Спосіб виробництва кормового рибного борошна

Спосіб виробництва кормового рибного борошна, при якому сировину послідовно подрібнюють, розварюють, стерилізують, знежирюють на центрифузі, висушують, який відрізняється тим, що подрібнення здійснюють в безперервному потоці до тонко зруйнованої маси з одночасним прогріванням, знежирюють, розварюють і стерилізують шляхом теплової короткочасної обробки в потоці з одночасним видаленням жиру і вологи з глибинних часток, досушують. (19) (21) 2002020965 (22) 06.02.2002 (24) 16.01.2006 (46) 16.01.2006, Бюл. № 1, 2006 р. (72) Бородай Валентина Дмитрівна (73) Бородай Валентина Дмитрівна (56) RU 2147812, 2000 US 4344976, 1982 RU 2101963, 1998 WO 85/03415, 1985 3 57212 4 цтва кормового рибного борошна, в яких викорисІз варильника розварена маса поступає у гвитовують операції подрібнення, знежирення, зневонтовий прес, де плотна маса у вигляді жому відоднення і теплової обробки сировини (в даній заявкремлюється від жировміщуючого бульону. У суці - відходи рибообробного виробництва). часних установках виробництва кормового Суттєвими ознаками всіх способів, за якими рибного борошна застосовують преси безперерввони відрізняються один від одного, є методи проної дії одношнекові і двошнекові. Ступінь видаленведення операцій, послідовність їх проведення і ня жиру залежить від правильно підібраного ретип застосовуємого обладнання. жиму розварювання і температури пресуємої Спосіб прямого сушіння [9] складається із опемаси. При підвищенні температури і зниженні оберацій подрібнення, теплової обробки сировини, ртів ротора одержують однорідну масу з дуже дріпідготовчих операцій для складування, зберігання бними частками продукту, які уходять із продукту і реалізації продукту. Спосіб заснований на теплоразом із бульйоном. При зниженні температури вій обробці, при якій проводиться одночасне розпресуємої маси погіршується видалення з неї живарювання і сушіння без проміжного зниження ру, тому прес необхідно обігрівати. вологості і жирності продукту пресуванням. ТеплоІз преса жом вологістю 50-55% поступає у суву обробку проводять у варильнику періодичної шарку, де процес відбувається 3 години при посдії, в який завнтажується одразу 2,5т сировини і тійному перемішуванні. Процес сушіння і обладтривалість процесу складає 4-5 годин при темпенання наведені у опису центрифужно-сушільному ратурі 80-105 градусів С, або в установці безпереспособі. рвної дії при температурі 600-700 градусів С впроНедоліками цього способу є ускладнення у видовж декількох секунд. борі достатньо раціонального режиму обробки Недоліками виробництва на обладнанні періосировини, особливо розварювання і пресування, дичної дії є довготривалість процесу, що негативускладнення при перероблянні особливо жирної но впливає на якість готового продукту. сировини, а також сировини з мілковолокнистою Враховуючи, що відходи риби вміщують велиструктурою м'яса. Внаслідок дії високих темпераку кількість колагену і внаслідок невеликої теплоптур на сировину у присутності жиру відбувається ровідності сировини значно збільшується триваруйнування білкових сполук, тим самим обумовлість процесу при температурах 100-116°С. При лено зниження вмісту протеїну у готовому борошнагріванні змінюються фізико-хімічний і біологічний ні. Крім того обладнання громіздке і потребує вестан білків. Нагрівання при температурах до 100°С ликих затрат енергоресурсів. призводить до денатурації розчинюючихся білкоЦентрифужно-сушильний спосіб є найближчим вих сполук, зварюванню і гідротермічному розпаду аналогом до заявленого способу виробництва коколагену. При денатурації зменшуються гідрофірмового рибного борошна. Центрифужнольні та збільшуються підвищеним вмістом жиру, сушильний спосіб [9] складається із операцій подлегко окислюється і злежується. Вміст жиру у борібнення, розварювання сировини, центрифугурошні втричі перевищує масову долю жиру в сивання розвареної маси для видалення жиру і частровині. ково вологи, сушіння, підготовчих операцій для Таким чином, при способі прямого сушіння складування, зберігання і реалізації готового пронеможливо досягти належних показників вмісту в дукту. Цей спосіб відрізняється від пресовоготовому борошні жиру і протеїну, неможливо песушильного тим, що для проміжного видалення реробляти всі види сировини, особливо середньої жиру і вологи перед сушінням замість пресу застоі великої жирності. Крім того обладнання для здійсовано горизонтальну шнекову центрифугу, на снення цього способу громіздке і потребує великих якій більш ефективно видаляється жир незалежно затрат енергоресурсів. від хімічного складу і консистенції розвареної рибПресово-сушильний спосіб [9] виробництва ної сировини. Завдяки цьому в готовому рибному кормового рибного борошна складається із операборошні значно зменшується кількість жиру в поріцій подрібнення, розварювання сировини, пресувнянні з борошном, що вироблено пресововання, сушіння жому, підготовчих операцій для сушильним способом. складування, зберігання і реалізації готового проТехнологічний процес відбувається по наступдукту. Цей спосіб відрізняється від способу прямоній схемі. Сировина подрібнюється на риборізці, го сушіння тим, що розварена маса підлягає пропри центрофужно-сушильному способі обов'язково міжному пресуванню перед сушінням з метою потрібне доволі тонке подрібнення сировини, обувидалення жиру і частково вологи, тим самим замовлене використанням в лінії горизонтальнобезпечується можливість переробляння різного осаджувальної центрифуги. Подрібнена сировина типу рибної сировини, в тому числі і з великим подається у варильник. вмістом жиру. Варка проходить 10-20 хвилин при непрямому Технологічна схема наступна. Сировина після контакті з гарячими газами. Режим розварювання риборізки, або минаючи її, подається у варильник. регулюють температурою і терміном знаходження Варка відбувається 10-20 хвилин глухим паром сировини у варильнику. Температура варки визнаабо гарячим газом, у ряді випадків для більш повчається тиском пару або температурою гарячого ної деструкції тканин сировини в масу подають газу, що подають між подвійними стінками корпусу гострий пар. Розварювання сировини проводять і у пустотілий ротор. Термін знаходження у варипри температурі 85-100 градусів С, що повинна льнику залежить від виду сировини і регулююється забезпечити стерилізацію продукту, тобто припичастістю обертів ротора з лопастями. Розварюнення усілякої життєдіяльності патогенної мікрофвання сировини проводять при температурі 85-100 лори та інших бактерій. градусів С, що забезпечує стерилізацію продукту. 5 57212 6 Центрифужний спосіб менш вимогливий до режиКількість ножів му розварювання в порівнянні з пресоворухомі 23 23 24 сушильним. Головною умовою є повне виділення нерухомі 1 1 2 жира і вологи із сировини завдяки тонкого подрібЧастість обертів нення і доведення розваренної маси до бульйонобарабана, об/хв 970 1000 975 образного стану. Потужність елекІз варильника розварена маса насосом перетродвигуна, кВт 4,5 5,8 10,5 качується в центрифугу для відокремлення жироГабарити, мм 1513 1450 1700 вміщуючого бульйону. Відокремлення бульйону в 1325 1530 700 центрифузі не залежить від хімічного складу і кон1405 2075 1000 систенції розвареної рибної сировини, тому застоМаса, кг 881 818 800 сування центрифуги дозволяє більш ефективно відокремлювати жир. Внаслідок вміст жиру в готоРозварювання сировини [9] проводять у варивому рибному борошні значно зменшується в польниках безперервної дії з рубашкою, обігрів яких рівнянні з борошном, що одержаний пресововідбувається паром або гарячим газом. Парові сушильним способом. Із центрифуги виходить варильники ИКЖ/6 і ИММ/2, що випускаються у плотна маса, яка в порівнянні з жомом з-під преса странах СНД, - це барабан, у якому в одному кінці відрізняється більшою вологістю до 60%, тому для є гирло для завантаження сировини, в другому сушіння необхідні більш потужні сушарки. Але пісдля вивантаження розваренної маси. Всередині ля центрифугування одержують дуже рихлу і одварильника розташований полий ротор, на якому в норідну масу, яка легко піддається сушінню. залежності від типу варильника насаджені різні Після центрифугування плотну масу вологістю комбінації пристроїв, які переміщують сировину біля 60% направляють у сушарку. Сушіння відбувздовж варильника. Всі варильники приводяться у вається шляхом теплової обробки маси впродовж дію через варіатор швидкостей, що дозволяє змі2-3 годин при постійному перемішуванні, при ненювати і регулювати режим розварювання шляхом прямому контакті її з гарячим газом, що вироблязбільшення або зменшення кількості обертів ротоється газогенератором (калорифером), або при ра. прямому контакті при температурі 400-600 градусів Варильник рибоборошняної установки фірми С Найкращі умови для випаровування вологи "Альфа Лаваль" виконаний у вигляді нерухомого складаються на початку сушіння, коли волога рівтеплоізольованого корпусу, всередині якого на номірно розподіляється по всьому об'єму кожної опорах з уклоном до виходу змонтований барабан, частиці, при подальшому зменшенні вологості часщо обертається, з розташованими в ньому по всій тиці на поверхневих шарах випаровування вологи довжині 24 трубки для проходження гарячого газу більше, ніж у центрі, Ближче до кінця процесу суз газогенератору. шіння швидкість випаровування зменшується, теТехнічна характеристика варильників різного рмін сушіння у часі збільшується. типу наведена у таблиці 2. Жировміщуючий бульйон від центрифуги очищують на сепараторі, осад направляють на сушаТаблиця 2 рку, бульйон випаровують (в основному на судових установках) у вакуум-випарному апараті до Тип варильника вмісту сухих речовин 45-50% і додають до жому Показники Альфа при висушуванні, жир пакують і відправляють на ИКЖ/6 ИММ/2 Лаваль складування. Продуктивність по Обладнання, на якому здійснюється виробнисировині, т/годину 6,8 2,9 0,8-1,0 цтво кормового рибного борошна центрифужноВитрати пару, сушильним способом, складається із риборізки, кг/годину 1130 580 варильника, центрифуги горизонтальної шнекової Теплоносій гарячий осаджувальної, сушільного апарату і характеризугаз Газ ється наступними даними [9]. Потужність електПодрібнення [9] проводять на риборізках з родвигуна, кВт 6,5 5,0 0,75 прямим і наклонним різанням, здвигненням і розДовжина, мм 11430 5770 2900 ривом, почерговим різанням і продавлюванням Діаметр барабану, крізь отвори. При наклонному різанні загальні намм 700 650 1400 вантаження значно менші, ніж при прямому, тому і динамічні навантаження більш рівномірні. Технічна Частість обертів рохарактеристика риборізок, що випускаються у тора, об/хв. 1,2-7,2 2-6 3-5 странах СНД, наведена у таблиці 1. Маса, кг 8200 4158 1350 Таблиця 1 Показники Спосіб подрібнення Продуктивність, т/годину ИЖС-1 Тип риборізки ИЖЗ-1 ИКЖ-3 Наклонне різання 5 5 7 Розварену масу перекачують на горизонтально-осаджувальну центрифугу [9]. В останні десятиріччя в ряді рибоборошняних установках проводять видалення жиру на безперервно-діючих апаратах, які відрізняються від пресів тим, що в них механічна сила пресування замінена відцентровою силою. Такі центрифуги передбачені для розподіляння суспензій з об'ємною концентрацією 7 57212 8 твердої фази від 5 до 50 і розміром частиць від 5 тровою силою із частиць маси і витікає крізь отводо 50мкм. Принцип дії центрифуг заснований на ри у роторі. тому, що всередині горизонтального нерухомого В сучасних установках застосовують центрибарабана з великою частістю обертається ротор. фуги НОГШ, що випускаються Сумським машиноВсередині ротора з меншою частістю обертається будівним заводом, а також закордонні фірми шнековий транспортер, що має привід від ротора "Альфа Лаваль" (Швеція) і "Шарплез" (Великобричерез планетарний редуктор. Шнеком тверда маса танія). Технічна характеристика центрифуг такого осадку вивантажується з центрифуги, а емульсія типу наведена у таблиці 3. жировміщуючого бульйону виштовхується відценТаблиця 3 Показники Продуктивність по бульйону, л/год. плотному осаду, кг/год. Частота обертів барабану, об/хвил. Потужність електродвигуна, кВт Габарити, мм Маса, кг Тип центрифуги Р-1000 ΝΧ-207 Великобританія НОГШ325 (ОГШ) НОГШ500 (ОГШ) 6000 15000 1250 3000 2650 ΝΧ-418 2000-3000 7000-15000 8000-40000 4000 7 1600 1465 525 720 28 2710 1990 1526 3370 5600 3250 3250 11 710 1725 1600 680 З центрифуги плотну масу направляють на сушіння, бульйон - на сепарування. Іноді при цьому способі встановлюють після центрифуги гвинтовий прес для додаткового обезводнення розвареної маси. Сушильні апарати [9] передбачені для сушіння жому або плотної маси після центрифуги до вмісту в готовому продукту 10-12% вологи. Сушіння відбувається тільки тепловим методом - паром або гарячим газом. Загальними напрямками інтенсифікації сушіння є збільшення зтикання поверхні матеріалу і теплопередаючих поверхней, швидкості теплопередачі, забезпечення рівномірного сушіння. Значне місце займають двоступеневі сушильні агрегати Т1-ИЖС, Т1-ИЖА, в яких в одному барабані проводять попереднє сушіння до вологості маси 40-45%, в другому - кінцеве сушіння до вологості 10-12%. В першому барабані процес сушіння забезпечується противотоком гарячого повітря від парового калориферу. Другий барабан також ΝΧ-214 Швеція 5.5 1196 1080 400 290 14.7 725 1820 955 835 30 2480 1800 1155 1200 представляє собою горизонтальний циліндр з паровою рубашкою, а всередині нього розміщений ротор з полими дисками. Сушіння матеріалу досягається прогріванням рубашки, вала і дисків, а також противоточним рухом гарячого повітря. Аналогічно устроєні двоступеневі сушильні апарати із гвинтовим ротором типу RST фірми "Атлас" (Данія). Газовий сушильний апарат "Центрифиш" фірми "Альфа Лаваль" представляє собою теплоізольований кожух, всередині якого вмонтовано барабан з 72 трубами. Гарячий газ з одного кінця подається зовні барабана у труби, а виходить на другому кінці. Сушіння інтенсифікується за рахунок гарячого повітря, що подається в барабан назустріч руху маси. Скидається повітря з барабану через циклон, де унесені із сушарки частиці борошна осідають, а очищене повітря направляють на рециркуляцію. Технічна характеристика сушильних апаратів наведена у таблиці 4. Таблиця 4 Показники 1 Продуктивність по сушонці, кг/годину Витрати пара, кг/годину Частість обертів ротора, об/хв Потужність електроприводу, кВт Потужність електропривода вентиляторів, кВт Продуктивність вентиляторів, куб.м/годину Т1-ИЖС-7 2 250 560 21,1/10 21,5 Тип сушильного апарата RST-25 3 250-300 8 15 Центрифиш 4 200 45 3,7 3,7 2,8 720 875 9 57212 10 Продовження таблиці 4 1 Габарити, мм Маса, кг Недоліками центрифужно-сушильного способу і застосування для його здійснення вищезазначеного обладнання є наступне: - Внаслідок великого об'єму варильника виникає необхідність в накопиченні сировини, що призводить до гідролітичного розпаду і окислення жирних кислот і білкових сполук під дією ферментів сировини і кисню повітря [3]; - Проведення процесу розварювання і стерилізації при наявності риб'ячого жиру, що призводить до втрат протеїнів і погіршенню якості риб'ячого жиру (див. пояснення в описі); - Проведення одностадійного процесу теплової обробки розварювання і стерилізації сировини призводить до того, що тканини сировини повністю руйнуються з виділенням жиру і вологи, білкові сполуки коагулюються, все більше мільчають і уносяться через отвори разом з жировміщуючим бульйоном. Центрифугування повністю розвареної сировини значно знижує вихід готового борошна (19%) і збільшує вологість плотної маси, що виходить з центрифуги [5]; - Сушіння такої вологої маси потребує збільшеного часу; - Бульйон від центрифуги після знежирення практично не використовується; - Громіздке обладнання з великою масою потребує великих площ для його монтажу, великих затрат енергоресурсів на проведення технологічного процесу, на вентиляцію і електроосвітлювання великих виробничих приміщень та інші експлуатаційні витрати. На багатьох материкових рибообробних підприємствах внаслідок невеликих об'ємів переробляємої сировини відсутні рибоборошняні установки. Рибні відходи на таких підприємствах збирають, накопичують і потім реалізують у вигляді консервованого кормового фаршу або у свіжому вигляді для відгодування сільськогосподарських тварин. Такі способи утилізації рибних відходів мають недоліки, що пов'язані з помітним зниженням їх кормової цінності при зберіганні і транспортуванні, а також з погіршенням санітарного стану на самих підприємствах і прилеглих територіях [1]. Відсутність в Україні малогабаритного надійного обладнання для виробництва кормового рибного борошна дає підставу для розробки нового способу переробляння рибних відходів, що дозволить торгувати напіввипотрошеною і випотрошеною рибою, підтримувати гідний санітарний стан згідно ветеринарним і санітарно-гігієнічним вимогам. В основу винаходу поставлено задачу створення нового способу виробництва кормового рибного борошна шляхом використання відомих в Україні операцій знежирення, теплової обробки 2 9255 2525 4245 3 4600 2100 3000 4 4730 890 1256 10961 4500 2500 сировини і застосування для здійснення цього способу обладнання переробної галузі агропромислового комплексу за новим призначенням, що є принципіально новою технологією і новим комплектом обладнання для переробляння рибних відходів, з метою поліпшення якості готового борошна і одержання економічного безперервно діючого комплекту обладнання. Сировиною для переробляння заявленим способом і на пропонуємому комплекті обладнання є відходи від переробки риби: луска, шкіряний покрив, нутрощі, кості, риба, термін зберігання та реалізації якої скінчився, малоцінна риба та інше. Необхідними вимогами до технологічного процесу переробляння рибної сировини для одержання високоякісної готової продукції є безперервність виробництва, мінімальна тривалість теплового впливу на сировину і напівфабрикат, висока ступінь вилучення жиру і вологи із сировини, деструкція макромолекул білкових сполук, запобігання розпаду і втрат білків сировини. Пропонується спосіб виробництва кормового рибного борошна шляхом послідовного проведення операцій подрібнення сировини до тонко зруйнованої маси, розварювання і стерилізації у варильниках, знежирення розвареної маси на центрифузі, сушіння в сушильних апаратах, який відрізняється тим, що для поліпшення якості готового продукту і інтенсифікації теплового процесу рибну сировину здрібнюють до тонко зруйнованої маси з одночасним прогріванням в потоці у відцентровій машині з обігрівом, видаляють з маси риб'ячий жир і вологу на центрифузі, потім екструдують і досушують кормове рибне борошно. Для здійснення способу пропонується застосування тонкоздрібнюючої відцентрової машини з обігрівом, горизонтальної осаджувальної шнекової центрифуги, шнекового преса-екструдера як безперервно-діючого комплекту обладнання для теплової обробки сировини. Пропонуєма послідовність операцій у способі і складання пропонуємого обладнання у комплект заявляється уперше. Обгрунтування причиннонаслідкового зв'язку між ознаками винаходу й очікуваним технічним результатом наведено далі. Для прискорення видалення жиру і вологи із тканин сировини і скорочення терміну теплової обробки обов'язково перед останньою проводять подрібнення сировини. У аналогу тонке подрібнення сировини здійснюється на риборізці, потім проходить повний процес розварювання і стерилізації сировини і центрифугування вже повністю розвареної маси. Недоліки аналогу, що описані у описі, при такому способі невиправимі. В результаті одержують кормове рибне борошно, що відповідає ГОСТ 2116: з масовою долею протеїну 11 57212 12 64%, жиру 10-14%, патогенні бактерії відсутні. Але зменшується на 20-40%. 3'єднувальна тканина, здійснення цього способу є великовитратним. яка розташована на поверхні часток сировини, так В заявленому способі застосовані операції і і між пуками білкових сполук, поступово втрачає обладнання, що направлені на інтенсифікацію механічну прочність внаслідок перетворення колатехнологічного процесу з поліпшенням якості готогена в желатин і глютин, що також полегшує зневої продукції, зменшенням тривалості теплової воднення і знежирення сировини [7]. Таким чином обробки, витрат енергоресурсів, займаної площі і одержують знежирений напівфабрикат без втрат маси обладнання. протеїнів до початку процесу повного розварюВ заявленому способі на відміну від аналога вання і стерилізації, тобто подальший тепловий операція подрібнення суміщена з короткочасним процес при високих температурах відбуватиметьпрогріванням сировини, що забезпечує часткове її ся без присутності жиру. розварювання. Для здійснення цієї операції застоАле за помірного температурного режиму просована відцентрова машина з наклонним різанням ходить частковий гідроліз білкових сполук. Тому і обігрівом АВЖ-245, яка застосовується для перенапівфабрикат підлягає подальшому оброблянню. робляння жиросировини на м’ясокомбінатах [5]. Напівфабрикат, що виходить з центрифуги, Перевагами застосування такої сумісної операції є екструдують з метою: наступне: - повного розварювання і стерилізації сирови- подрібнення усіх видів тканин (м'язової, з'єдни; нувальної, жирової, дрібної кісткової) та перетво- поглиблення гідролізу білків для підвищення рення її в тонкоздрібнену суміш; вмісту протеїну в готовому продукту. - проведення процесу при температурах 65За даними Всесоюзного науково-дослідного 85°С в тонкому шарі впродовж 4-6 секунд, що доінституту м'ясної промисловості (Москва, 1984р.) зволяє одержати слабогідролізований білковий позитивні принципи використання шнекового обнапівфабрикат без втрати протеїнів, вітамінів та ладнання для виробництва кормових продуктів є інших корисних речовин; такі: - одержання високоякісного кормового риб'я- швидкісне протікання технологічного процечого жиру без збільшеного вмісту свободних жирсу; них кислот та погіршення кольору; - короткочасний вплив нагрівання і тиску за- усі основні операції подрібнення і прогріванбезпечує гідроліз білків до перетравної форми; ня сировини виконуються у відцентровому режимі - найменші втрати водорозчинних сполук і з великою частістю обертів, що забезпечує провепродуктів гідролітичного розпаду білків за рахунок дення процесу впродовж декількох секунд. особливості протікання процесу в шнековому обПісля машини АВЖ-245 видалення рідинної і ладнанні. жирової частини передбачено центрифугуванням Згідно робіт радянських фізико-хіміків Н.С. із застосуванням горизонтальної осаджувальної Єнікопяна і М.Л. Фрідмана [4] напівфабрикат можшнекової центрифуги НОГШ-325, що забезпечує на уявити як багатокомпонентну суміш, що містить найменші втрати плотної маси внаслідок поступмалов'язку речовину (водо-жирову фракцію з розлення в неї слабоденатурованого продукту. Така ж чинними білками) і плотна маса напівфабрикату центрифуга застосована у аналозі - центрифужнокормового борошна. При протискуванні через прес сушильному способі, при якому у центрифугу постверда частина напівфабрикату піднімається у тупає розварена маса доведена до бульйонообрацентр до шнеку, волога віджимається до стінок зного стану. формуючого каналу, тобто корпусу преса, і виниВ сировині проходять такі процеси [1]. При сукає двофазова течія [4, малюнок 4-в, місному подрібненні і прогріванні відкриваються ст.266].3авдяки цьому навіть найменші частки білкапіляри, в які легко проникає жир, видалений з кового пилу і неорганічних сполук притискаються клітин. Під одночасною дією теплонагріву і відцендо центру і виштовхуються шнеком узовні. трової сили жир і волога легко долають капілярне Крім того згідно робіт тих же фізико-хіміків в зчеплення. Починається видалення жиру і вологи з шнековому обладнанні сировина опиняється під часток. Для подальшого вилучення жиру і вологи дією високого тиску і деформації здвигу (поворот її тиск повинен бути достатнім для подолання опору шнеком майже на 360°). Це стимулює цілий ряд для міграції окремих крапель жира і вологи через хімічних реакцій в твердих тілах: і молекули і атоущільнену масу напівфабриката. Такий тиск утвоми отримують надзичайно високу рухливість і здарюється при центрифугуванні в шнековій центритність активізуватись [4]. фузі НОГШ-325. Таким чином одержують знежиТаким чином при одночасній дії температури, рений напівфабрикат до початку процесу повного тиску і деформації в шнековому пресі відбувається розварювання і стерилізації, тобто подальший швидкоплинний гідроліз білків. Аналогічна дія відтепловий процес при високих температурах відбутворюється і з білковими сполуками кишкової паватиметься без присутності жиру. лиці, інших патогенних мікроорганізмів і бактерій, В той же час стан білків починає змінюватись тобто вони знищуються, а продукт знезаражується вже при температурі 30-35°С, відбувається їх коа- стерилізується. гуляція. Якщо теплову обробку починати при висоНемаловажним фактором в цьому процесі є кій температурі, то в поверхневому шарі відбуволога. Напівфабрикат поступає в прес з вологісдеться швидка коагуляція білків і клітинний сік тю 35-40%. Волога в шнековому пресі виступає як залишиться всередині часток сировини. При коапластифікатор по аналогії з полімерною промисгуляції білки віддають значну частку вологи, що ловісті, тобто знижує температуру фізичних і хімічміститься в них, при цьому маса рибної тканини 13 57212 14 них перетворень, перешкоджає пригоранню проЧастки сировини попадають під комбінований дукту і повному розпаду білків. вплив відцентрової сили, подрібнення і теплонагЗавдяки видаленню вологи на відцентровому і ріву, що призводить до початку руйнування не шнековому обладнанні, подальший процес сушінтільки тканин сировини, з видаленням із них волоня борошна після екструдування скорочується у ги і жиру. Утворюється суміш, що складається з часі, тобто проводиться досушування кормового жировміщуючого бульйону і суспензії твердих часрибного борошна. На виході з екструдера волоток. Така маса температурою до 85 градусів С сагість продукту зменшується на 8-10%, тому необмою машиною АВЖ витискується в напірний накохідно продукт досушити до масової долі вологи 10пичувач, а з нього самопливом поступає в 12%. Досушування проводять у транспортному безперервно діючу горизонтальну шнекову засобі або в сушильному барабані. центрифугу НОГШ-325 для відокремлювання напіВпровадження заявленого нового технологічвфабрикату від емульсії - жировміщуючого бульного способу та комплекту обладнання дозволить йону [5]. Процес, що відбувається у центрифузі, досягти наступних технічних результатів: наведений у описі. - скорочення терміну теплової обробки сироНапівфабрикат із центрифуги висипається у вини; шнек, де відбувається підсушування напівфабри- підвищення масової долі протеїнів в готовокату шляхом витягу парових мас із шнеку. Напівму кормовому рибному борошні з 64% до 70-75%, фабрикат подається на екструдування в шнековий що відповідає стандартам України і міжнародних прес-екструдер типу ППРМ або А1-КХП. стандартів: Із шнекового пресу-екструдеру типу ППРМ [6, - одержання кормового борошна без втрат біл8], у якому відбувається пресування маси двома ків, вітамінів і сполук, що забезпечують ріст твашнеками із зменшенням шагу до виходу при темрин, птиці і риби; пературі до 150°C впродовж 3-6 хвилин, виходить - одержання високоякісного кормового риб'япродукт вологістю 25-30. чого жиру; Принцип роботи екструдера А1-КХП наступ- складання безперервно-діючого комплекту ний: напівфабрикат вологістю 30-35% з бункера для виробництва кормового рибного борошна із машини через регульовану заслонку поступає в застосуванням обладнання, яке в порівнянні з корпус між шнеком і стінками, шнеком протискуаналогом має менші габарити, масу і енергоємється до виходу. Тиск росте за рахунок тертя проність; дукту, температура підвищується, процес прохо- можливість створення виробництва кормоводить при температурі 135-145 градусів С, маса го рибного борошна потужністю 500кг/год сировистає пластичною і витискується через отвори у 2 ни на невеличких площах до 100м за наявності матриці. Продукт, отриманий шляхом екструдуелектроструму напругою 380В; вання, за рахунок швидкого зниження тиску на - бульйон (рідинна частина емульсії, одержавиході втрачає вологу [12]. ної від центрифуги НОГШ-325) являє собою кліЕкструдування забезпечує одержання продуктинний сік рибної сировини з вмістом розчинних ту однорідної консистенції при мінімальних втрабілків та інших сполук і може використовуватись тах. Термін обробки продукту - від 15 секунд до для приготування вологої мішанки при відгодувандекількох хвилин. Результатами екструдування є ні тварин і птиці, а також як замінник курячих яєчок гідроліз багатоланцюгових білків. в лікувально-дієтичних препаратах для молодняку Завдяки видаленню вологи на відцентровому і - штучне молозиво, лізоцим, цукрово-яєчна суміш. шнековому обладнанні, подальший процес сушінОсобливі умови впровадження цього способу: ня борошна скорочується у часі, тобто проводить- переробка сировини без ознак розпаду; ся досушка кормового рибного борошна. - обладнання обігрівом корпусів машини АВЖПродукт із екструдеру вивантажується у шнек, 245, шнекової центрифуги НОГШ-325; у якому проводять досушку шляхом витягу паро- щоденна санітарна обробка обладнання пісвих мас, або тим же шнеком подають на досушку у ля закінчення роботи. барабан. Після сушіння готове кормове борошно Новий спосіб складається з наступних технопередають в склад для проведення підготовчих логічних операцій: подрібнення сировини до тоноперацій для складування, зберігання і реалізації. козруйнованої маси з одночасним прогріванням її За даними Гуменюк [11], яка проводила дослів потоці; видалення вологи і риб'ячого жиру у види з кормовою білково-жировою добавкою з мездгляді бульйону з напівфабрикату при центрифугури (колагенвмісна сировина), в екструдованому ванні; розварка і стерилізація напівфабрикату продукті вміст сирого протеїну від 55% до 95%, шляхом екструдування, досушування кормового жиру від 1 до 15% в залежності від виду сировини. рибного борошна. При екструдуванні зберігаються жиророзчинні віДля здійснення нового способу складено комтаміни A, D, Е, К. В жирі не утворюються летучі плект обладнання: відцентрова машина АВЖ-245, жирні кислоти, вільні кислоти, перекисли, які пригоризонтальна шнекова центрифуга НОГШ-325, сутні у готовому продукті при тривалій тепловій шнековий прес-екструдер, досушка, в барабані обробці і є токсичними речовинами. або в потоці у транспортному засобі. Емульсія від центрифуги НОГШ-325 зливаєтьПослідовність дій така: перший етап - це розігся самопливом в прийомний бак, звідки малою рів обладнання до повного розігріву внутрішніх відцентровою машиною АВЖ-130 перекачують її у частин обладнання до 95°С. відстійник. Там відбувається розшарування, риб'яВ окремому приміщенні перевірену рибну сичий жир зливають в окрему місткість. Осад, що ровину подають у відцентрову машину АВЖ-245. вміщує найменші частки напівфабрикату, переда 15 57212 16 ють на подальшу переробку в екструдер. Бульйон лення електродвигуна, верхній - для приймального (рідинна частина суміші) накопичується у відстійбункеру. У корпус вварені два патрубки для поданику, а потім відправляється в господарства на вання пару і відводу з машини оплавленої жировідгодівлю тварин і птиці. маси. Фугат від шнекового пресу є концентрованою Основним робочим органом машини є перфоемульсією риб'ячого жиру, яку перекачують у відсрований барабан, що обертається, з отворами тійник для розшарування. діаметром 6мм на його поверхні. В центрі барабаПісля закінчення роботи проводять обов'язкона кріпиться рухомий ніж, передбачений для перву щоденну мийку обладнання, бо залишки сировинного роздрібнення сировини і відкидання її на вини будуть загнивати, залишки напівфабрикату і стінку барабана. На внутрішній стороні барабана продукту при подальшій термічній обробці будуть розміщені дванерухомих ножа, які підрізають удапригорати, все це попадає в готову продукцію і влені в отвори барабана частки сировини. Принпогіршує її якість. цип дії наступний: частки сировини попадають під Для здійснення заявленого способу пропонукомбінований вплив відцентрової сили, подрібненється застосування відомого і діючого в даний час ня і теплонагріву, що призводить до початку руйв Україні обладнання і скласти його у безперервнування не тільки тканин сировини, а і багатоланно-діючий комплект для теплової обробки рибної цюгових сполук з видаленням із клітин вологи і сировини у складі, що зазначений вище. жиру. Утворюється суміш, що складається з емуДля ідентифікації обладнання, що пропонуєтьльсії і суспензії твердих часток. Така маса самою ся, наводяться опис і технічні характеристики. машиною витискується в напірний накопичувач. Відцентрова машина типу АВЖ-245 [13] пеВідцентрова машина застосовується в м'ясоредбачена для тонкого руйнування, прогріву сиромолочній промисловості для витопки жиру з жировини і витоку жиру з неї. Технічна характеристика сировини, при виробництві ліверних ковбас для наведена нижче. розварювання легенів, серця, печінки, для виробМашина складається із станини, корпусу, відництва кормового борошна з відходів худоби і центрового перфорованого барабану, 2-х нерухоптиці. мих ножів, 1 рухомого ножа, приймального бункеВ заявленому способі використовують функції ру, електродвигуна. відцентрової машини для подрібнення сировини, Барабан розмилується в корпусі, котрий являє перетворення її в тонко зруйновану масу, нагрісобою трубу з 2 фланцями: нижчий - для закріпвання, видалення з клітин жиру та вологи. Технічна характеристика відцентрової машини АВЖ-245(13) Продуктивність, кг/годину на гов'яжій сировині на свинячій сировині Поверховий діаметр барабану, мм Частість обертів барабану, об/хвил. Електродвигун: потужність, кВт частість обертів, об/хвил. Тиск пару, кГс/см (ΜΠΑ) Витрати пару, кг/год Температура пару, град. С Габарити, мм Маса, кг Горизонтальна шнекова центрифуга НОГШ325 передбачена для розподілу суспензій в хімічній, м'ясо-молочній, харчовій промисловості. Центрифуга являє собою машину горизонтальну шнекову осаджувального типу, яка складається із станини, корпуса, перфорованого ротора, шнека, електродвигуна, прийомної воронки. Основними органами є шнек, розташований в перфорованому роторі. Крок витків шнека до виходу зменшується, а діаметр тіла витків збільшується, що сприяє збільшенню тиску при переміщенні продукту до виходу. Під дією тиску і відцентрової сили із суміші, що поступає з машини АВЖ, емульсія відокремлюється від шквари (тверда частина сировини), яка шнеком витискується з центрифуги. Емульсія (суміш вологи і жиру) відкидається на стінки ротора, що обертається, проходить крізь отвори і по жолобу в 1120 1600 245 1450 15 1450 1.5-3.0(0,15-0,3) 150 110-120 6304701115 250 корпусі, який має уклін в протилежну сторону від вивантаження шквари, витікає з центрифуги. Центрифуга негерметизована, з вибухозахищеним електродвигуном. Деталі, які мають дотик з продуктом, що оброблюється, виготовлені з легірованої сталі. Комплект поставки: центрифуга в зборці з електродвигуном і віброізолюючим пристроєм. В заявленому способі використано основну функцію горизонтальної шнекової центрифуги для розподілу тонко зруйнованої сировини на рідинну частину (жир і волога) і вологий твердий залишок. Технічна характеристика центрифуг різного типу наведена у таблиці 3. Шнековий прес-екструдер [6, 8] передбачений для пресування насіння і одержання олії. Технічна характеристика наведена нижче. Шнековий прес 17 57212 18 являє собою одно- або двошнекову машину, яка пресування насіння проводиться при температускладається із станини, корпусу, зеєрного барабарах, що можуть регулюватися у діапазоні 60-135ну, шнека, електродвигуна. Основним органом є 150°С. два шнеки, розташовані в зеєрному барабані. НаКомплект поставки шнекового пресусіння, що подається до шнекового пресу, потрапекструдеру: прес, електродвигун, редуктор, пульт ляє під дію тиску, який збільшується при протискууправління. ванні до виходу. Під дією тиску олія віджимається В заявленому способі використано основну із мезги, проходить крізь отвори в зеєрному барафункцію пресового шнеку як екструдеру, тобто для бані і збирається у піддоні. Жмих витискується розварювання і стерилізації продукту завдяки прошнеком із зеєра. Шнековий вал пресу має невелигріванню у тонкому шарі на вітка шнеку. ку частоту обертання - від 5 до 30об/хвил. Процес Технічна характеристика шнекового прес-екструдер Показники Продуктивність по насінню соняшника, кг/год. Температура нагрівання, °С Вихід олії, % Потужність номінальна, кВт Габарити, мм Маса, кг Екструдер [12] передбачений для виробництва харчових концентратів, основним компонентом яких є зерна кукурудзи, рису та інших зернових. Екструдер являє собою герметичний апарат, в корпусі якого знаходяться 1 або 2 шнека, що обертаються. Для нагрівання продукту на вході в корпус закріплений блок електронагрівачів. На виході з корпусу розміщена матриця з ріжучим механіз УЕП-150 120-150 60-135 33-42 14 2300 1200 1300 850 ППРМ-18.5/380-210 210 до 150 36-38 18,5 1750 1010 1500 600 мом. Екструдер забезпечує змішування, варку, охолодження продукту. В заявленому способі використано основну функцію екструдера: стерилізація і розварка продукту, за рахунок високого тиску і температури поглиблення процесу гідролізу білкових сполук до перетравної форми. Можливе використання екструдерів із полімерної галузі більш потужної продуктивності. Технічна характеристика екструдерів Показники А1-КХП Продуктивність, кг/ год -1 Частота обертання шнеку, с Поверхневий діаметр шнеку, мм Кількість отворів в матриці Діаметр отворів в матриці, мм Температура нагрівання продукту, °С Встановлена потужність, кВт Габарити, мм Маса, кг 70-80 7,4 155 30 2,8 145 21 17008871635 1305 Виходячи з вищенаведених даних складено порівняльну таблицю ознак і показників заявлених способу і комплекту обладнання та аналога. В цій таблиці співпоставлені: - операції, з яких складається заявлений спосіб і спосіб аналога; К65 (ЧП2-12520) 250 (550) 65 (125) 250 (350) 57 (135) 500039002400 6000 - обладнання і його технічні характеристики, сумарні дані про тривалість теплового процесу, енерговитрати займаної площі і маси заявленого комплекту і аналога, транспортні засоби не враховувались; - якість готового рибного борошна по одному з основних показників. Порівняльна таблиця Заявлені спосіб і комплект СПОСІБ Подрібнення сировини до тонко зруйнованої маси з одночасним прогріванням в потоці Центрифугування Екструдування Аналог СПОСІБ Подрібнення сировини до тонкозруйнованої маси Розварювання Центрифугування Сушіння 19 57212 20 Досушування КОМПЛЕКТ ОБЛАДНАННЯ КОМПЛЕКТ ОБЛАДНАННЯ Продуктивність комплекту 500кг/годину сировини Продуктивність комплекту 3000кг/год сировини Відцентрова машина АВЖ-245 з обігрівом для подрібнення і часткового розварювання сировини, електродвигун 15кВт, займана площа 0,3кв.м, маса 250кг, витрати пару 150кг/годину, тривалість 4-6 секунд Риборізка ИЖС-1 для подрібнення сировини, електродвигун 4,5квт, займана площа 2кв.м, маса 881кг, тривалість 4-6 секунд Варильник ИММ/2 для розварювання і стерилізації сировини, електродвигун 5кВт, витрати пару 580кг/годину, займана площа 6кв.м, маса 4158кг, тривалість 2-3 години Центрифуга НОГШ-325 для відокремлення жировміщуючого бульйону, електродвигун 7квт, витрати пару 150кг/год, займана площа 4,3кв.м, маса 720кг, тривалість 2-3хв. Центрифуга НОГШ-325 для відокремлення жировміщуючого бульйону, електродвигун 7квт, витрати пару 150кг/год, займана площа 4,3кв.м, маса 720кг тривалість 2-3хв. Вентилятор з калорифером для підсушування напівфабрикату у транспортному засобі, електродвигун 2,7квт, займана площа 0,3кв.м, маса 100кг, тривалість 2-3хв. Екструдер А1-КХП для повного розварювання і стерилізації продукту, електродвигун 21кВт,займана площа 1,5кв.м, маса1305кг, тривалість 1-6хв. Барабан для досушування борошна, електродвигун калорифера 3кВт,барабану 2,7кВт, займана площа 2,7кв.м, маса 1500кг, тривалість 20-30хв. Сушильний агрегат Т1-ИЖС7 для сушіння плотної маси після центрифугування, електродвигун 21,5квт, витрати пару 560кг/год, займана площа 22,8кв.м, маса 10961кг, тривалість 2-3год. ЯКІСТЬ Масова доля протеїну 70-75% в залежності від типу сировини ЯКІСТЬ Масова доля протеїну до 64% ПОРІВНЯННЯ Тривалість теплового процесу 25-30хв. 72-113хв. Потужність електродвигунів 51,4кВт 38кВт Витрати пару, кг/годину 300 1290 Займана площа, кв.м 8,1 35,1 Маса, кг 3875 Таким чином, порівняння свідчать, що комплект аналога розрахований на великі обсяги переробляння рибних відходів, заявлений спосіб і комплект обладнання - для середніх і малих рибообробних підприємств. Наведені дані також свідчать про можливість досягнення заявленого технічного результату. Література: 1. Трухин Н.В. “Рациональное использование рыбного сырья”. М. 1985. 2. Справочник “Химический состав пищевых продуктов”. М.1979. 16720 3. Мдинарадзе Т.Д. “Переработка побочного сырья животного происхождения”. М. 1987. 4. Международный ежегодник “Наука и человечество: доступно и точно о главном в мировой науке”, 1987. 5. Либерман С.Г.”Производство пищевых животных жиров на мясокомбинатах”. М. 1982. 6. АО “Рось” “Каталог перерабатывающего оборудования” Харьков, 2001. 7. А.Н. Михайлов “Коллаген кожного покрова и основа его переработки”. М.1971. 21 57212 22 8. Інформаційний лист республіканського наутва и общественного питания в кормлении животково-виробничого об'єднання "Укрекспо-Процес" ных”. К.1993. установка УЕП-150. 12. Кротов И.Т. “Технологическое оборудова9. Исаев В.А.”Кормовая рыбная мука”. М.1985. ние предприятий пищеконцентратной промыш10. Крилова Н.Н., Лясковская Ю.Н. “Биохимия ленности”, Воронеж, 1990. мяса”. М.1968. 13. Технический паспорт Полтавского завода 11. Н.Гуменюк Г.Д., Коробко А.Н. “Использова«Мясомолмаш» на центробежную машину АВЖние отходов переработки продукции животноводс245. Полтава, 1989. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601