Способ переработки семян хлопкаС пОлучЕНиЕМ бЕлКОВОй МуКи игОССипОлОВОй МуКи Советский патент 1981 года по МПК A23J1/14 

1

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам переработки растительного сырья, а точнее к способам переработки семян хлопка с получением белковой и госсиполовой муки. Белковую муку используют в качестве диетического продукта в пищевом рационе человека. Госсипол - специфический пигмент хлоиковых семян - содержится в последних в виде пигментных железок и при шелушении семян почти полностью переходит в ядро. При обычной технологии переработки зерна, например, нагреванием, увлажнением и пр., железки разрушаются, ГОССИПОЛ высвобождается и, в силу своей высокой реакционной способности, взаимодействует с вешествами ядра, образуя трудно выводимые соединения.

Большая часть госсипола. соединяется с лизином, одной из осиовных аминокислот, имеющихся в семенах хлопка, в результате чего она теряет свою пищевую ценность. Жмых или мука, получаемые в качестве побочпого продукта при производстве хлопкового масла, годятся лищь на корм скоту. Мука, используемая в пище человека, может быть получена лишь из специально отобранных первосортных целых семян с низким содержанием госсипола. Тем не менее она содержит много госсипола, отличается темным цветом и невысоким качеством белка. Из существующих способов получения

пищевой белковой муки наиболее близким к изобретению является способ переработки семян хлопка с получением белковой муки и госсиполовой муки путем сущки шелушеиых семян до влажности 1,5-

2,5%, измельчения в две стадии, перед второй из которых семена смешивают с растворителем, причем недостаточно измельченные частицы возвращают на вторую стадию, по меньшей мере трехкратного разделения суспензии в циклонах и сущки полученных фракций 1.

Белковая мука, полученная по этому способу, свободна от госсипола и госсиполоподобпых соединений. Однако суспензия

проходит через каждый циклон лишь однажды, не иодвергаясь рециркуляции, что снижает выход белковой муки. Кроме того, ири замедлении или остановке ироцесса суспензия слеживается и отстаивается, загрязняя и закупорпвая оборздование.

Целью изобретения является повышение выхода белковой муки.

С этой целью разделение суспензии в циклонах ведут так, что из каждого циклона нижнюю фазу направляют в следующий никотон, а верхнюю возвраш,а;от в один из предыдущих, разбавляя таким образом поступающую на разделение суспензию, которую дополнительно разбавляют также растворителем, при этом в качестве фракции для получения белковой муки используют верхнюю фазу из первого циклона, в качестве фракции для получения госсиполовой муки - нижнюю фазу из последнего циклона, а отбор недостаточно измельченных частиц осуществляют путем просеивания нижней фазы из первого циклона. Фракцию, идущую на получение белковой муки, целесообразно перед сущкой нромывать растворителем, а после промывки последней использовать для разбавления суспензии.

На чертеже дана технологическая схема переработки семян хлопка.

Способ заключается в следующем.

Шелушеные ядра хлопковых семян для предотвращения или сведения к минимуму разрущения пигментных железок предварительно высущивают до влажности 1,5- 2,5% нрн температуре, не превыщающей 82°С. При высоком уровне содержания влаги пигментные железкн разрущаются, а сушка, нанротив, цриводит к упрочпению их, облегчению отделения их и высвобождеиию частей ядра, содерлхащих белок.

Очень важна стадия измельчения семяи. При недостаточном измельчении выход белковой муки будет невысоким, а слищком иитенсивное измельчение может разрущнть пигментные железки, что снизит эффективность их дальнейщего выделения.

Нужной степени измельчения можно достигнуть, например, в устройстве, содержащем два вращающихся в нротивоположных направлениях с различной скоростью диска со щтырями, находящимися в зацеплении. Следует предотвратить прилипание измельченного материала к стенкам устройства, ведущее к его скоплению и к нзмельчеиию железок.

Предпочтительно, чтобы семена содер}кали менее 1% щелухи, но не больше 3%. Чем больше этот процент, тем выще мощность, потребная для измельчения, больше стенень разрушения железок и меньше белка в получаемой муке. Вредно также избыточное геиерируемое тепло. После первой стадии измельчения материал нужно охладить ириблизительно до 49°С. Затем его перемешивают с растворителем, в качестве которого используют преимущественно П-гексан, с получением суспензии, содержащей 40-60%, желательно 50%, твердой фазы. Пелесообразно обрабатывать неэкстрагированные семена (хотя можно и обезжиренные частично или полностью) и содержание масла на стадиях измельчения поддерживать высоким. Второе измельчение можно осуществить

в жерновой мельнице илн каком-либо другом устройстве.

Суспензию, выходящую после второй стадии измельчения, разбавляют раетворптелем или верхней фазой из второго циклона при постоянном перемещивапии для поддержания частиц во взвешенном состоянии и передают в первый жидкостной циклои на разделение. Целесообразно

использовать трехдюймовый циклон (по максимальному внутреннему размеру), работаюи;нй прп давлении 2,5-3,2 кг/см. Пз нижнего конца или «вершины циклона выходит нижняя фаза, из верхнего -

верхняя. Нижняя фаза составляет 10-50% от общего колнчества суснензин и содержит 30-45% твердых частиц.

Верхняя фаза составляет 50-90% от колнчеетза еуснензии и содержит 10-50%

твердых частиц. Весовое отношение верхней фазы к нижней определяется как показатель разделення и составляет предночтительпо (1-9) : 1. Содержанне твердых частиц в обеих фазах регулируется этим

отношением и зависит от содержания их в исходной еуснензии и степени измельчения материала.

Разделение в циклоне происходит за счет тангенциального подвода суспензии и возннкающих центробежных сил, которые приблизительно в 5000 раз нревышают силу тяжести в зависимости от величины давления и скорости суспензии. Под действием центробежных сил более тяжелые и

комиактные частицы с меньшим отношением илощади иоверхности к массе, т. е. яйцевидные иигментные железки, обрывки шелухи и крупные частицы ядра (менее 80 мсш.), перемен.аются к боковой стенке

циклоиа и составляют нижнюю фазу. Более мелкие частицы, практически свободные от пигментных железок и имеющие меньший предельный вес и более низкую скорость оседания вследствие относительно высокого, отношения нлощади поверхности к массе, движутся в нанравлении стенок шчклона гораздо медленнее, поднимаются вверх н выходят как верхняя фаза. Для разделения можно использовать

циклоны и иного, чем вьине казаиный, размера, а также несколько циклонов, соединенных нараллсльно.

Ннжнюю фазу A3 нсрного циклоиа разбавляют верхней фазой из третьего циклона и нолу.ченную суснензию нросеивают на снте с размером отверстий около 80меш., на котором отделяются недостаточно измельченные частицы. Размер отверстий сита )5ыбран с четом того, что

99,7 вес. 7о иигментных железок нроходят через них. Одиако учитывая, что в хлопчатинке различных сортов размер железок может быть разным, можно выбрать и другие размеры отверстий сита, чтобы иолучить тот же нроцент иронускання железок.

Разбавление просеиваемой суспензии обусловлено тем, что пигментные железкп не разрушаются при проходе через сито только в присутствии влаги (с растворителем). Если процессы, тедшествующие первому разделению, в частности измельчение семян, проведены правильно, однородные, тонко измельченные частицы белка можно легко выделить в верхней фазе первого циклона, которая является конечным продуктом переработки семян, после ее концентрирования, фильтрования, промывки гексаном для удаления масла, отгонки растворителя, охлаждения и упаковки. При этом желательно использовать вакуумный барабанный фильтр, после которого получают влажный материал в виде жмыховых лепешек, содерж, 35-40% растворителя. После промывки гексаном содержание масла в жмыхе снижается до уровня ниже 1 % при отношении количества растворителя к количеству жмыха, равВлага, %До 3,7

Белок (азотХ6,25) MFB %65 или более

Азот, %10,4 или более Растворимость азота (в 0,02 и. До 99

NaOH), %

Содержание госсипола, %До 0,018

в т. ч. свободного госсиполаДо 0,04

Липиды, %До 1,0

Сырое волокно, %2,4

Зола, %7,54

Е. А. Ф. лизин (г/16 г. N)До 3,94

Остаток гексана, ч./млн.До 25

Нижняя фаза из каждого циклона поступает в следующий и по мере ее продвижения содержит все меньше и меньще очищенной муки тонкого помола.

Процент содержания масла также постепенно уменьщается, так что ко-гда, в конце концов, нижнюю фазу из последнего, третьего циклона, иерекачнзают Б горизоптальный фильтр-отстойник, осушенный жмых из фильтра требует либо небольшой иромывки гексаном, либо совсем ее не требует.

В линии циклонов существует и встречный поток материалов - муки тонкого помола и масла, которые содержатся в верхних фазах и перемещаются из третьего циклона во второй и первый с рециркуляцией. При этом достигается следующее:

1.Постепенное увеличение содержания муки тонкого помола, а следовательно, белка в верхнем потоке.

2.Вследствие постоянного разбавления снижение содержания масла в потоке.

3.Уменьшение или полное исключение необходимости промывки жмыха в фильтре отстойника.

ном (1,75-1) : I. Во избежание растрескивания жмыховых лепешек для промывки можно использовать исходную сырьевую суспензию. После промывки лепешка содержит 60-65% растворителя.

Перед вакуумным фильтрованием це. лесообразно сконцентрировать суспензию, для чего пригоден испаритель с падающей пленкой.

Растворитель удаляют с помош,ью обычно при.меняемого для этой цели оборудования, причем температуру следует повысить до 93°С, чтобы уничтожить бактерии.

Затем жмых измельчают в стержневой мельнице до состояния тонкой муки и упаковывают. Полученный пищевой продукт содержит белка порядка 65% и выще и свободного госсипола порядка 0,045% или

.меньше.

Пиже приводится состав белковой муки (по данным анализа);

После удаления растворителя в тостере из жмыха получают продукт с высоким содержанием госсипола, который можно хранить и спрессовать в брикеты.

Для разбавления материала перед второй стадией измельчения вместе с гексаном целесообразно использовать промывочный раствор белковой фракции из вакуумного барабанного фильтра и маточный раствор, а также промывочную жидкость из фильтра-отстойника. Эту же смесь можно исиользовать для разбавления суспензии на тех участках процесса, где в этом есть необходимость.

Маточный раствор из вакуумного фильтра содержит все масло, уходящее пз проiiecca; из него отделяют масло, а гексаи возвращают в процесс.

Разделеине можно осуществлять на четырех и более циклонах, если это целесообразно, а также использовать две нлп более лпннн, соединенные параллельно.

Способ позволяет получить пищевой продукт с высоким содержанием белка. Кроме того, процесс может быть остановлен отрегулирован без слеживания и отстаивания суспеизии, загрязнения или закупоривания оборудования.

7 Формула изобретения

1. Способ переработки семян хлопка с получением белковой муки и госсиполовой муки путем сушки шелушеных семян до влажности 1,5-2,5%, измельчения в две стадии, перед второй из которых семена смешивают с растворителем, причем недостаточно измельченные частицы возвращают на вторую стадию, по меньшей мере трехкратного разделения суспензии в циклонах и сушки полученных фракций, отличаюш.ийся тем, что, с целью повышения выхода белковой муки, разделение суспензии в циклонах ведут так, что из каждого циклона нижнюю фазу цаправляют в следующий циклоп, а верхнюю возвращают в один из предыдущих, разбавляя таким образом поступающую на разделение суспензию, которую дополнительно

разбавляют также растворителем, при этом в качестве фракции для получения белковой муки используют верхнюю фазу из иервого циклона, в качестве фракпии для получения госсиполовой муки - нижнюю фазу из последнего циклона, а отбор недостаточно измельченных частиц осушествляют путем просеивания нижней фазы из первого циклона.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фракцию, идущую на получение белковой муки, перед сушкой промывают растворителем, а после промывки последней используют для разбавления суспензии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США М 3615657, кл. 99-17, оплблик. 1971.