Спосіб виготовлення кормової білкової добавки з відходів сировини тваринного походження та пристрій для здійснення способу

1 Спосіб виготовлення кормової білкової добавки з ВІДХОДІВ сировини тваринного походження, що включає гідроліз вологої сировини шляхом термообробки під тиском при таких співвідношеннях температури і тиску, що гарантують існування води в сировині в стані рідини, який відрізняється тим, що обробку під тиском проводять з випередженням термообробки, яку починають після нарощування об'ємної маси сировини до значень, що перевищують початкові у 8-16 разів, а по закінченні термообробки тиск миттєво скидають до рівня атмосферного 2 Пристрій для здійснення способу, який містить екструдер з циліндром, що має зони завантаження і вивантаження готового продукту з вихідним отвором на КІНЦІ, та встановлений в циліндрі шнек зі спіральним витком на сердечнику, що в сукупності 3 внутрішньою поверхнею циліндра утворює робочий об'єм, який зменшується від зони завантаження до зони вивантаження, який відрізняється тим, що зона завантаження виконана необігріваною, на внутрішній поверхні циліндра виконані подовжні пази, ділянка шнека, що знаходиться на початку обігріваної зони, оснащена підпірним елементом, а на КІНЦІ шнека розміщено підпірний елемент, який в сукупності з внутрішньою поверхнею циліндра утворює вихідний отвір 00 Винахід відноситься до галузі виробництва кормової білкової добавки з ВІДХОДІВ сировини тваринного походження і може використовуватись на підприємствах шкіряної, м'ясо — і птахопереробної промисловості Відомий спосіб одержання білкової кормової добавки (ас СРСР № 1634234, кл А 23К 1/10, опубл 15 03 91 р), за яким шкури тварин подрібнюють, заливають водою і соляною кислотою у співвідношенні 1 1 і при температурі 100110°С ведуть гідроліз протягом 6-8 годин Новим у способі є те, що перед гідролізом суміш вакуумують, доводячи тиск до 2,10мм рт ст , з метою виключення порожнин, в яких можливе перетворення води на пару Надлишок кислоти видаляють 1 продукт сушать Недоліки способу полягають у необхідності використання ХІМІЧНИХ реактивів і проблемах, по в'язаних з їх видаленням або нейтралізацією, періодичністю процесу та його тривалістю ВІДОМІ також безперервні способи переробки вказаних ВІДХОДІВ, ЯКІ відрізняються від вище описаного більшою швидкістю обробки сировини без застосування ХІМІЧНИХ реагентів Такий спосіб описаний в пат США №4151306, кл А 23 J 1/10 і являє собою процес гідролізу протеїнових продуктів (шкіри, пір'я, щетини) в екструдері Сировину спочатку зневоджують на гвинтовому пресі до вмісту вологи в ній 30-40%, а потім пдролізують в екструдері з високим рівнем зсувних навантажень Обробка в екструдері продовжується декілька хвилин, температура підтримується в діапазоні від 120°С до 290°С ( в залежності від виду сировини) Екструдер для виконання вказаного способу являє собою обігрівний циліндр зі штирями на його внутрішній поверхні, та шнек, що в загрузочній (О 00 (О 61868 частині виконаний однозаходним з проміжками у легко перетравлюватися, підвищується його завитку, а в вигрузній — двозаходним, без проміжків своюваність Можливий варіант виконання — однозаходний Процес термообробки в обігрівній зоні ущільвиток по всій довжині шнеку зі зменшенням висоти неної і позбавленої повітря сировини при подальвитка і об'єму робочого каналу до виходу шому нарощуванні тиску дає можливість ВІДІЙТИ Вихідний отвір циліндра закритий матрицею з реВІД обробки сировини при температурах близьких гульованою вихідною щілиною, що зумовлено подо рівня термодеструкції, бо головними факторатребою створення додаткових зсувних навантами гідролізу в умовах високого тиску стають енержень в зоні вивантаження продукту Зсувні гія перегрітої води і зсувні навантаження Темпенавантаження генерують тепло тертя, а вода в ратура сировини в цьому випадку нижча за сировині знаходиться у перегрітому стані через температуру деструкції, завдяки чому зберігаютьвисокий тиск При цьому температура в циліндрі ся всі амінокислоти пдролізованого білку, навіть становить, наприклад, при обробці пір'я, 178°С нетермостабільні В цьому випадку при виході з екструдера виключається погіршення якості проНедоліки даного способу і пристрою для його дукту за рахунок окислення на повітрі здійснення полягають у значній втраті якості одержуваного продукту, внаслідок окислення при наВ момент виходу з екструдера, тиск миттєво гріванні нетермостабільних складових білка кисспадає до атмосферного, вода вибухоподібне пенем повітря Наявність повітря в сировині при ретворюється на пару, руйнуючи залишки білкових термообробці в пропонованому екструдері зумовкомплексів і значно зпучуючи пдролізований пролюється затягуванням витками з проміжками дукт по всьому об'єму повітря разом з сировиною в зону високих темпеДля здійснення способу автори пропонують ратур Обробка сировини при температурах 150екструдер, конструкція якого пояснюється рисун290°С в присутності повітря призводить до ком, де показані на фіг 1 — подовжній розріз, на термічної деструкції нетермостабільної частини фіг 2 — поперечний розріз на початку обігрівної білків, погіршуючи амінокислотний склад продукту зони, на фіг 3 — вихідний отвір і його якість вцілому Екструдер являє собою циліндр 1, всередині якого обертається шнек 2 зі спіральним робочим З метою забезпечення високої якості кормових елементом, виконаним у вигляді витка 3 на сербілкових добавок, авторами пропонованого винадечнику 4 На внутрішній поверхні циліндру викоходу вирішується завдання проведення гідролізу нано подовжні пази 5 при термообробці білкової сировини в умовах гарантованої відсутності повітря Це стає можливим Циліндр має зону 6 — завантаження і поперезавдяки тому, що обробку під тиском проводять з днього стиснення, зону 7 — обігрівну, з розміщевипередженням термообробки, яку починають пісними на циліндрі нагрівачами, та зону 8 — виванля нарощування об'ємної маси сировини до знатаження одержаного продукту чень, що перевищують початкові у 8-16 разів На сердечнику 4 шнека 2, в тій його частині, Підвищення якості одержуваного продукту додатщо приходиться на початок обігрівної зони 7, жорково досягається також завдяки миттєвому скистко закріплено підпірний елемент 10 у вигляді данню тиску в момент виходу пдролізованого провтулки з пазами, а на КІНЦІ шнека 2 закріплено друдукту гий підпірний елемент 11 — втулку з пазами, яка в сукупності з внутрішньою поверхнею циліндра Пропонований спосіб передбачає переробку в утворює вихідний отвір 12 Діаметр сердечника 4 екструдері сировини тваринного походження, зокзбільшується від зони 6 до зони 8, а висота h витка рема пташиного пір'я, попередньо частково знеЗ може бути різною і зменшується від зони 6 до водженого до такого вмісту вологи, що достатній зони 8 у співвідношенні від 8 до 16 Тобто, якщо в для гідролізу ВІДПОВІДНО ДО розробленого спосозоні 8 висота витка hi дорівнює Змм, то в зоні забу, в екструдері сировина стискається при провантаження 6 виток 3 може мати висоту гі2 24мм ходженні необігрівної зони завантаження без до 48мм підведення тепла і нарощування температури В процесі поступового нарощування тиску і Зони 7 і 8 обігріваються нагрівачами 13, ущільнення сировини з неї видавлюється повітря, закріпленими на корпусі циліндру 1, які мають яке виходить в бік менших значень тиску На можливість позонного та автономного регулюванкінцевій ДІЛЯНЦІ необігрівної зони забезпечується ня збільшення об'ємної маси сировини у 8-16 разів, Працює екструдер так в циліндр 1 (з попещо гарантує повне видалення із стисненої сировиредньо нагрітою обігрівною зоною 7 ) через горлони повітря перед термообробкою На наступному вину 9 необігрівної зони завантаження 6 подається етапі в обігрівши зоні здійснюють інтенсивний сировина, яка підхоплюється витком 3 шнека 2, що нагрів сировини, як за рахунок тертя при зсувних обертається Оскільки діаметр сердечника 4 шненавантаженнях, так і за рахунок підведення тепла ка 2 збільшується в напрямку від зони 6 до зони 8, із зовні Внаслідок сумісної дії цих факторів в обміжвитковий простір зменшується, зростає тиск и роблюваній білковій сировині проходять фізикосировина ущільнюється Поступове підвищення ХІМІЧНІ перетворення — відбувається процес тиску призводить до все більшого ущільнення сигідролізу, який руйнує зв'язки, як між окремими ровини і видавлювання з неї повітря, яке виходить частинами розгалужених макромолекул протеїну, в бік нижчого тиску, тобто в напрямку горловини 9 так і між активними групами в межах Звільнена від повітря, ущільнена сировина після амінокислотних елементів Білок втрачає ферпідпірного елементу 10 потрапляє в обігрівну зону ментний опір, завдяки чому набуває властивості 7 під дію високих температур і подальшого нарощування тиску Пази на внутрішній поверхні циліндра сприяють збільшенню зсувних навантажень та переміщенню сировини вздовж осі циліндра В процесі переміщення обігрівною зоною 7 тиск в сировині, завдяки конструкції шнеку, набагато перевищує значення тиску насиченої пари, відповідне температурі поверхні циліндру, яка завжди більша за температуру сировини Таким чином, в зоні 7 вода сировини перебуває в стані перегрітої рідини, не перетворюючись на пару і не зпучуючи оброблювану речовину Це дозволяє максимально використати як вплив зсувних навантажень, так і високу енергію перегрітої води їх сумісна дія забезпечує проходження гідролізу білкових структур, наслідком якого є руйнування протеїну до складових амінокислот В момент виходу з вихідного отвору 12, тобто після проходу через другий підпірний елемент 11, вода вибухоподібне переходить із стану перегрітої рідини у газоподібний стан, додатково руйнуючи пдролізований продукт і утворюючи мікропори Мікропориста структура підвищує доступність всіх складових виготовленої білкової добавки дії ферментів травної системи при наступному згодовуванні Приклад Пташине пір'я з початковим вмістом вологи 7080% центрифугують, потім підсушують, доводячи вміст вологи до 20-30% Після цього пір'я рівномірно і безперервно подають в екструдер При проходженні необігрівної зони завантаження сировина стискається і ущільнюється, з неї поступово видавлюється повітря, об'ємна маса її збільшується в 8-16 разів,після чого сировина позбавлена повітря потрапляє до обігрівної зони, на початку якої температура становить 180°С Завдяки першому підпірному елементу, тиск зростає, перевищуючи ЮООН/см2 (100кг/см), на протязі всієї обігрівної зони продовжується збільшення як тиску, так і температури Перед зоною вивантаження температура циліндра дорівнює 280°С, а тиск перед другим підпірним елементом досягає 1200-1500Н/СМ (120-150кг/см2), що перевищує 61868 ВІДПОВІДНИЙ температурі 280°С тиск насиченої па2 2 ри — 670Н/см (67кг/см ) Режим обробки в екструдері ( час обробки і температури поверхні в обігрівши зоні) відрегульовується таким чином, що температура сировини при термообробці, так само, як і температура пдролізованого продукту в момент виходу з екструдера, не перевищують температури деструкції Тому, потрапляючи на повітря, продукт не окислюється і не втрачає якості За межами вихідного отвору екструдера, який утворений власне підпірним елементом в сукупності з циліндром, а не матрицею (як в прототипі і всіх відомих конструкціях) продукт з зони високого тиску миттєво потрапляє в умови атмосферного, зпучується по всьому об'єму і у вигляді пластин з мікропорами подається на охолодження, подрібнення та пакування Час перебування сировини в екструдері, в залежності від виду сировини та її властивостей, може дорівнювати 1-15 хвилин і регулюється частотою обертання шнеку Одержана кормова добавка має високий вміст перетравного протеїну, що підтверджено в листі лабораторії, сертифікованої в системі Держстандарту України — табл 1 Порівняння показників якості кормової білкової добавки з пташиного пір'я, одержаної за пропонованим способом, подано в табл 2 Табл 1 Результати визначення показників якості екструдованого продукту, виробленого з пташиного пір'я Вологість Сирий протеїн Сира клітковина Сира зола Сирий жир Кальцій Фосфор Коефіцієнт перетравності білка 12,4% 86,6% Не виявлено 1,49% Не виявлено 0,8% 0,31% 78% Табл 2 Порівняльні показники поживної ЦІННОСТІ кормових білкових добавок Вид кормової добавки Кормова білкова добавка з пера Борошно м'ясо кісткове Борошно кров'яне Борошно рибне Сирий протеїн, % Сирий жир, % Сира зола, % Лізин, % Метіонін, % Цистин, % Кальцій, % Фосфор, % 86-90 1,49 1,2 3,1 1,1 0,8 0,31 41-49 14,0 17,7 2,33 0,53 0,34 8,14 2,43 75 3,1 7,1 6,2 0,91 0,14 0,37 0,34 56-60 7,4 11,8 4,21 1,38 1,00 5,5 4,1 61868 Комп'ютерна верстка Н Кураєва Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119