздушно-продуктовый поток, что приводит к увеличению относительной скорости столкновения рабочих органов и частиц материала, повышению равномерности гранулометрического состава конечного продукта с получением крахмальной фракция и смеси зародышей и оболочек семян амаранта.

После того как материал будет измельчен до нужной величины частиц, определяемой диаметром отверстий сита 6 он эвакуируется из дробилки через выгрузную горловину 2.

Затем осуществляют вакуумное подсушивание смеси зародышей и оболочек семян амаранта при температуре не выше 35°С до массовой доли влаги 8-10%.

После чего масло отжимают при температуре 35-40°С. В процессе отжима происходит воздействие на зародыши высоких нагрузок со стороны рабочих органов пресса, в связи с этим температура масла не может быть ниже 35-40°С. Верхнюю отметку температуры масла при отжиме строго контролируют и поддерживают на уровне не выше 40°С для исключения возможности распада сквалена и необратимых окислительных процессов с разрушением полиненасыщенных жирных кислот. Поэтому для обеспечения щадящей температуры прессования, извлечение масла необходимо осуществлять при разряжении, путем подключения пресса к вакуумной системе. А для эффективного извлечения масла при пониженной температуре и соответственно высокой вязкости масляной смеси целесообразно использовать вибропрессование с помощью пресса для получения пищевого растительного масла оригинальной конструкции (Патент на изобретение РФ 2642476, C11В 1/06).

В прессе для получения пищевого растительного масла при интенсивном сжатии и сдавливании масличного продукта между его частицами и в его порах блокируется часть масла, поэтому для его оттока к выходным отверстиям осуществляется знакопеременное воздействие на продукт путем генерации в пьезокерамическом излучателе колебаний, передающихся дополнительной камере, вызывая ее возвратно-поступательное движение, в результате которого ее торцевая часть взаимодействует с продуктом. Затем частично отжатый продукт через центральное отверстие попадает в дополнительную камеру, где происходит окончательный отжим маслосодержащего продукта и более интенсивное выделение масла. Жмых отводится через отверстие втулки, а масло выходит через отверстия дополнительной камеры в приемную емкость.

После прессования масляную смесь отстаивают в течение 24-72 ч. Этого времени достаточно для того, чтобы произошло отделение отстоя масла. Отстой сливают, а масло подают на фильтрацию.

Очищенное масло далее подается в накопитель и затем в расфасовочный автомат.

Масляный отстой вносится в жмых первого прессования с целью его пластификации, и осуществляется второе прессование. Очистка масла осуществляется так же, как и после первого прессования.

После второго прессования получают жмых в виде зародышевых хлопьев в качестве белковой фракции, который по своему составу является ценным белковым продуктом. После дополнительного измельчения зародышевые хлопья из семян амаранта расфасовывают.

Полученные предлагаемым способом продукты пригодны для использования в медицине, пищевой промышленности, парфюмерии и косметике.

Предложенный способ переработки семян амаранта позволяет:

- разделять семена амаранта с помощью дробилки молоткового типа с виброситом на две фракции - крахмальную (самостоятельный продукт) и зародышевую (состоящую из оболочек семени и зародыша), из которой в дальнейшем осуществляют отжим масла;

- повысить эффективность измельчения семян амаранта на дробилке молоткового типа и разделения на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта путем использования в дробилке вибросита подвижность которого обеспечивается применением в конструкции дробилки кулачкового механизма и подвешиванием сита с помощью пружин внутри корпуса;

- удешевить производство масла из зародышей семян амаранта путем повышения выхода масла из семян масличных культур при прессовании благодаря знакопеременному воздействию на продукт путем генерации колебаний и соответственно высвобождению из пор продукта масла заблокированного в зоне интенсивного сдавливания продукта и обеспечению беспрепятственного оттока масла к выходным отверстиям;

- получить амарантовое масло, содержащее в биологически активном состоянии ценнейший компонент - сквален;

- получить белковый продукт в виде зародышевых хлопьев, обладающий высокой биологической ценностью;

- получить высококачественные и экологически чистые продукты (амарантовое масло, крахмальный продукт и белковую фракцию в виде зародышевых хлопьев) благодаря обеспечению температуры сушки и прессования разряжением путем подключения к вакуумной системе.

Изобретение относится к масложировой промышленности. Предложен способ переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белковой и крахмальной фракций, включающий очистку и измельчение семян амаранта и разделение на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, сушку смеси, осуществляемую при температуре не выше 35°С, последующее холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта ведут при температуре 35-40°С, отстаивание масла и его фильтрацию, при этом жмых холодного проходного прессования смешивают с масляным отстоем и подвергают второму прессованию с выделением масла и жмыха в виде зародышевых хлопьев в качестве белковой фракции, которую затем измельчают. При этом очистку, измельчение и разделение на фракции семян проводят на дробилке молоткового типа с виброситом, подвижность которого обеспечивается применением в конструкции дробилки кулачкового механизма и подвешиванием сита с помощью пружин внутри корпуса, холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта ведут при знакопеременном воздействии на продукт путем генерации в пьезокерамическом излучателе колебаний, при этом обеспечение температуры сушки и прессования осуществляется разрежением путем подключения к вакуумной системе. Изобретение позволяет повысить эффективность измельчения семян амаранта с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, а также повысить выход масла из семян масличных. 2 ил.

Способ переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белковой и крахмальной фракций, включающий очистку и измельчение семян амаранта и разделение на фракции с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта, сушку смеси, осуществляемую при температуре не выше 35°С, последующее холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта ведут при температуре 35-40°С, отстаивание масла и его фильтрацию, при этом жмых холодного проходного прессования смешивают с масляным отстоем и подвергают второму прессованию с выделением масла и жмыха в виде зародышевых хлопьев в качестве белковой фракции, которую затем измельчают, отличающийся тем, что очистку, измельчение и разделение на фракции семян проводят на дробилке молоткового типа с виброситом, подвижность которого обеспечивается применением в конструкции дробилки кулачкового механизма и подвешиванием сита с помощью пружин внутри корпуса, холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта ведут при знакопеременном воздействии на продукт путем генерации в пьезокерамическом излучателе колебаний, при этом обеспечение температуры сушки и прессования осуществляется разрежением путем подключения к вакуумной системе.