Спосіб переробки яєчної шкаралупи

Изобретение относится к технологии переработки яичной скорлупы в порошок и может быть использовано на предприятиях, занятых промышленной переработкой яиц, для получения тонкодисперсного порошка, используемого в качестве пищевой и лечебно-профилактической добавки в продукты лечебного и лечебно-профилактического питания, а также добавки в средства ухода за полостью рта. В настоящее время специалисты многих стран отмечают недостаток кальция в продуктах питания, количество его не отвечает международным стандартам, что приводит к негативным результатам относительно здоровья людей. По данным Министерства здравоохранения Украины, дефицит кальция способствует накоплению стронция в организме человека. Установлено, что в районах с напряженной радиологической обстановкой обогащение рациона питания кальцием, который является антагонистом стронция, позволит снизить его накопление в организме. Кроме того, присутствие кальция в Достаточном количестве в человеческой крови поддерживает нормальное значение рН крови, что повышает стойкость организма человека к различным инфекциям и способствует более эффективному лечению различных заболеваний. По данным Одесского НИИ стоматологии, использование средств ухода за полостью рта с добавками тонкодисперсного порошка из яичной скорлупы приводит к уменьшению заболевания кариесом и пародонтозом. Известна также необходимость приема кальция детьми и беременными женщинами, что влияет на формирование скелета ребенка, а также повышает его стойкость к поражению сколиозом. Предлагаются разные источники получения кальция для употребления. Среди них - мел, глюконат и лактат кальция. Однако последние сравнительно дороги. Кроме того, вследствие низкого содержания в них кальция (10-13% на безводную соль) для приема приходится рекомендовать большую дозу препаратов, что вредно для организма. Мел перед употреблением необходимо подвергнуть тщательной очистке от побочных химических примесей. Дешевым и доступным источником кальция может быть яичная скорлупа, являющаяся побочным продуктом на предприятиях, которые перерабатывают большое количество яиц: меланжевые заводы, кондитерские и макаронные фабрики, хлебобулочные предприятия и т.п. Однако, несмотря на ценность и очевидные преимущества порошка из яичной скорлупы, как носителя кальция, на Украине и в странах СНГ он не вырабатывается в промышленных объемах в связи с отсутствием метода и оборудования для его производства. Известно, что за границей (США, Япония, ФРГ, Венгрия и др.) измельченная яичная скорлупа используется как лечебная и лечебно-профилактическая добавка в хлебобулочные изделия и жевательную резинку. Те хнология производства такого порошка является НОУ-ХАУ фирм. Неоднократно предпринимались попытки создать технологию и оборудование для получения тонкодисперсного порошка из яичной скорлупы, однако получить результат, полностью удовлетворяющий всем требованиям, не удалось. Известен, например, способ переработки яичной скорлупы [Авт.св. СССР № 1530252, кл. В 02 С 23/06,1989], по которому скорлупу отмывают водой с температурой 35-40°С с одновременным дроблением. Затем воду подогревают до 60-70°С в течение 15-17 мин для коагулирования остатков желтков и белков, которые отделяют при помощи фильтра. Дробленую скорлупу подогревают до 100°С для стерилизации и просеивают. По этому способу невозможно получить конечный продукт в виде порошка, который можно было бы использовать в качестве добавки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату от использования является способ переработки яичной скорлупы, включающий мойку скорлупы, ее сушку и стерилизацию, грубое измельчение, отделение подскорлупных оболочек и тонкое измельчение [Авт.св. СССР № 1500241, кл. А 23 К 1/10, .1989]. По этому способу яичную скорлупу помещают в металлическую емкость с мешалкой и промывают проточной водой с температурой 40°С в течение 12-15 минут. Затем в центрифуге удаляют избыточную влагу и подсушивают скорлупу горячим воздухом с температурой 80-100°С до влажности 6%. Подсушенную скорлупу вначале измельчают в мельнице грубого помола до ' размера частиц 2-4 мм, а затем отделяют подскорлупную оболочку на вибрационных ситах. Минеральную часть скорлупы подвергают антимикробной обработке и с помощью ламп инфракрасного излучения подсушивают до влажности 1,8%. Затем на шаровой мельнице порошок дополнительно измельчают и при помощи сит разделяют на фракции. Частицы скорлупы размером до 20 мкм используют в качестве пищевой добавки. Однако готовый продукт по своим технологическим и потребительским свойствам мало пригоден для употребления в качестве лечебной или лечебно-профилактической добавки. Во-первых, по описанному способу обработка материала происходит в слое; при этом происходит слипание отдельных крупных частиц скорлупы и зажатие между ними подсколупных оболочек, что приводит не только к замедлению процесса, но и к ухудшению качества получаемого продукта из-за невозможности полностью удалить подскорлупную оболочку и получить чистую минеральную составляющую скорлупы. Во-вторых, дополнительное измельчение, которое осуществляют после грубого измельчения, не обеспечивает получение тонкодисперсного порошка, что является необходимым условием для такого вида продукта. Кроме того, при таком способе измельчения, вследствие большой неоднородности получаемого продукта, только небольшая его часть имеет размеры частиц до 20 мкм, что приводит к большому проценту отходов даже такого некачественного продукта. Кроме того, по этому способу все технологические операции обработки скорлупы идут раздельно, что приводит к увеличению как времени процесса, так и энергозатрат и требуют большого количества оборудования и больших производственных площадей. Задачей изобретения является усовершенствование способа переработки яичной скорлупы, в котором благодаря многоэтапному удалению подскорлупной оболочки и измельчению скорлупы в акустическом вихревом потоке обеспечивается полное удаление подскорлупной оболочки и получение однородной по размерам массы с частицами не более 10 мкм, что обеспечивает возможность получения химически чистого минерального и однородного по своей структуре порошка из яичной скорлупы, пригодного для широкого применения в качестве лечебной и лечебно-профилактической добавки. Поставленная задача решается тем, что в способе переработки яичной скорлупы, включающем мойку скорлупы, ее сушку и стерилизацию, грубое измельчение, отделение подскорлупной оболочки и тонкое измельчение - отделение и удаление частиц подскорлупной оболочки ведут в ви хревом потоке в процессе грубого измельчения, высушенную скорлупу измельчают до размера частиц 1-2 мм, остаток подскорлупной оболочки удаляют при помощи пневматического сепаратора, а тонкое измельчение до размера частиц не более 10 мкм ведут в акустическом вихревом потоке. Проведение одновременно в вихревом потоке совмещенных операций измельчения, сушки, стерилизации и удаления отделившихся подскорлупных оболочек приводит к сокращению времени технологического цикла и уменьшению энергозатрат на проведение этих процессов, а также сокращению необходимого оборудования. Кроме того, обработка отдельных частиц во взвешенном состоянии, а не в слое, позволяет более интенсивно и качественно провести процессы сушки и стерилизации, а также удалить отделившиеся подскорлупные оболочки. Измельчение высушенной скорлупы до размера частиц 1-2 мм необходимо для проведения качественного окончательного удаления остатков подскорлупных оболочек на пневматическом сепараторе и подготовки минеральной части скорлупы для сверхтонкого измельчения в акустически-вихревом потоке. При таком способе измельчения поступающая в вихревую камеру скорлупа попадает в закрученный поток энергоносителя, что приводит к образованию разреженного вращающегося слоя, на который накладываются акустические колебания, возникающие в камере и резонаторах. Наложение акустических колебаний на закрученный поток в резонансном режиме позволяет наиболее оптимально использовать энергию энергоносителя, например, сжатого воздуха, и получить основную массу порошка с размерами 2-5 мкм, что с избытком удовлетворяет требованиям, предъявляемым к дисперсному составу продукта. Способ осуществляют следующим образом. Скорлупу помещают в устройство для отмывания яичной скорлупы от внешней грязи, чернил и остатков яйцемассы, а также предварительного ее дробления и удаления вместе с грязью части подскорлупных оболочек. Устройство представляет собой емкость с мешалкой и системой подвижных и неподвижных гребенок, имеет переливной карман, теплообменник - коагулятор и емкость для отделения и накопления скоагулировавшейся яйцемассы. Загруженную партию скорлупы подвергают двухэтапной обработке. На первом этапе обработки скорлупу в течение 12-15 мин промывают водой с температурой 35-40°С. На втором этапе температуру воды повышают до 65-70°С и, в течение 15-17 мин продолжают промывание скорлупы. Скоагулировавшаяся яйцемасса и часть подскорлупных оболочек собирается в отстойнике, а отмытая скорлупа поступает в лоток с сетчатым дном, что позволяет удалить избыточную влагу. Затем скорлупу с влажностью 35-40% направляют в однороторную камерную сушилку, представляющую собой цилиндрическую горизонтальную теплоизолированную камеру, по оси которой расположен ротор с измельчающими устройствами, размещенными по винтовой линии. Размещенные внутри камеры съемные перегородки создают технологические зоны сушки и стерилизации. Конструктивные особенности роторной сушилки обеспечивают сушку и обработку материала в вихревом потоке во взвешенном состоянии, что интенсифицирует процесс и повышает качество обработки отдельных частиц. Таким образом, в камере сушилки происходит одновременное измельчение скорлупы до размеров частиц 7-10 мм, ее сушка и стерилизация, а также частичное удаление подскорлупных оболочек с помощью циклонов, которыми оборудована система подготовки и циркуляции теплоносителя. Высушенную до влажности 3-4% и измельченную до размера частиц 7-10 мм скорлупу направляют на повторное измельчение в шаровую мельницу, где происходит ее измельчение до размера частиц 1-2 мм. Далее измельченная скорлупа поступает в устройство вибрационной сортировки, что позволяет не только рассортировать скорлупу по фракциям, но и удалить остатки подскорлупных оболочек с помощью рукавов пневматического сепаратора. Завершающим этапом переработки яичной скорлупы является ее тонкое измельчение до размера частиц не более 10 мкм в устройстве акустически-вихревого типа. Пример. Скорлупу в количестве 2,0 кг поместили в емкость с мешалками и при температуре 37°С отмывали в течение 12 мин. Затем температуру воды повысили до 65°С и продолжали отмывать в течение 16 мин. При этом произошло коагулирование яйцемассы, которую вместе с частью подскорлупных оболочек собрали в отстойнике. Скорлупу отбросили на лоток с сетчатым дном для удаления избыточной влаги. Затем скорлупу с влажностью 40% направили в камерную сушилку, в которой произвели одновременно сушку, дробление и стерилизацию скорлупы при температуре 150°С в течение 15 мин. Процесс осуществляли при противотоке. После камерной сушилки скорлупа имела влажность 4% и размеры частиц 7-10 мм. Затем скорлупу повторно измельчали на шаровой мельнице до размера частиц 1-2 мм. На устройстве вибрационной сортировки рассортировали скорлупу по фракциям и удалили остатки подскорлупных оболочек. Оставшуюся минеральную часть направили в устройство акустически-вихревого типа для сверхтонкого измельчения скорлупы. Анализ скорлупы под микроскопом показал, что после такого измельчения 95% всего порошка имело размеры порядка 2-5 мкм. Внедрение предлагаемого технического решения позволит получить тонкодисперсный порошок из яичной скорлупы, содержащий не только кальций, но и удачное сочетание микро- и макроэлементов, таких как фосфор, натрий, калий, а также марганец, цинк, медь и др. Использование подобного органического вещества может найти широкое применение в кондитерской, хлебобулочной, медицинской, фармацевтической и др. отраслях промышленности. Кроме того, предлагаемая технология обеспечивает экологически чистое производство переработки яиц.