Способ получения тостированного подсолнечного шрота Советский патент 1983 года по МПК C11B1/10 

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к технологии получения шротов, одного из продуктов маслрэкстракционного

производства.

Состав и качество шротов зависят .как от вида и качества масличных семян, так и от способа их. получения в процессе производства растительных масел.

Известно, что протеины продуктов, подвергающихся действию тепла, влаги и органических растворителей, а также механическому воздействию изменяются в физико-химическом и биохимическом отнсипении, происходит превращение белковых веществ, что в конечном счете приводит к изменению кормовых качеств шрота,

В семенах подсолнечника присутствуют такие вещества, как трипсиновый ингибитор, которые способны подавлять ферментативные процессы в живом организме, в результате чего усвояемость белков животными уменьшается. Эти вещества термолабильны, поэтому инактивируются при действии тепла и наиболее интенсивно в присутствии , влаги.

Умеренная тепловая обработка способствует улучшению усвояемости белковых веществ жмыхов и шротов, а чрезмерный нагрев значительно ухудиает их кормовые качества.

Изменение кормовой ценности жкшхов и шротов по мнению одних исследователей связаио с изменением аминокислотного состава белка, по мнению дру10гих - с изменением растворимости белковых веществ в различных растворителях .

При дополнительной влаготепловой обработке подсолнечного шрота в раз15личных температурных режимах и исходной влажности наблюдается различная степень денатурации белковых веществ, отключается по изменению растворимости протеина в воде, 10%-ном растворе

20 NaCl и 0,2%-ном растворе НаОН, или иначе, по изменению фракционного состава белков.:

Шрот из семян подсолнечника представляет собой ценный белковый про25дукт, содержащий ряд незаменимых аминокислот. Однако структурная особенность этого белка такова, что белок слишком быстро подвергается расщеплению на составные азотсодержащие эле30менты, например мочевину и даже аммиак. При этом скорость расщепления может превышать скорость синтеза ам нокислот в организме животного,всле ствие чего расщепленный белок части но проходит транзитом через пищев рительный: тракт животного и не усва ивается. Известны способы защиты белка от чрезмерного быстрого расщепления. Одним из них является структурный, т.е. способ изменения физико-химиче ,кой структуры белка, а .именно изменение его растворимости в различных растворителя,х, -что может достигать ся влаготепловой обработкой или химическими реагентами, при этом одно временно инактивируется трипсиновый ингибитор, присутствующий в семенах подсолнечника. Наиболее высокими кормовыми достоинствами обладают шроты из семян подсолнечника, содержащие не максимальяое количество растворимого бел ка, а оптимальное, лежащее в пределах 65-70%. Применение подсолнечног шрота с частично денатировйнным бел ком позволяет экономить 10-15% кормов при сохранении или даже увеличении привесов животных по сравнению с применением шрота, не подвергнуто влаготепловой обработке. Чрезмерная денатурация белков, т,а, до содержания суммы растворимых белков ниже 65% от общего протеина, также приводит к снижению усвояемоети белков. Подсолнечные шроты получают по схеме форпрессование - экстракция с последующей отгонкой растворителя из шрота в шнековых испарите- : лях 1. Известен также способ получения тостированного подсолнечного шрота путем его влаготепловой обработки с отгонкой растворителя. Материал, выходящий из экстракта с содержанием растворителя 25-35% и влажностью 7-9%, поступает в шнековый испаритель, где нагревается глухим водяным паром через стенки паровых рубашек и перемещается внутри аппарата шнеками или змеевиками различных конструкций. Острый пар подается внутрь аппарата в небольших количествах в целях организации направ ленного потока тяжелых паров растворителя снизу вверх к конденсаторам. Время обработки шрота составляет 8-15 мин. Увлажнения шрота в процессе отгонки растворителя не происходит. Влажность готового шрота на выходе из шнековых испарителей колебг лется в широком диапазоне, т.е. 4-9% Содержание остаточного растворителя в шроте 0,2-0,5%. Сумма растворимых белков 75-82% к общему содержанию протеина в зависимости от качества исходного сырья и жарения мезги перед форпрессованием, а объемная масса шрота, выходящего из шнековых испарителей, около 470 кг/м Растворитель, содержащийся в шроте на выходе из экстрактора,связан со шротом различными формами связи. Большая часть растворителя связана механической формой связи, которая легко разрушается испарением при подводе тепла. Остальной растворитель находится внутри макро- и микрокапилляров, внутри неразрушенных клеток и связан адсорбдионно на поверхности частиц шрота 23. Однако в связи с тем, что шрот имеет белковую природу, он -весьма способен к набуханию при увлажнении водой или в результате конденсации пара. При введении влаги в шрот,содержащий свободный и связанный растворитель, в начале процесса отгонки растворителя происходит одновременная конденсация водяного пара и испарение растворителя из пор, что приводит к накоплению воды на поверхности частиц без проникновения ее вглубь частиц и белковой части каркаса и к одновременному закапсулированию растворителя внутри частиц, затрудняя и без того нелегкое удаление остатков растворителя. . Прэтому возникает необходимость введения значительного количества острого пара, который затем конденсируют , при этом влажность материала увеличивают до 20% и выше, чтобы достичь требуемой влажности обработки шрота. Такой шрот нуждается в последующей сушке, что увеличивает энергетические затраты на способ. Целью изобретения является улучшение условий отгонки- растворителя, повышение качества шрота и снижения анергетических затрат. Эта цель достигается тем, что согласно способу получения тостированного подсолнечного шрота путем его влаготепловой обработки с отгонкой растворителя, перед влаготепловой обработкой шрота его подвергают предварительному контактному нагреву для удаления части растворителя до остаточного содержания его шроте 1-5%, а влаготепловую обработку ведут острым паром с увеличением температуры шрота до 100-110°С, а влажности до 13-22%, после чего его выдерживают в этих условиях в течение 25-50 мин. Предварительное удаление части растворителя прямо связано с интенсификацией процесса отгонки растворителя и получения тостированного шрота. Если увлажнять шрот, из которого удалена большая часть растворителя, то вследствие избирательности смачивания водой создаются благоприятные условия для вытеснения связанного растворителя и испарения его с поверх ности шрота. Количество растворителя, связанного со шротом физико-химической, т.е. относительно прочной формой связи. составляет; 1-5%, растворитель предварительно отгоняют из шрота до указанного содержания путем нагрева зарубашечным ,паром, затем введением острого пара увлажняют его с дальнейшим подъемом.температуры и отгонкой остальной части растворителя с одновременной необходимой денатурацией белковых веществ. Это- позволяет вводить в шрот Меньшее количество водаа достижением поставленной цели по качеству тостированного подсолнечного шрота и с уменьшением энергетических затрат, необходимых для испарения (1збыточной введенной воды для достикения стандартной влгикности шро- та 10%. В результате применения указанной совокупности технологических парамет ров, получают тостированный подсол нечный шрот с содержанием остаточного растворителя не более. 0,1%,влажностью .7-10% и содержанием суммы растворимых белков 65-70% по отноше нию к общему протеину, что обеспечивает более высокую кормовую ценность шрота по сравнению с обычным. Это осуществляется в чанных аппаратах различных конструкций. Пример 1. Очищенные на сепараторах семена подсолнечника об наруживают, часть-лузги удаляют на вейках. Полученное ядро с лузжистостью 7,26% измельчают на пятивальцевых станках ВС-Б .Мятка поступает в жа ровни/затем в виде мезги отпрессовывается в шнековых прессах. Форпрессовый жмых направляется в экстрактор НД-1250, откуда после обезжиривания поступает в чанный испаритель в виде шрота с содержанием растворителя 25-35%. В чанном испарителе шрот подвергается нагреву для удаления большей части растворителя, т.е. до 1,3%. Затем обрабатывают острым водя ным паром, при этом влажность шрота ,в аппаратах поднимается до 14%,темпер тура до-102с. Отработанный в те чение 35 мин при высоте слоя 350 мм шрот выходит из тостера с темпера- , турой , влажностью 9,42%, содер жанием остаточного растворителя 0,10 и содержанием сумма растворимых белков 69,58%, отвечаю1ф1й требованиям на шрот подсолнечный тостирован- ный. Пример 2. Жмыховый лепесток полученный из ядра очищенных и обрут шённых семян подсолнечника, подвергают экстракции в экстракторе .НД-1250, затем после обезжиривания его подают в чанный испаритель с содержанием растворителя 25-35%, где нагревают до удаления большей части растворителя, т.е. до 4,85%, затем обрабатывают острым водяньдя паром с доведением влажности до 19,8% и температуры до 110°С, выдерживают при этих параметрах в течение 35 мин в слое высотой 350 мм. Выходящий из , .чанного йЬпа.рителя шрот имеет темпе-рагуру , влажность 8,7%, содержание остаточного растворителя 0,06% и растворимого протеина 66,03%, что соответствует требованиям на -шрот подсолнечный тостированный. Пример 3. Жкыховый лепесток, полученный из измельченного ядра обрушенных и очищенных семян подсолнечника, обезжиренный в экстракторе НД-1250, подают в чанный испаритель в виде шрота с содержаниемрастворителя 25-35%. Шрот нагревают глухим водяным паром до содержания остаточного растворителя 3,9%, затем шрот обрабатывают острым водяным паром о доведением влажности до 16,5% и температуры 105°С, воздерживают при, этих параметрах в течение 32 мин .в слое высотой 200 мм. Выходявшй из чанного испарителя шрот имеет температуру 105 °С, влажность 9,03%, содержание остаточного растворителя 0,03% и сумму растворимого протеина 68,21%, что способствует требованиям на шрот подсолнечный тостированный. Пример 4. Жмыховый лепесток, полученный из измельченного ядра очищенных и обрушенных семян,подсолнечника экстрагируют в экстракторе НД-1250, подают в чанный испаритель в виде шрота с содержанием растворителя 25-35%. Шрот нагревают глухим парсми до содержания растворителя 10,2%, затем шрот обрабатывают острым водяным паром с доведением влажности до 25% и температуры , вьщерживают при этих параметра 40 ьшн S слое 250 мм. Готовый щрот имеет температуру влажность 8,2%, содержание остаточного растворителя 0,04%. Вследствие того, что перед обработкой острым паром в шроте содержится достаточно большое количество растворителя, потребуется более интенсивная обработка его острым паром с целью интенсификации отгонки остаточного растворителя. В результате нeoбxoди ыx в данном случае более высоких параметров по увлажнению и температуре выходящий шрот имеет сумму растворимых протеинов 64,85%, что ниже пределов, допустимых требованиями на шрот подсолнечный тостированный, т.е. перегретый. Пример 5. Жмыховый лепесток, полученный из измельченного ядра очищенных и обрушенных семян подсолнечника, экстрагируют в экстракторе НД-1250 и подают оттуда в ча1нный испаритель с содержанием растворителя 25-35%, Шрот нагревают глухим паром до содержания растворителя О,83%.Затем шрот обрабатывают острым паром. Влажность шрота поднимают до 12,5% и температуру до . При этих параметрах .шрот выдерживают в течение 30 мин в слое высотой 180 мм. Шрот, выходящий из аппарата, имеет температуру 102°С, влажность 8,9%, и содержание остаточного растворителя 0,19%.

Отгонкарастворителя из шрота процесс, связанный с потреблением тепла и сопровождается подъемом темаературы. Чем выше степень отгонки растворителя, тем выше, при прочих равных условиях, температура шрота. Соответственно, чем выше темпе-, ратура шрота, тем меньше пара может этим шротом-сконденсироваться.

В данном примере, вследствие более глубокой предварительной отгонки растворителя (до 0,83%, что ниже уровня содержания свободного растворителя , имеет место относительно сухая влаготепловая обработка шрота, в результате чего содержание суммы растворимых протеинов составляет 74,75%, что не соответствует требованиям на шрот подсолнечный тостиррранный«

Внедрение предлагаемого изобретения позволит маслоэкстракционным заводам, оснащенным тостерами, организовать выпуск, подсолнечного шрота в тостированном виде. Учитывая,что тостированный подсолнечный шрот имеет повышенную кормовую ценность по сравнению с нетостированным, цена его повышена с 2о до 25 руб. За вычетом дополнительных затрат экономический эффект определяется в размере 4,5 руб. на тонну шрота. При производительности экстракционной линии 500 т/сут семян подсолнечника и выхода шрота 38%, годовой выпуск тестированного подсолнечного шрота составит 295 тыс. т и годовой экономический эффект 265,5 тыс. руб. на одну экстракционную линию НД-1250.

Формула изобретения

Способ получения тостированного подсолнечного шрота путем его влаготепловой обработки с отгонкой растворителя, отличающийс я тем, что, с целью улучшения условий прогонки, повышения качества шрота и снижения энергетических затрат, влаготепловой обработкой шрота его подвергают предварительному контактному нагреву для удаления части растворителя до остаточного содержания его в шроте 1-5%, а влаготепловую

обработку ведут острым паром с увеличением температуры шрота до lOO-llO c, а влажности до 13-22%, после чего его выдйожидают в этих условиях в течение 25-50 мин.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Иванова Э.И. и др. Тостирование подсолнечного шрота. - Масложировая промышленность, 1978, 7,

с. 19-21.

2.Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Л., 1974, с. 138-149, 254-256 (прототип).