способ переработки сои и комплекс средств для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ переработки сои, включающий сушку, размол, смешивание с водой, перемешивание, разделение на растворимую и нерастворимую фракции, отличающийся тем, что сушку производят в барабанной сушилке при температуре 80-85^oС до влажности 10-12%, выдавливание масла проводят в прессе, а размол выжимки осуществляют на вибромельнице до фракции 50 мкм и менее с одновременным саморазогревом продукта до температуры 51-60^oС, а смешивание с водой и перемешивание выполняют в емкости с размещенным в ней нагревателем, вибромешалкой, разделение на растворимую и нерастворимую фракции осуществляют на вибросите, при этом температуру воды, соотношение компонентов и продолжительность перемешивания подбирают, исходя из условий получения растворимой и нерастворимой фракций, причем выделенную нерастворимую фракцию сушат в барабанных сушилках до влажности 7-10%, а из растворимой фракции выделяют белок.

2. Комплекс средств для переработки сои, включающий устройство для измельчения, устройство для перемешивания, отличающийся тем, что комплекс включает в себя устройство для сушки, выполненное в виде вращающегося сетчатого барабана с лопастями, заключенного в металлический кожух и взаимодействующего с устройством для подачи теплоносителя, например калорифером, устройство для выжимки масла, изготовленное в виде пресса, состоящего из бункера, шнека и перфорированной камеры, устройство для измельчения, выполненное в виде, как минимум, одной помольной камеры с размещенными в ней мелющими телами, комплекс включает в себя устройство для смешивания и перемешивания, состоящее из, как минимум, двух дисков с виброприводом, взаимодействующих с емкостью, оборудованной нагревателем, а устройство для разделения состоит из сита с виброприводом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к комплексной переработке сои и может быть использовано в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Известен способ получения соевого продукта, предусматривающий приготовление гомогенной суспензии из измельченных соевых бобов, экстракцию с разделением на растворимую и нерастворимую фракции и коагуляцию белка из растворимой фракции (см. патент России 2105494, А 23 J 1/14, от 27.05.96, опубл. 27.02.98).

Недостатком данного способа является невозможность комплексной переработки сои с получением различных продуктов для пищевой промышленности и приготовления рационов для кормления сельскохозяйственных животных. Известен способ получения белкового продукта из сои, предусматривающий измельчение соевых бобов в горячем водном растворе при перемешивании, выдержку суспензии и разделение на белковый эмульсионный продукт и нерастворимую часть (см. патент России 2081618, A 23 L 1/20, от 04.11.95, опубл. 20.06.97 - прототип).

Недостатком способа является невозможность комплексной переработки сои с получением исходных продуктов (растворимых белков, масла, нерастворимой части - окары) как для непосредственного использования в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, так и как промежуточных продуктов для дальнейшей переработки.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего проводить комплексную переработку сои с получением как промежуточных, так и конечных продуктов.

Поставленная задача решается способом, включающим сушку, размол, смешивание с водой, перемешивание, разделение на растворимую и нерастворимую фракции, по изобретению сушку производят в барабанной сушилке при температуре 80-85^oС до влажности 10-12%, выдавливание масла производят в прессе, а размол выжимки осуществляют на вибромельницах до фракции 50 мкм и менее с одновременным саморазогревом продукта до температуры 51-60^oС, а смешивание и перемешивание выполяют в емкости с размещенными в ней нагревателем, вибромешалкой, разделение на растворимую и нерастворимую фракции осуществляют на вибросите, при этом температуру воды, соотношение компонентов и продолжительность перемешивания подбирают, исходя из условий получения растворимой и нерастворимой фракций, причем выделенную нерастворимую фракцию сушат в барабанных сушилках до влажности 7-10%, а из растворимой части выделяют белок.

Анализ предложенного решения с прототипом позволил выделить признаки, отсутствующие в прототипе, что соответствует критерию "новизна".

Анализ предложенного решения с известными не выявил признаков, совпадающих с известными решениями, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. 55 кг сои, высушенной в барабанной сушилке при температуре 82^oС до влажности 11%, помещают в шнековый пресс и производят выдавливание масла, получают 5 кг масла, оставшиеся 50 кг выжимок помещают в вибромельницу типа МВ-30 и осуществляют размол, при размоле происходит разрушение выжимок сои до фракции 50 мкм и менее с разрушением клеточных оболочек и самосогреванием массы (из-за трения частиц массы и мелющих тел с массой и трубой мельницы) до температуры 55^oС, после размола массу помещают в емкость (200 л), оборудованную нагревателем и разбавляют водой (комнатной температуры) до 200 л, после чего перемешивают вибромешалкой МВГ-360, время размешивания 3 мин, после этого полученную суспензию помещают в вибросито ВС-500, где разделяют на фракции: растворимую, которая составляет 135 л суспензии, и нерастворимую (окару), которая составляет 65 кг. Содержание белка в растворимой фракции - 7,4%, содержание белка в сырой нерастворимой части (окаре) - 15,4%, жира - 77%.

Пример 2. Способ осуществляется по примеру 1, только температуру воды с помощью нагревателя доводят в емкости до 45^oС и перемешивают размолотые выжимки сои в течение 5 мин, после разделения на вибросите растворимая часть составляет 141 л и нерастворимая фракция окара 59 кг.

Содержание белка и жира в растворимой части составляет соответственно 9,6, 1,8%.

В нерастворимой части (окаре) содержится соответственно: белка - 11,9 и 4,2% жира. Компоненты, то есть вода и размолотая соя, а так же продолжительность перемешивания и температура суспензии подбираются исходя из того, сколько растворимого белка хотели бы получить. Чем больше продолжительность перемешивания, а также, чем больше (относительно) будет воды в мешалке и чем выше температура суспензии (но не выше 85^oС), тем больше белка перейдет в раствор. Чем меньше воды, меньше продолжительность перемешивания, меньше температура суспензии, тем меньше белка перейдет в раствор.

Предложенная технология комплексной переработки сои позволяет не только проводить глубокую переработку с выделением жира, белка и нерастворимой части (окары), но и устранять вредные компоненты, находящиеся в бобах сои (трипсин, хемотрипсин, уреазу, алкалоиды, гликозиды), и неприятный бобовый привкус. Кроме того, изменяя соотношение компонентов (размол сои и воды), температуру воды и время перемешивания можно управлять процессом перехода белка и жира из нерастворимой части в растворимую, тем самым либо увеличивая количество белка в растворе, либо оставляя его в нерастворимой части (окаре). Жидкая часть, содержащая суспензию белка, может использоваться непосредственно в пищевой промышленности и в сельском хозяйстве (при составлении рационов кормления животных) либо после осаждения белка и отделения воды с растворенными в ней минеральными солями направляться на сушку белка и его хранение и переработку.

Выделение белка из суспензии осуществляется известными способами: либо осаждением его (коагуляцией) и сушкой, либо сепарированием, а затем сушкой его.

Нерастворимая часть (окара) после сушки до влажности хранения может использоваться в пищевой и кондитерской промышленности, а также в сельском хозяйстве (в рационах кормления сельскохозяйственных животных).

Известно устройство для производства кормового соевого молока, состоящего из ванны для замачивания соевых бобов в воде, промывания их, варочного котла и парогенератора (см. ИЛ Новосибирского ЦНТИ 337-98, серия Р 68.39.15, УДК 636.086). Недостатком данного устройства является невозможность комплексной переработки сои.

Известна также установка для получения заменителя цельного молока, состоящая из емкости, в горловине которой установлен один конец сетчатого барабана, а второй его конец охватывает измельчитель, консольно установленный на валу в днище. Противоположный конец вала соединен с электродвигателем. В нижней части корпуса установлен кольцевой парораспределитель (см. ИЛ Алтайского ЦНТИ 74-99, серия Р 68.43.39; Р 55.57.43, УДК 631.363.2 - прототип).

Недостатком данного устройства является невозможность этого устройства проводить комплексную переработку сои. Это устройство предназначено только для получения заменителя цельного молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных.

Задачей изобретения является создание комплекса средств для полной переработки соевых бобов с получением конечных продуктов переработки.

Поставленная задача решается комплексом средств, включающих устройство для измельчения, устройство для перемешивания по изобретению, устройство для сушки, выполненное в виде вращающегося сетчатого барабана с лопастями, заключенного в металлический кожух и взаимодействующего с устройством для подачи теплоносителя, например калорифером, устройство для выжимки масла, изготовленное в виде пресса, состоящего из бункера, шнека и перфорированной камеры, устройство для измельчения, выполненное в виде, как минимум, одной помольной камеры с размещенными в ней мелющими телами, кроме того, комплекс включает в себя устройство для смешивания и перемешивания, состоящее из, как минимум, двух дисков с виброприводом, взаимодействующих с емкостью, оборудованной нагревателем, а устройство для разделения состоит из сита с виброприводом.

Анализ предложенного решения с прототипом позволил выделить признаки, отличающие предложенное решение от прототипа, что соответствует критерию "новизна".

Анализ предложенного решения с известными не выявил среди них совпадающих полностью с признаками предложенного решения, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Устройство поясняется чертежом, где приведен общий вид комплекса.

Комплекс средств для переработки сои состоит из устройства для сушки 1, выполненного в виде вращающегося сетчатого барабана 2, лопастей 3, заключенного в кожух 4 устройства для подачи теплоносителя 5, устройства для выжимки масла 6, выполненного в виде пресса, состоящего из бункера 7, шнека 8 и перфорированной камеры 9, устройства для измельчения 10, включающего, как минимум, одну помольную камеру 11, мелющих тел 12, устройства для смешивания и перемешивания 13, состоящего, как минимум, из двух дисков 14, вибропривода 15, емкости 16, нагревателя 17, устройства для разделения 18, состоящего из сита 19, вибропривода 20. Комплекс средств для переработки сои работает следующим образом.

В устройство для сушки 1, состоящее из вращающегося сетчатого барабана 2 с лопастями 3, например, с помощью питателя (не показано) подаются бобы сои; сетчатый барабан 2 заключен в металлический кожух 4 для сохранения тепла; устройством для подачи теплоносителя, например калорифером 6, подается тепло, которое пронизывает всю толщу бобов сои, а так как барабан вращается, то бобы сои постоянно лопастями 3 захватываются, поднимаются, пересыпаются, отдавая влагу теплоносителю, который через перфорации барабана и отверстия в кожухе (не показаны) выносится наружу, при этом температура теплоносителя составляет 80-85^oС, что способствует не только сушке бобов, но и разрушению в них вредных соединений (трипсина, хемотрипсина, уреазы и т.д.). После достижения влажности бобов 10-12% (оптимальная влажность) подачу теплоносителя прекращают, привод вращения барабана (не показан) отключают и производят выгрузку бобов сои, которые поступают в бункер 7 устройства для выжимки масла (пресса) 6; из бункера бобы сои шнеком 8 подаются в перфорированную камеру 9, при этом происходит отделение масла, которое выдавливается через перфорации камеры 9, а выжимки сои поступают на размол в помольную камеру 11 устройства для измельчения 10, где мелющими телами 12 происходит размол выжимок до фракции 50 мкм и менее, при этом происходит саморазогрев массы материала (за счет сил трения перемалываемого материала с мелющими телами, а также за счет сил трения между мелющими телами и помольной камерой) до температуры 51-60^oС. Полученная мука из устройства для измельчения 10 поступает в емкость 16 нагревателем 17. В емкость заливается необходимое количество воды, при необходимости вода подогревается нагревателем 17. Включается вибропривод 15 и диски 14, двигаясь навстречу друг другу, перемешивают муку с водой, при этом растворимые белки и жиры переходят в раствор. После завершения перемешивания суспензия поступает на сито 18, включается вибропривод 20, за счет вращательно-колебательных движений сита 19 происходит разделение на растворимую и нерастворимые фракции.

Растворимая фракция идет либо на приготовление различных пищевых продуктов или заменителя цельного молока для сельскохозяйственных животных, либо на выделение белка, а нерастворимая часть (окара) поступает в устройство для сушки 1, где высушивается до влажности 7-10%, при которой окара может длительно храниться. Кроме того, высушенная нерастворимая часть (окара) может направляться на дальнейшую переработку с целью дополнительного получения масла (экстрацию) либо для получения различных пищевых продуктов, а также добавляться в жидкую фракцию для получения заменителя цельного молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных.

После отделения белка от суспензии, которая богата минеральными солями, ее можно использовать в пищевой промышленности для приготовления различных напитков или использовать в рационах кормления сельскохозяйственных животных.