Спосіб виробництва протеїнового стабілізатора з свинячої шкірки та компленкт обладнання для теплової обробки сировини

1 Спосіб виробництва протеїнового стабілізатора із свинячої шкірки, що включає теплову обробку сировини в апаратах періодичної дії, який відрізняється тим, що сировину послідовно здрібнюють до тонко зруйнованої маси з одночас ним прогріванням в потоці, видаляють з неї жир і вологу механічним способом, проводять стерилізацію і розварювання сировини шляхом теплової короткочасної обробки в потоці з одночасним видаленням і вологи 2 Застосування тонко руйнівної відцентрової машини з обігрівом, горизонтальної шнекової центрифуги, шнекового прес-екструдера як комплект обладнання для подвійного зневоднення і знежирення, теплової обробки сировини в потоці при виробництві харчового протеїнового стабілізатора із свинячої шкірки Винахід належить до м'ясопереробної галузі Подальше використання протеїнового стабілізатора із вторинних продуктів - для виробництва ковбасних виробів, косметичної продукції, фармацевтичних препаратів В 60 - 70 роки XX сторіччя на м'ясокомбінатах і м'ясопереробних заводах виробляли шляхом теплової обробки білковий стабілізатор з свинячої шкірки, знятої при розбірці свинини та шпика і добре зачищеної від щетини Варку свинячої шкірки проводили у відкритих котлах у киплячій воді впродовж 3 годин до повного розм'якшування, в вакуум-горизонталь них котлах і в автоклавах при температурі 110 - 120°С - 1,5 години Після варки шкірку подрібнювали ДВІЧІ В гарячому стані на м'ясорубці з отворами 2 - Змм і подавали в куттер для більш тонкого подрібнення Використовували при виробництві варених ковбас як з'єднувальну вологопоглинаючу речовину (1) ційна властивість їх до протеолічних ферментів Але при довготривалих теплових процесах в апаратах періодичної дії відбуваються дезамшірування і декарбоксилізація деяких амінокислот, в першу чергу серіну, треоншу і тирозину, деструкція деяких сірковміщуючих амінокислот, аміногрупи лізину, що призводить до повного розпаду частини амінокислот з утворенням аміаку та інших дурнопахнучих газів Тим самим знижується вміст перетравного протеїну в готовому продукті Крім того, жир в апаратах періодичної дії видаляється з продукту тільки після закінчення теплової обробки, що знижує якість жиру та підвищує його кислотне число За даними Н Н Крилевої і А Н Михайлова (2,4) при нагріванні змінюється фізико-хімічний і біологічний стан білків Нагрівання при температурах до 100°С призводить до денатурації сполук, що розчинюються, зварюванню і гідротермічному розпаду колагену При денатурації змінюються гідрофільні та збільшуються гідрофобні властивості білкових молекул, що супроводжується скороченням їх гідратації і втратою вологи Основна маса денатурується, коли температура сировини досягає 70°С, внаслідок чого збільшується реак В даний час внаслідок довготривалості і енергоємності процесу виробництва білкового стабілізатора замість нього використовують ХІМІЧНІ речовини - фосфати (1) Для ковбас нижчих ґатунків можливе застосування суспензії, яка виготовляється з 10 частин свинячої шкіри, 1 -і частини білкового препарату (соєвого або молочного) і 5-ти частин води Інгредієнти тонко здрібнюють в кутері у два етапи спочатку свинячу шкірку, потім - разом із льодом і білком (5) Але жир, що міститься в суспензії впливає на смакові якості ковбасних виробів Тому добавки з свинячої шкірки рекомендовані тільки для ковбас низ них ґатунків Обладнання для теплової обробки характери (О ю 56420 чином ефіри вищих жирних кислот і цетилового, зується слідуючими даними вакуум горизонтальоктоцетилового, ейкоцетилового, церилового ний котел періодичної дії випускається ємністю 2,8 спиртів В жирових клітинах шкіри є і триглідериди і 4,6м куб , електродвигуни 28 і 40квт, габарити (2) 5200 х 1650 х 3400мм і 6480 х 1790 х 3670мм, маНовий спосіб заснований на тому, що не всі са 7500 і 11000кг ВІДПОВІДНО Тиск пару 4 аті, вакучастини шкіри можуть використовуватись в шкіроумсистема при сушінні забезпечує тиск до 700мм переробній галузі Тому все більше значення нартст (6) бувають методи переробки колагенових волокон Загальними недоліками переробки сировини у шкіри Використання довгих колагенових волокон, вакуумгоризонтальному котлі є необхідність попевиділених з шкіри різними способами, рекомендореднього накопичування великої КІЛЬКОСТІ сировивано для виготовлення кетгуту, протезів, кров'яних ни, що призводить до погіршення якості жиру, песудин, губок, плівок та інших препаратів, що викоріодичність і довго тривалість процесу, внаслідок ристовуються в хірурги, а також при лікуванні ОПІчого - його велика енергоємність, громіздкість обКІВ та ш Розчинні продукти деструкції колагену ладнання рекомендовані для виготовлення різних поверхнеТаке положення справ дає підставу для розвих емульгаторів, вспінювачів та ш Тобто, запроробки нового способу виробництва протеїнового понований стабілізатор може використовуватись стабілізатора та комплекту обладнання для його не тільки при виробництві ковбасних виробів здійснення 1 3 Суть винаходу та його суттєві ознаки Ознаками нового способу, ВІДМІННИМИ ВІД споВ основу винаходу поставлено задачу ствособів, вказаних у п 1 2 , є безперервність виробнирення нового способу виробництва натурального цтва, мінімальна тривалість термічного впливу, харчового протеїнового стабілізатора з свинячої висока ступінь вилучення жиру і вологи з сировишкірки шляхом використання за новим призначенни, деструктуризація макромолекул білкових споням відомого і діючого на даний час в Україні облук до перетравної форми протеїну, запобігання ладнання переробної галузі агропромислового втрати білків сировини комплексу забезпечити одержання знежиреного Враховуючи, що сировина такого типу вміщує готового продукту з високим вмістом перетравного багато жирів, передбачається попередня обробка протеїну и на лінії АВЖ ( машина АВЖ - 245 і центрифуга НОГШ - 325) Пропонується спосіб виробництва харчового протеїнового стабілізатора із свинячої шкірки меВикористання лінії АВЖ для виробництва протодом теплової обробки сировини, який відрізнятеїнового стабілізатора обумовлено ознаками (7) ється тим, що сировину послідовно здрібнюють до подрібнення усіх видів тканин (з'єднувальної, тонко зруйнованої маси з одночасним прогріванжирової) та перетворення в тонкоподрібнену суням в потоці , видаляють з неї жир і вологу механіміш, чним способом, проводять стерилізацію і розварку проведення процесу при температурах 65 сировини шляхом теплової короткочасної обробки 85°С в тонкому шарі впродовж 4 - 6 хвилин, що в потоці з одночасним видаленням жиру і вологи дозволяє одержати слабо денатурований білковий Для здійснення способу застосовано тонко руйнівнапівфабрикат без втрати вітамінів та інших корину відцентрову машину з обігрівом, горизонтальну сних речовин, шнекову центрифугу, шнековий прес-екструдер, як одержання високоякісного тваринного технічобладнання для зневоднення і знежирення, тепного жиру без збільшення вмісту вільних жирних лової обробки в потоці сировини при виробництві кислот та погіршення кольору, харчового протеїнового стабілізатора із свинячої усі основні операції подрібнення та прогріву шкірки сировини виконуються у відцентровому режимі з великою частістю обертів, Сировиною для переробки на вказаній лінії є мало коштовна частка свинячої шкірки - черевна видалення рідинної частини на горизонтальній та соскова частка, шкіра з пахів, вороток, які машнековій центрифузі НОГШ-325 ють рихлу структуру, а також свиняча шкірка, зняВ сировині проходять такі процеси При подріта при розбірці м'яса та шпіку в ковбасному вироббненні відкриваються капіляри, в які легко прониництві, щетину зачищати і висмикувати не кає клітинний сік і жир Під одночасною дією теппотрібно В шкірі містяться вода, білки, вуглеводи, ло-нагрівання і відцентрової сили, жир і волога жири, мінеральні речовини, вітаміни, ферменти та легко долають капілярне зчеплення Починається інше Свиняча шкірка містить вологи 60,1%, золи видалення їх із часток Для подальшого вилучення 0,7%, жиру 10,2%, білків 29% У щетині міститься жиру і вологи тиск повинен бути достатнім для вологи 25%, золи 1,6%, жиру 2%,білків 71,4% (3) подолання опору міграції окремих крапель жиру і вологи через ущільнену масу напівфабрикату ТаДо найважливіших білкових сполук шкіри накий тиск утворюється у шнековій центрифузі лежать волокнисті білки - колаген та еластин, щеНОГШ-325 тини - кератин Крім того, в шкірі містяться глобулярні білки - альбуміни і глобуліни Вміст різних Стан білків починає змінюватися вже при тембілків в шкірі тварини змінюється, залежно від випературі ЗО - 35° С, відбувається їх коагуляція ду, віку, статі і умов утримання (4) Якщо теплову обробку починати при високій температурі, то в поверхневому шарі відбудеться В свинячій шкірі менше колагену, більше еласшвидка коагуляція білків і клітинний сік залишатину, альбумінів і глобулінів Білковий склад має ється в середині часток сировини При коагуляції такий вигляд (% від маси білків) колаген - 89%, білки віддають значну частку вологи, що міститься еластин - 1%, альбуміни - 3,5%, глобуліни - 3,2%, в них, при цьому маса тваринної тканини зменшумукоїди - 3,3% Сальні залози містять головним ється на 20 - 40% З'єднувальна тканина поступово втрачає механічну МІЦНІСТЬ внаслідок перетворення колагену і еластину в желатин і глютин (4) Новою ознакою переробки сировини в машині АВЖ є спосіб без додавання пару та води безпосередньо в сировину Але за помірного температурного режиму в лінії АВЖ при новому способі проходить часткове видалення вологи, жиру та перетворення білкових сполук Тому напівфабрикат, одержаний з лінії АВЖ, підлягає подальшій переробці Враховуючи важкодоступні для гідролізу форми білків і великий вміст жиру в сировині передбачається обробка в шнековому пресі при температурі 100 - 105°С з подальшим видаленням вологи і жиру Використання шнекового пресу в новій лінії обумовлено метою поглиблення розпаду білків до амінокислот для підвищення вмісту перетравного протешу в готовому продукті За даними Всесоюзного науково-дослідного інституту м'ясної промисловості (Москва, 1984р) позитивні принципи використання шнекового обладнання для обробки тваринної сировини, є такими Швидкісне протікання технологічного процесу, Короткочасний вплив нагрівання і тиску забезпечує гідроліз білків до перетравної форми, Найменші втрати водорозчинних сполук і продуктів гідролітичного розпаду білків за рахунок особливості протікання процесу в шнековому обладнанні Згідно робіт радянських фізико-хіміків Н С Єнікопяната М Л Фрідмана (10, стр 266), в шнековому обладнанні сировина опиняється під дією високого тиску і деформації зміщення (поворот її шнеком майже на 360°) Це стимулює цілий ряд ХІМІЧНИХ реакцій в твердих тілах і молекули, і атоми отримують надзвичайно високу рухливість і здатність активізуватись При одночасній дії температури, тиску і деформації в шнековому пресі відбувається швидкоплинний гідроліз білків Аналогічна дія відтворюється із білковими сполуками кишкової палички та 56420 інших патогенних мікроорганізмів, тобто вони знищуються, а продукт знезаражується Немаловажним фактором в цьому процесі є волога Волога в екструдері виступає як пластифікатор в полімерній промисловості, тобто знижує температуру фізичних та ХІМІЧНИХ перетворень За даними Гуменюк, яка проводила досліди з кормовою білково-жировою добавкою з мездри та обрізок шкіри (колагенвмісна сировина), в екструдованому продукті вміст сирого протеїну від 55% до 95%, жиру від 1 до 15%, в залежності від виду сировини При екструдуванні зберігаються жиророзчинні вітаміни A, D, Е, К В жирі не утворюються летучі жирні кислоти, ВІЛЬНІ кислоти, перекисли, які відсутні у готовому продукті при тривалій тепловій обробці і є токсичними речовинами (9) Технічними результатами застосування нового способу виробництва протеїнового стабілізатора також є Можливість створення виробництва потужністю 200 - ЗООкг/год сировини на невеличких плодах до 10м2 за наявності електроструму напругою 380В, Вміст перетравного протешу в стабілізаторі від 65 до 80%, Завдяки високої ступені вилучення жиру пропонується використання протеїнового стабілізатора як зв'язуючої речовини при виробництві ковбас різних ґатунків замість ХІМІЧНИХ речовин фосфатів, Одержання технічного або кормового тваринного жиру з низьким кислотним числом, без підвищеного вмісту вільних жирних кислот і погіршення кольору, Фуза (рідинна частина емульсії, одержаної від центрифуги) являє собою клітинний сік сировини з вмістом розчинних білків та інших сполук і використовується для приготування вологої мішанки при відгодуванні тварин і птиці, а також як замінник курячих яєчок в лікувально-дієтичних препаратах для молодняку штучне молозиво, лізоцим, сахарояєчна суміш Таблиця амінокислотного складу білків свинячої шкірки (2) Таблиця Амінокислота Гліцин Аланін Лейцин Ізолейцин Валін Фенілаланін Тирозин Серін Треонін Метіонін Цистін і цистеїн Аспарагінова кислота Глютамінова кислота Пролін Оксі пролін Аргінін У колагені 26,6, 9,6 3,7 1,9 2,5 2,4 0,2 4,3 2,3 0,8 6,8 11,2 14,4 14,6 8,2 Вміст В % В еластині 29,9 21,3 9,0 3,8 17,7 6,2 1,5 0,9 1,1 0,1 0,4 1,1 2,4 15,2 1,6 1,3 У кератині щетини 8,3 4,7 8,3 2,7 3,5 7,6 6,3 0,5 14,4 8,0 17,9 9,6 10,9 Продовження таблиці 56420 Амінокислота У колагені Лізин Вміст В % В еластині У кератині щетини ГІСТИДІН 4,0 1,2 0,8 0,5 1,1 3,8 1,1 ВСЬОГО 115,5 114,5* 99,6 ОКСІЛІЗІН * При гідролізі приєднується молекула води, тому теоретично амінокислотний склад білку, визначений у % співвідношенні від його маси, повинен рівнятись 118 Деяка ВІДМІННІСТЬ ВІД ЦЬОГО підсумку знаходиться, в межах допустимої помилки за результатами ДОСЛІДІВ Особливі умови використання цього способу переробка сировини без ознак розпаду, обладнання обігрівом корпусів м'ясорубки, машини АВЖ - 245, шнековою центрифуги НОГШ325, щоденна санітарна обробка після закінчення роботи 1 4 ВІДОМОСТІ, ЯКІ підтверджують можливість реалізації технологічного способу для виробництва протеїнового стабілізатора і комплекту обладнання для теплової обробки сировини Новий спосіб складається з наступних технологічних операцій подрібнення, тонке подрібнення, видалення води та жиру, теплова обробка в потоці з подальшим видаленням вологи і жиру з глибинних часток Для відтворення нового способу комплект обладнання використано за новим призначенням для виробництва протеїнового стабілізатора у складі машина АВЖ, горизонтальна шнекова центрифуга, шнековий прес ЛІНІЯ АВЖ використовується декілька десятків років на м'ясокомбінатах для виробництва харчових тваринних жирів Прес-екструдер використовується в багатьох галузях переробної промисловості ПОСЛІДОВНІСТЬ ДІЙ така При переробці сировини в машину АВЖ-245 не подають ні пар, ні воду Прийомний бункер і корпус машини АВЖ обладнуються обігрівом для підтримки температури всередині її на рівні 80 85°С Частки сировини попадають під комбінований вплив відцентрової сили подрібнення і теплонагрівання, що призводить до початку руйнування не тільки тканин сировини, а і багатоланцюгових сполук, з видаленням із тканин сировини вологи і жиру Утворюється суміш, що складається з емульсії та суспензії твердих часток Така маса самою машиною АВЖ витискується в напірний накопичувач, а з нього самопливом поступає в безперервно діючу горизонтальну шнекову центрифугу НОГШ325 для відокремлення шквари (напівфабрикат) від емульсії (фузи) (7) Центрифугу та екструдер розміщують в окремому приміщенні Продукт шнеком подають в прес-екструдер, де процес протікає при температурі 100 - 105°С Готовий протеїновий стабілізатор висипається на транспортер, на якому він охолоджується і яким передають його в склад Фуза від центрифуги НОГШ-325 зливається самопливом в прийомний бак, звідки малою відцентровою машиною АВЖ-130 перекачують її в ВІДСТІЙНИК Там відбувається розшарування, жир зливають в окрему МІСТКІСТЬ Осад, що вміщує найменші частки напівфабрикату, передають на подальшу переробку в екструдер Частина фузи (рідинна частина суміші) накопичується в відстійнику, а потім відправляється в господарства на ВІДГОДІВЛЮ тварин та птиці Після закінчення роботи проводять обов'язкову щоденну мийку обладнання, бо залишки сировини будуть загнивати, залишки напівфабрикату і продукту при подальшій термічній обробці будуть пригорати, все це попадає в готову продукцію і погіршує якість Для ідентифікації обладнання, що пропонується, наводиться опис і технічні характеристики Відцентрова машина типу РЗ-АВЖ-245 передбачена для тонкого руйнування, прогріву сировини і витоку жиру з неї (7) Технічна характеристика викладена у - розділі 1 5 заявки на винахід Машина складається із станини, корпусу, відцентрового перфорованого барабану, 2-х нерухомих ножів, 1 рухомого ножа, приймального бункеру, електродвигуна Барабан розміщується в корпусі, котрий являє собою трубу з 2 фланцями , нижчий - для закріплення електродвигуна, верхній - для приймального бункеру У корпус вварені два патрубки для подавання пару і відводу з машини оплавленої жиромаси Основним робочим органом машини є перфорований барабан, що обертається, з отворами діаметром 6 мм на його поверхні В центрі барабана кріпиться рухомий ніж, передбачений для первинного роздрібнення сировини і відкидання її на стінку барабана На внутрішній стороні барабана розміщені два нерухомих ножа, які підрізають удавлені в отвори барабана частки сировини Принцип дії наступний частки сировини попадають під комбінований вплив відцентрової сили, подрібнення і тепло нагріву, що призводить до початку руйнування не тільки тканин сировини, а і багатоланцюгових сполук з видаленням із кліток вологи і жиру Утворюється суміш, що складається з емульсії і суспензії твердих часток Така маса самою машиною витискується в напірний накопичувач Відцентрова машина застосовується в м'ясомолочній промисловості для витопки жиру з жиросировини, при виробництві ліверних ковбас для розварки легенів, серця, печінки, для виробництва кормового борошна В заявленому способі використовують функції відцентрової машини для подрібнення сировини, перетворення її в тонко зруйновану масу, нагрівання, видалення з клітин жиру та вологи Горизонтальна шнекова центрифуга ОГШ-321 56420 10 (НОГШ-325) передбачена для розподілу суспензій ні Насіння, що подається до шнекового пресу, в ХІМІЧНІЙ, м'ясо-молочній, харчовій промисловості потрапляє під дію тиску, який збільшується при (7) Технічна хараісгеристика наведена в розд 1 5 потискуванні до виходу Під дією тиску олія віджиЦентрифуга являє собою машину горизонтальну мається із мезги, проходить скрізь отвори в зеєршнекову ВІДСТІЙНОГО типу, яка складається із станому барабані і збирається у ПІДДОНІ ЖМИХ витиснини, корпуса, перфорованого ротора, шнека, елекується шнеком із зеєра, Шнековий вал пресу має ктродвигуна, прийомної воронки Основним органевелику частоту нам є шнек, розташований в перфорованому Література роторі Шаг витків шнека до виходу зменшується, а 1 Технологические инструкции по производдіаметр тіла витків збільшується, що сприяє збіству мяса и мясных продуктов Раздел 10 Колльшенню тиску при переміщенні продукту до вихобасные изделия и копчености М 1961 ду Під ДІЄЮ тиску із суміші, що утворюється в ма2 Н Н Крылова, Ю Н Лясковская «Биохимия шині АВЖ, емульсія відокремлюється від шквари мяса» М 1968 (тверда частина сировини), яка шнеком відтиску3 Н П Грицай, Е В Грицай «Убой и разделка ється з центрифуги Емульсія (суміш вологи і житуш» М 1975 ру) відкидається на стінки ротора, що обертається, 4 А Н Михайлов «Коллаген кожного покрова» проходить скрізь отвори і по жолобу в корпусі, 5 Обзорная информация «Технологические який має уклін в протилежну сторону від вигризки свойства белковых добавок при производстве шквари, витікає з центрифуги фаршепродуктов», М 1981 Центрифуга негерметизована, з вибухонеза6 С Г Либерман, В П Петровский «Справочхищеним електродвигуном Деталі, які мають доник по производству технических фабрикатов на тик з продуктом, що оброблюється, виготовлені з мясокомбинатах», М 1969 лепрованої сталі Комплект поставки центрифуга 7 С Г Либерман «Производство пищевых жив зборці з електродвигуном і віброізолюючим привотных жиров на мясокомбинатах», М 1982 строєм 8 Информ листок республіканського наукововиробничого підприємства "Укрекспо-Процес" В заявленому способі використано основну установка УЕП -150 функцію горизонтальної шнекової центрифуги для розподілу тонко зруйнованої сировини на рідинну 9 Г Д Гуменюк, А Н Коробко «Использовачастину (жир, волога) і вологий твердий залишок ние отходов переработки продукции животноводства и общественного питания в кормлении жиШнековий прес-екструдер передбачений для вотных» К 1993 пресування насіння і одержання олії (8 11) Технічна характеристика навезена в р 1 5 Шнековий 10 Міжнародний щорічник "Наука и человечепрес являє собою одно- або двошнекову машину, ство Доступно и точно о главном в мировой науяка складається із станини, корпусу, зеєрного баке "1987г рабану, шнека, електродвигуна Основним орга11 ОА "Рось" Каталог перерабатывающего ном є два шнеки, розташовані в зеєрному барабаоборудования Хар 2001 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24