ES3045142T3 - Plant based protein extraction method - Google Patents

Abstract

Un método y sistema de fraccionamiento en seco permite generar un concentrado de proteína. El método y sistema incluye moler harina vegetal para generar harina molida y generar un primer concentrado de proteína a partir de la harina molida mediante un primer clasificador de aire. El método y sistema incluye procesar el primer concentrado de proteína para generar una cuajada rica en proteína y generar una suspensión de proteína hidrolizada neutra mediante la mezcla de la cuajada de proteína con una base, agua y un cóctel enzimático. El método y sistema incluye generar una suspensión de proteína homogeneizada a partir de la suspensión de proteína hidrolizada neutra, generar una suspensión de proteína pasteurizada mediante la pasteurización de la suspensión de proteína homogeneizada y generar una suspensión de proteína enfriada mediante el enfriamiento de la suspensión de proteína pasteurizada. El método y sistema también permite extraer el concentrado de proteína de la suspensión de proteína enfriada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Método de extracción de proteínas a base de plantas

[0005] Campo de invención

[0007] La presente invención se refiere al procesamiento de harina a base de plantas para la extracción de proteínas. En algunos casos, el método es para extraer proteínas y otros productos de los garbanzos.

[0009] Antecedentes

[0011] Las tendencias modernas de procesamiento de alimentos proporcionan un mayor acceso a los macronutrientes presentes de forma natural en los alimentos. Con el crecimiento de la demanda de alimentos de alta calidad por parte de los consumidores, existe un crecimiento relacionado con técnicas mejoradas de procesamiento de alimentos para extraer macronutrientes de alta calidad consistentes con las creencias de los consumidores.

[0012] Por ejemplo, es común que los usuarios requieran que las fuentes de alimentos sean orgánicas y estén compuestas por ingredientes que no están modificados genéticamente (no OGM). Otro ejemplo son los consumidores que buscan evitar fuentes de alimentos particulares, tal como consumir una dieta a base de plantas.

[0014] Además de la demanda de tipos de alimentos que son impulsados por la elección del consumidor, tales elecciones son alimentadas adicionalmente por la inteligencia del consumidor a las respuestas alérgicas o inflamatorias. No es raro que una persona tenga alguna reacción adversa a una fuente de alimentos, y la gravedad de la reacción difiere ampliamente entre los consumidores.

[0016] Entre los macronutrientes, la proteína sigue siendo el macronutriente por excelencia para la promoción del crecimiento y el mantenimiento de la salud. Si bien la proteína está fácilmente disponible y se encuentra comúnmente en muchas fuentes de alimentos, la extracción como suplemento para fuentes de alimentos manufacturados puede ser problemática en la búsqueda de soluciones especializadas.

[0018] Un suplemento proteico común de fuentes no a base de plantas es la proteína de suero de leche, que se puede usar como un ejemplo de las preocupaciones de la fabricación moderna de fuentes de proteínas. La calidad del producto proteico está directamente relacionada con la calidad de la fuente original de proteína, por lo tanto, pueden surgir problemas de la calidad de la fuente original. Otro problema es que la proteína de suero no está disponible para los consumidores veganos y otros no a base de plantas.

[0020] Otro problema es que la calidad de la proteína y otros factores concomitantes se ven directamente afectados por el procedimiento de fabricación / extracción. Un factor concomitante puede ser el factor de absorción de la proteína por parte del usuario, si la proteína es una proteína de digestión/ absorción rápida.

[0022] La forma más común de proteína a base de plantas es la proteína de soja. Si bien satisface varias necesidades del mercado, existe la necesidad de una variedad más amplia de tipos de proteínas y un mayor grado de estabilidad en la propia proteína. Por ejemplo, los consumidores pueden tener alergias u otras respuestas inflamatorias de la fuente de proteína.

[0024] El garbanzo es una fuente de proteína a base de plantas fácilmente disponible que carece de alergias conocidas de los consumidores. La proteína de garbanzo tiene una larga historia y un gran grado de estabilidad en el procesamiento de alimentos. Basándose en la dinámica del propio garbanzo, existe una tecnología limitada en la extracción de proteínas de garbanzo. Las técnicas existentes requieren procedimientos muy estructurados, incluyendo operaciones en intervalos muy estrechos y etapas de procesamiento complicadas.

[0026] Los documentos US 2009/176001 A1 y US 2006/228462 A1 dan a conocer la preparación de aislados de proteína de soja que incluyen etapas para preparar cuajadas ricas en proteínas, tratamiento enzimático, homogeneización y tratamientos térmicos de los mismos.

[0028] El documento US 3965 086 A da a conocer un procedimiento para concentrar proteína de semillas oleaginosas que comprende las etapas de molienda fina y clasificación por aire de la fuente de proteína inicial seguido de lavado de la fuente de proteína molida con agua o una disolución alcohólica acuosa.

[0030] Como tal, existe la necesidad de un método para extraer de manera eficiente proteínas de alta calidad de los garbanzos.

[0032] Breve descripción

[0034] La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

[0035] Un método de fraccionamiento en seco de la invención proporciona la generación de un producto concentrado de proteínas a partir del mismo. El método de la invención incluye moler una harina a base de plantas para generar harina molida y generar un primer concentrado de proteínas a partir de la harina molida usando un clasificador de aire. En los métodos de la invención, la harina a base de plantas puede ser una harina a base de plantas desaceitada o de bajo contenido de aceite. El método incluye procesar el primer concentrado de proteínas para generar una cuajada rica en proteínas.

[0036] La harina puede ser una harina de garbanzo, pero se reconoce que pueden utilizarse otros tipos adecuados de harina, donde diversos tipos de harina utilizan diversas operaciones de procesamiento para la extracción de proteínas, como se indica en el presente documento. Cuando una harina incluye un contenido en aceite, la harina puede procesarse a través de un procedimiento de desaceitado para la eliminación de aceite, así como para reducir la humedad concomitante, de modo que una fuente de proteína con bajo contenido de aceite o desaceitada mejore la eficiencia operativa. Tal como se usa en el presente documento, operan diversos métodos que tienen un contenido de aceite en el intervalo del 1,5 % al 2 %, o inferior. Por lo tanto, se reconoce que algunas fuentes de proteínas comienzan con un contenido en aceite por debajo de este intervalo, de modo que pueden omitirse los procedimientos de desaceitado. Se observa que el intervalo anterior del 1,5 % al 2 % es un intervalo a modo de ejemplo y de naturaleza no limitativa, de modo que la extracción de proteínas descrita en el presente documento puede realizarse usando harina que tiene un contenido de aceite por encima de este intervalo, y el intervalo observado es un ejemplo para la eficiencia operativa del sistema.

[0037] Tal como se describe en el presente documento, la cuajada de proteínas puede transferirse a una estación de lavado. Dentro de la estación de lavado, puede añadirse agua a la cuajada ácida para rehidratar la mezcla. La estación de lavado incluye además un separador de lavado que puede alimentarse mediante una bomba de baja cizalladura a la centrífuga decantadora para separar el suero de la cuajada ácida. El separador de lavado en el mismo genera un segundo concentrado de proteínas en forma de una cuajada.

[0038] Una vez que el procedimiento completa una o más operaciones de lavado, un mezclador recibe la salida de cuajada de proteínas, así como una base, agua y un cóctel enzimático (proteasa).

[0039] La salida del mezclador es una suspensión de proteína hidrolizada neutra. Un homogeneizador de alta presión recibe la suspensión de tal manera que la homogeneización a alta presión proporciona textura, control del tamaño de partícula y homogeneización de la suspensión.

[0040] El homogeneizador de alta presión genera una salida de una suspensión de proteína homogeneizada. Esta suspensión de proteína homogeneizada se pasteuriza luego usando un pasteurizador.

[0041] La pasteurización genera una suspensión de proteína pasteurizada. Esta suspensión puede alimentarse a un evaporador a vacío. Tal como se describe en el presente documento, la presión, temperatura y velocidad de flujo del evaporador de vacío pueden depender de la configuración de pasteurización del pasteurizador.

[0042] El agua puede retirarse usando el evaporador de vacío, produciendo una salida de una suspensión de proteína enfriada. La suspensión de proteína enfriada puede alimentarse a un secador. El secador realiza operaciones de secado para generar el producto concentrado de proteína seco.

[0043] Breve descripción de las figuras

[0044] La figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un ejemplo de un sistema para generar concentrado de proteína de garbanzo.

[0045] La figura 2 ilustra un ejemplo de una estación de lavado del sistema de la figura 1.

[0046] La figura 3 ilustra otro ejemplo de una estación de lavado del sistema de la figura 1

[0047] La figura 4 ilustra un diagrama de flujo de un ejemplo de un método para generar concentrado de garbanzo. La figura 5 ilustra otro ejemplo de una parte del sistema para generar concentrado de proteína de garbanzo de la figura 1.

[0048] La figura 6 ilustra las etapas de un ejemplo del método para generar concentrado de proteína de garbanzo. Las figuras 7a y 7b ilustran un ejemplo de un sistema para generar concentrado de proteína de garbanzo.

[0049] La figura 8 ilustra un diagrama de bloques de un procesador de desaceitado antes de la extracción de proteínas. La figura 9 ilustra un diagrama de bloques de un ejemplo de un procesador de desaceitado.

[0050] La figura 10 ilustra un diagrama de bloques de otro ejemplo de un procesador de desaceitado.

[0051] La figura 11 ilustra un diagrama de bloques de un ejemplo de un bucle de reciclaje de etanol para su uso junto con el procesador de desaceitado.

[0052] La figura 12 ilustra un diagrama de bloques de una realización de un sistema de fraccionamiento seco.

[0053] La figura 13 ilustra múltiples realizaciones del sistema de fraccionamiento en seco.

[0054] La figura 14 ilustra múltiples realizaciones de extracción de proteínas usando fraccionamiento en seco.

[0055] La figura 15 ilustra otra realización de extracción de proteínas usando fraccionamiento en seco.

[0056] Una mejor comprensión de la tecnología dada a conocer se obtendrá a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos. La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

[0057] Descripción detallada

[0058] La figura 1 ilustra un sistema 100 que incluye un primer mezclador 102, un primer separador 104, un segundo separador 106 y un segundo mezclador 108. El sistema incluye además un tercer separador 110, una estación de lavado 112, un tercer mezclador 114, un homogeneizador 116, un pasteurizador 118, un evaporador a vacío 120 y un secador 122.

[0059] La figura 1 ilustra un ejemplo de una operación de flujo de procedimiento para generar el concentrado de garbanzo como se describe en el presente documento. En este ejemplo, el procedimiento descrito en el presente documento hace el producto de un concentrado de garbanzo.

[0060] El primer mezclador 102 recibe harina, agua y una base. La harina puede ser harina de garbanzo, pero se reconoce que pueden utilizarse otros tipos adecuados de harina. En esta etapa, a través de la mezcladora, la harina se hidrata y hay un cambio de pH para solubilizar la proteína en una extracción sólido-líquido.

[0061] Está dentro del alcance de la presente invención que pueden utilizarse diversos tipos de harina de garbanzo o el/los ingrediente(s) de entrada a base de proteínas, donde el procedimiento descrito en el presente documento puede modificarse para tener en cuenta tales variaciones en la entrada del mezclador 102. Por ejemplo, la harina de garbanzo puede ser una harina desaceitada, de modo que se pueden omitir operaciones de procesamiento adicionales descritas a continuación para realizar operaciones de desaceitado. Por ejemplo, la harina puede tratarse previamente con un procedimiento de extracción con hexano, u otro procedimiento para modificar o ajustar la composición física de la harina, por ejemplo, tal como se describe con más detalle en las figuras 8-10 a continuación.

[0062] En el mezclador 102, la relación de hidratación de la harina incluye agua puede variar entre 5-12:1 dependiendo del equipo y la pureza deseada del producto final. Si bien se pueden utilizar intervalos variables, este método incluye una relación de gama baja que se encuentra que es 4:1, con una relación de gama alta que depende de la capacidad de las operaciones de secado que se indican a continuación. La temperatura de funcionamiento puede variar entre 4 y 60 °C dependiendo del atributo del producto final, incluyendo la generación de un pH entre 8-11. El mezclador 102 puede funcionar usando condiciones de baja cizalladura. De manera similar, este ejemplo usa un tiempo de reacción entre 30 - 60 min dependiendo de las condiciones de mantenimiento.

[0063] Se observa que los intervalos y condiciones anteriores, así como los intervalos, condiciones y valores observados dentro de la presente memoria descriptiva, son de naturaleza a modo de ejemplo. Los intervalos y condiciones no se limitan a la invención dada a conocer y las divulgaciones en el presente documento, en las que pueden utilizarse aspectos de operaciones fuera de los intervalos indicados en el procedimiento de extracción de proteínas, tal como reconoce un experto en la técnica.

[0064] Basándose en las operaciones de mezcla, el mezclador produce una suspensión alcalinizada inicial. La suspensión alcalinizada inicial se transporta entonces al primer separador 104. Tal como se describe con más detalle a continuación, la suspensión alcalinizada inicial puede transportarse usando una bomba de baja cizalladura, pero se reconoce que puede utilizarse cualquier bomba adecuada.

[0065] El primer separador 104 separa la suspensión alcalinizada inicial en un precipitado de almidón y un vapor rico en proteínas solubilizado. El separador 104 puede ser una centrífuga decantadora. El precipitado de almidón se extrae y puede desecharse. La corriente rica en proteínas solubilizadas se procesa adicionalmente hasta un segundo separador 106.

[0066] Una corriente rica en proteína solubilizada puede transferirse al separador 106 usando una bomba de baja cizalladura, pero puede utilizarse cualquier otra bomba adecuada.

[0067] La corriente rica en proteína solubilizada puede separarse usando el separador 106 que es una centrífuga de apilamiento de discos para retirar una fracción de crema. La salida de la centrífuga incluye una crema de aceite concentrada y una corriente rica en proteína solubilizada desaceitada. La crema de aceite concentrado puede desecharse o procesarse de otro modo.

[0069] En algunos métodos, el separador 110, la estación de lavado 112 y el mezclador 114 pueden omitirse del flujo del procedimiento, por lo que la corriente rica en proteínas desaceitada puede pasarse a través de filtros para extraer proteínas funcionales. Se reconoce que pueden utilizarse otras etapas de procesamiento o extracción aparte de los ejemplos indicados en el presente documento. Las proteínas extraídas pueden someterse entonces a etapas de procesamiento adicionales descritas en el presente documento.

[0071] El presente sistema de procesamiento transfiere la corriente rica en proteína solubilizada desaceitada a un segundo mezclador 108. Se añade adicionalmente un ácido al segundo mezclador 108.

[0073] El segundo mezclador 108, la combinación de corriente rica en proteína solubilizada desaceitada y el ácido genera un precipitado de proteína. En este segundo tanque mezclador 108, se añade ácido para precipitar isoeléctricamente la proteína. La temperatura puede variar entre 20-75 °C dependiendo del rendimiento de proteína extraída en la etapa de separación usando el primer separador. Cuanto más baja sea la temperatura, más nativa permanecerá la proteína y mayor será la pérdida soluble en ácido. A altas temperaturas, se producirán mayores rendimientos y pérdida de alguna funcionalidad. El nivel de pH puede estar entre 4,0 y 4,8 dependiendo del perfil de temperatura. Dentro del segundo mezclador 108, el nivel de agitación puede ser bajo para promover la floculación. El tipo de ácido puede depender del equipo y de la funcionalidad final deseada de la proteína.

[0075] La combinación en el segundo mezclador 108 genera el precipitado de proteína compuesto por un suero y una cuajada ácida. El precipitado de proteína se proporciona a un tercer separador 110. El precipitado de proteína puede alimentarse mediante una bomba de baja cizalladura al tercer separador 110, que es una centrífuga decantadora, para separar el suero de la cuajada ácida. Se extrae la proteína sérica, dejando una primera cuajada de proteína transferida a la estación de lavado 112.

[0077] Dentro de la estación de lavado 112, se añade agua a la cuajada ácida para rehidratar la mezcla. El agua se añade a través de un mezclador de agua para generar una suspensión de cuajada ácida. La estación de lavado incluye además un separador de lavado que puede alimentarse mediante una bomba de baja cizalladura a la centrífuga decantadora para separar el suero de la cuajada ácida. El separador de lavado en este genera una segunda cuajada de proteínas. Se describen ejemplos adicionales de la estación de lavado con respecto a las figuras 2-3 a continuación.

[0079] Una vez que el procedimiento completa una o más operaciones de lavado, un tercer mezclador 114 recibe la salida de cuajada de proteína, así como una base, agua y un cóctel enzimático (proteasa). Dentro del mezclador 114, la cuajada de proteínas puede hidratarse entre un 90 y un 70% de humedad. La cuajada de proteínas se neutraliza paso a paso hasta un pH final de 6,5- 7,5. La variación gradual de los ajustes de pH, la temperatura y los tiempos de retención para el mezclador son específicos para una reactividad enzimática óptima.

[0081] La salida del tercer mezclador 114 es una suspensión de proteína hidrolizada neutra. Un homogeneizador de alta presión 116 recibe la suspensión de tal manera que la homogeneización a alta presión proporciona textura, control del tamaño de partícula y homogeneización de la suspensión.

[0083] El homogeneizador de alta presión 116 genera una salida de una suspensión de proteína homogeneizada. Esta suspensión de proteína homogeneizada se pasteuriza luego usando el pasteurizador 118. El pasteurizador puede realizar la pasteurización a una temperatura mínima de 60 °C, teniendo un tiempo de retención que depende de la temperatura de pasteurización.

[0085] La pasteurización, mediante el pasteurizador 118, genera una suspensión de proteína pasteurizada. Esta suspensión se alimenta al evaporador a vacío 120. La presión, temperatura y caudal del evaporador de vacío pueden depender de la configuración de pasteurización del pasteurizador. Por ejemplo, al tener una temperatura alta (por ejemplo, 116 °C (240 °F), el evaporador a vacío puede incluir un tiempo de retención de 2 segundos con inyección directa de vapor a una presión de -0,5 bar, con un tiempo de retención de 20 segundos w/ deltaT a 130 grados a medio bar.

[0087] El agua se elimina usando el evaporador a vacío 120, produciendo una salida de una suspensión de proteína enfriada. El evaporador a vacío 120 puede funcionar en diversos métodos basados en las propiedades deseadas de la suspensión de proteínas enfriada. Por ejemplo, un método puede incluir operaciones de procesamiento de orden superior para eliminar los compuestos aromáticos concomitantes en la suspensión de proteínas pasteurizada. En este ejemplo, si el concentrado de proteína final es utilizable para complementos alimenticios que tienen parámetros de sabor, la eliminación de los aromáticos, también denominados volátiles, ayuda a eliminar cualquier regusto posterior del consumo de proteína. En otros métodos en los que el suplemento proteico puede someterse a un procesamiento adicional o combinarse de una manera en la que los aromáticos no son problemáticos, una operación menos eficiente del evaporador a vacío 120.

[0089] La suspensión de proteínas enfriada puede incluir elementos volátiles basados en el procedimiento de evaporación a vacío que no elimina los aromáticos nativos. Alternativamente, la proteína enfriada puede no incluir estos elementos volátiles, ya que los elementos se eliminan en el procedimiento de evaporación a vacío.

[0091] La suspensión de proteína enfriada se alimenta al secador 122. El secador 122 realiza operaciones de secado para generar un concentrado de proteína seco. Los diferentes ejemplos de tipos de secador y temperaturas de alimentación dependen de uno o más factores, que incluyen: operaciones de pasteurización; condiciones del evaporador; nivel de hidratación de la suspensión de proteína neutralizada; y características necesarias para la aplicación al consumidor, es decir, densidad aparente, nivel de humedad, tamaño de partícula y aglomeración.

[0092] En este caso, el secador 122 genera el concentrado de proteína seco originado a partir de la harina, el agua y la base originados en el primer mezclador 102.

[0094] Tal como se describe con más detalle a continuación, las figuras 7a y 7b ilustran un ejemplo específico de generación de proteína de garbanzo usando valores operativos indicados.

[0096] La figura 2 ilustra un ejemplo de estación de lavado 112 de la figura 1. En este ejemplo, la estación de lavado 112 incluye un mezclador de lavado 140 y un separador de lavado 142. Dentro de la estación de lavado, se añade agua a la cuajada ácida para rehidratar la mezcla. El agua se añade a través del mezclador de agua 142 para generar la suspensión de cuajada ácida. En un ejemplo, la humedad de la suspensión puede variar entre el 98-75 % dependiendo del equipo y la pureza del producto final y el pH puede variar entre 4,0 y 4,8 dependiendo del perfil de temperatura. En un ejemplo, la temperatura puede variar entre 20-75 °C dependiendo de la condición de precipitación previa, el grado deseado de desnaturalización, el rendimiento y la pureza deseada del concentrado de proteínas. En el mezclador de agua 140, la agitación es baja para promover aún más la floculación.

[0098] La estación de lavado 112 incluye además el separador de lavado 142 que puede alimentarse mediante una bomba de baja cizalladura a la centrífuga decantadora para separar el suero de la cuajada ácida. El separador de lavado en el mismo genera la segunda cuajada de proteínas.

[0100] En diferentes ejemplos, las operaciones de la estación de lavado pueden iterarse para una mayor pureza de la cuajada de proteínas. Por ejemplo, una técnica puede incluir una segunda estación de lavado con la cuajada de proteínas rehidratada y luego alimentada por una bomba de baja cizalladura a otra centrífuga decantadora para separar aún más el suero.

[0102] La figura 3 ilustra un ejemplo de una estación de lavado que tiene múltiples mezcladores de lavado 150, 154 y múltiples separadores de lavado 152, 156. Tal como se ilustra, la salida del primer separador de lavado 152 se alimenta directamente a un segundo mezclador de lavado 154. El segundo mezclador de lavado combina la salida del separador 152 con agua, generando la suspensión de proteína lavada. Esta suspensión se alimenta al segundo separador de lavado 156 para generar la segunda cuajada de proteínas.

[0104] La figura 2 ilustra la estación de lavado 112 que tiene una única etapa de mezcla/separación, mientras que la figura 3 ilustra múltiples etapas de mezcla/separación. Se reconoce que la estación de lavado 112 puede incluir cualquier número de etapas de mezcla y separación, proporcionando un mayor grado de claridad de la segunda suspensión de proteínas consistente con las directrices operativas, la eficiencia operativa y la calidad deseada del concentrado de proteínas extraído del secador 122 de la figura 1.

[0106] La figura 4 ilustra un ejemplo de un diagrama de flujo de etapas de un método para generar un concentrado de garbanzo. El método descrito en el mismo puede realizarse usando el sistema 100 de la figura 1, mientras que se reconoce que las etapas pueden realizarse usando cualquier otra máquina o aparato adecuado para realizar la operación descrita.

[0108] Una primera etapa, la etapa 200, es generar una suspensión alcalinizada inicial combinando harina, agua y base. Tal como se describió anteriormente, la harina es una harina a base de garbanzo.

[0110] Se usa un concentrado de proteínas clasificado por aire. Se reconoce que existen diversos otros métodos de modo que, basándose en las condiciones de procesamiento anteriores, se alimenta al sistema una entrada de tipo harina de garbanzo de una manera u otra.

[0112] Una siguiente etapa, la etapa 202, es generar una corriente de proteína rica solubilizada separando la suspensión alcalinizada inicial. Esta etapa puede realizarse usando un separador, en el que en una realización la etapa incluye la eliminación de un precipitado de almidón de la suspensión.

[0114] Una siguiente etapa, 204, es generar una corriente de proteína rica solubilizada desaceitada separando la corriente de proteína rica solubilizada. Esta etapa puede realizarse usando un separador, que incluye generar una crema de aceite concentrada así como la corriente de proteína rica solubilizada desaceitada.

[0116] Una siguiente etapa, la etapa 206, que genera un precipitado de proteína que incluye una cuajada ácida mezclando la corriente de proteína rica solubilizada desaceitada con un ácido y separando la cuajada ácida del precipitado de proteína. Esta etapa puede realizarse usando el segundo mezclador 108 tal como se describió anteriormente.

[0117] Una siguiente etapa, la etapa 208, es lavar la primera cuajada de proteínas usando una estación de lavado para generar una segunda cuajada de proteínas. Como se describe con más detalle a continuación, esta etapa puede incluir operaciones de lavado iterativas, generando la segunda cuajada proteica.

[0119] Una siguiente etapa, la etapa 210, es generar una suspensión de proteína hidrolizada neutra mezclando la segunda cuajada de proteína con una base y agua. Esta etapa puede realizarse usando el tercer mezclador de la figura 1 anterior.

[0121] Una siguiente etapa, la etapa 212, es generar una suspensión de proteína homogeneizada a partir de la suspensión de proteína. La homogeneización puede realizarse usando un homogeneizador de alta presión tal como se describió anteriormente.

[0123] A partir de esto, la etapa 214 genera una suspensión de proteína enfriada mediante la pasteurización de la suspensión homogeneizada. La suspensión de proteína puede enfriarse usando un evaporador a vacío, similar al evaporador 120 de la figura 1 con condiciones de funcionamiento tal como se describió anteriormente.

[0125] El enfriamiento de la suspensión de proteína puede realizarse en grados variables generando niveles de calidad variables de suspensión de proteína enfriada. Usando un orden superior de evaporación, se pueden extraer aromáticos no deseados de la suspensión de proteínas.

[0127] La etapa 216 es extraer el concentrado de proteína de la suspensión de proteína enfriada. Esta etapa puede realizarse usando un secador que realiza operaciones de secado, extrayendo agua como subproducto del procedimiento de secado. En este caso, en esta realización, el método proporciona la extracción de concentrado de proteína de harina de garbanzo.

[0129] La figura 5 ilustra un ejemplo de una parte del sistema de la figura 1. El sistema ilustrado de la figura 5 incluye el primer mezclador 102, el primer separador 104 y el segundo separador 106. Mientras que, en este ejemplo, las salidas del primer mezclador 102 se transfieren al primer separador usando una bomba de baja cizalladura 240. De manera similar, la salida del primer separador 104 se transfiere al segundo separador 106 usando una bomba de baja cizalladura 242. Puede usarse una bomba de desplazamiento positivo para lograr condiciones de baja cizalladura. Un ejemplo de esta bomba es la bomba Waukesha Universal II, modelo 130-U2 disponible en Waukesha Cherry-Burrell en Delavan Wisconsin.

[0131] La figura 6 ilustra un diagrama de flujo de un ejemplo de operaciones adicionales de la etapa de lavado 208 de la figura 4. Las etapas de la figura 6 pueden realizarse usando los elementos de la figura 2 o la figura 3 descritos anteriormente.

[0133] Una primera etapa, la etapa 300, es hidratar la cuajada de proteína en un mezclador de lavado para generar una suspensión de proteína lavada. Una siguiente etapa, la etapa 302, es separar la humedad de la suspensión de proteína lavada. En la metodología de la figura 6, se realiza una determinación de si hay iteraciones de lavado adicionales, etapa 304.

[0135] En el caso de que se soliciten o requieran lavados adicionales, la etapa 306 es transferir la salida del mezclador de lavado desde el separador de lavado a otro mezclador de lavado. A continuación, el método se reitera a la etapa 300. En el caso de que la determinación de la etapa 304 sea que no se solicita o requiere más lavado, el método vuelve a la etapa 308, produciendo la segunda cuajada de proteínas. Por lo tanto, la metodología permite el lavado iterativo de la cuajada proteica, si se desea.

[0137] Las figuras 7a y 7b ilustran un diagrama de flujo de procesamiento de un ejemplo de un procedimiento de extracción de proteína de garbanzo. Aunque se indica con valores de ejemplo, el procedimiento de las figuras 7a y 7b, incluyendo los valores de ejemplo, no son de naturaleza limitativa ya que pueden utilizarse fácilmente valores de procesamiento variables, tal como reconoce un experto en la técnica.

[0139] El procedimiento comienza en la figura 7a, en donde 1000 kg de harina de garbanzo 402 se licua con 5000 kg de agua 404 usando un licuador 406. La suspensión combinada entra en un primer tanque de reacción 408 en el que el pH se ajusta a 11 usando hidróxido de sodio acuoso 410, temperatura a 55 °C y se mantiene en condiciones de baja cizalladura durante aproximadamente 75 minutos. Usando el primer decantador 412, se extraen aproximadamente 1300 kg de almidón húmedo 414 y el líquido rico en proteínas se hace pasar a través de un separador de crema de 3 fases 416. Este separador de crema extrae aproximadamente 230 kg de aceite concentrado 418.

[0141] La corriente de proteína desaceitada del separador de crema de 3 fases 416 luego se hace pasar a un segundo tanque de reacción 420, en el que el pH se ajusta a 4,0 usando ácido fosfórico acuoso 422, temperatura a 55 °C y se mantiene aproximadamente 75 minutos. Desde el segundo decantador 420, se retiran 3950 kg de azúcares acuosos y proteínas solubles en ácido 426 a la fase ligera. Desde el segundo decantador 420, la cuajada de proteínas se proporciona entonces a un tercer tanque de reacción 420, se rehidrata hasta un 10 % de sólidos secos con 1200 kg de agua 430 a 55 °C. Si es necesario, el pH se ajusta de nuevo a 4,0 usando ácido fosfórico acuoso 432 y se mantiene durante aproximadamente 75 minutos.

[0143] A continuación, la suspensión rehidratada rica en proteínas se hace pasar a través de un tercer decantador 434, eliminando aproximadamente 1250 kg de suero 2 que consiste principalmente en azúcares acuosos 436. Un cuarto tanque de reacción 438 recibe la segunda cuajada ácida del tercer decantador 434, se combina con 400 kg de agua a 50 °C 440, para lograr una mezcla sólida seca al 15 %. El pH se ajusta a aproximadamente 6,8 usando hidróxido de calcio 442 y luego se añade un cóctel de proteasa 444 para escindir las proteínas para la aplicación final.

[0145] En este procedimiento, se permite que la reacción enzimática tenga lugar durante aproximadamente 30 min en condiciones de baja cizalladura y se alimenta a un pasteurizador de alta temperatura/corto tiempo 446 para matar cualquier microbio y terminar la reacción enzimática.

[0147] La suspensión se alimenta entonces a un evaporador a vacío 448 para aumentar el nivel de sólidos. La salida del evaporador 448 se seca por pulverización usando el secador por pulverización 450. En este ejemplo, el procedimiento obtiene 190 kg de un concentrado de proteína hidrolizada 452 como mínimo un 80% de proteína.

[0148] La figura 8 ilustra un ejemplo de otra técnica para generar extracción de proteínas a base de plantas desaceitando el material antes del procedimiento de extracción de proteínas. Los elementos de la figura 8 proporcionan el preprocesamiento de la harina, tal como se ilustra en la figura 1, pero incluyen la eliminación de aceite, azúcares y otros compuestos orgánicos dentro de la harina.

[0150] El procedimiento de la figura 8 incluye un procesador de desaceitado 502, tal como se describe con más detalle en la figura 9. El procesador de desaceitado recibe el elemento alimenticio del que se extrae la proteína. En los procedimientos de las figuras 8 y 9, la fuente de alimento son garbanzos, pero tal como se indica en el presente documento, puede utilizarse cualquier otro tipo adecuado de fuente de alimento. A través del procedimiento de desaceitado, el procesador 502 genera harina desaceitada 504.

[0152] De manera similar al procedimiento de la figura 1, la harina desaceitada se proporciona allí al mezclador 102, junto con agua y una base para generar la suspensión alcalinizada inicial. Cuando el procesador de desaceitado 502 incluye un molino de harina, la harina desaceitada 504 puede ser la misma entrada de harina que se indica en la figura 1. Si el procesador 502 utiliza un molino/ descascarillado de rodillos, puede requerirse una molienda adicional para convertir los copos en un formato de polvo que se pueda usar como entrada directa al mezclador 102.

[0153] Con respecto a la operación de procesamiento descrita anteriormente en la figura 1, la inclusión del procesador de desaceitado modifica así el flujo de procedimientos de la figura 1. Mientras que en la figura 1, la corriente rica en proteína solubilizada se alimenta al separador 106 para eliminar un fraccionamiento de crema, esta etapa es, por lo tanto, extraña. Más bien, cuando el separador 106 desaceitó la corriente rica en proteína solubilizada, esta corriente está en esta realización sin aceite. Por lo tanto, la corriente rica en proteína solubilizada se alimenta directamente al mezclador 108 tal como se ilustra en la figura 1.

[0155] Con respecto a los aspectos operativos mencionados anteriormente del sistema de la figura 1, estas relaciones operativas y caudales se basan en una función de la solubilidad en agua. Por lo tanto, el procedimiento de desaceitado del procesador 502 no cambia materialmente las relaciones operativas indicadas anteriormente y, por lo tanto, en un procedimiento, se pueden utilizar las mismas relaciones operativas para el procedimiento de la figura 8 en la figura 1.

[0157] La figura 9 ilustra un ejemplo del procesador de desaceitado 502 de la figura 8. En este ejemplo, el desaceitado se realiza mediante un dispositivo de decorticación 510, un molino o descascarillado de rodillos 512, un mezclador 514, una centrífuga decantadora 516 y un secador 518.

[0159] El dispositivo de decorticación 510, el mezclador 514, la centrífuga decantadora 516 y el secador 518 pueden ser cualquier dispositivo adecuado operativo para realizar las operaciones de procesamiento descritas en el presente documento, tal como reconoce un experto en la técnica. El molino / laminador 512 representa uno de varios ejemplos variables operativos dentro del presente sistema. El dispositivo 512 puede ser un molino / descascarillado de rodillos que es operativo para procesar los garbanzos decorticados y generar copos. El dispositivo 512 puede, en otro ejemplo, ser un molino de harina operativo para moler harina en lugar de copos.

[0160] El dispositivo de decorticación 510 recibe los garbanzos, que pueden proporcionarse crudos. El dispositivo 510 funciona para eliminar las cortezas del garbanzo, eliminando la cáscara exterior y exponiendo los interiores ricos en proteínas. El dispositivo 510 genera residuos de corteza 522, que pueden desecharse. El dispositivo 510 envía además los garbanzos a los que se les ha quitado la cáscara o corteza al dispositivo de molienda/descascarillado de rodillos 512.

[0162] El dispositivo de molienda/descascarillado de rodillos 512 funciona para moler los garbanzos hasta obtener una materia prima molida o harina. En un ejemplo, en lugar de molerse hasta un polvo particular, el dispositivo 512 puede formar copos de los garbanzos hasta un tamaño de copo designado, tal como en un ejemplo que tiene copos en el intervalo de 0,25 mm a 0,4 mm, pero dicho intervalo no es de naturaleza limitativa. Independientemente de si el dispositivo 512 es un descascarillado o un molino, la salida 526 incluye todavía su aceite. Tal como se indica en el presente documento, los intervalos de copos de 0,25 mm a 0,4 mm son intervalos a modo de ejemplo, pero no expresan intervalos limitativos. Se reconoce que puede utilizarse un tamaño de copo más pequeño hasta que los copos tengan una consistencia de polvo. Se reconoce además que pueden utilizarse copos más grandes donde ls copos más grandes pueden requerir un procesamiento adicional para un desaceitado eficiente.

[0164] Como parte del procedimiento de desaceitado, el mezclador 514 en el mismo mezcla la harina 526 con alcohol etílico 528, más comúnmente denominado etanol. La mezcla del etanol con la harina proporciona la eliminación del aceite de la harina de acuerdo con las técnicas conocidas de extracción de aceite. El mezclador 514 puede ser un tanque de inmersión o humectante de etanol, que puede incluir un elemento de mezcla para saturar la harina con etanol. Se reconoce que un ejemplo usa etanol puro en el presente documento, pero pueden utilizarse otras variaciones de etanol incluyendo etanol mezclado con otros líquidos, incluyendo tener una concentración de agua u otra mezcla reconocida por un experto en la técnica, incluyendo por ejemplo etanol recuperado de un bucle de reciclaje tal como se describe a continuación en la figura 11.

[0166] La salida del mezclador 514 es una mezcla 530 de la harina y el etanol. La centrífuga decantadora 516 recibe la mezcla 530 y allí extrae la corriente de reciclaje de alcohol etílico 532, consistente en alcohol etílico con aceites, azúcar y otros orgánicos absorbidos en ella. El extractor 516 genera adicionalmente la harina desaceitada 534 con el etanol restante. En este ejemplo, la mezcla de harina 534 es una mezcla húmeda, que luego se proporciona a la secadora 518.

[0168] El secador de desolventización 518 en el mismo seca la mezcla de harina para eliminar las cantidades finales de etanol. Una salida del secador incluye vapor de etanol 536, que puede recogerse y condensarse para recirculación de vuelta al mezclador 528. El secador también produce la harina desaceitada 504, que luego se pone a disposición del mezclador 102, tal como se observa en la figura 8 y la figura 1.

[0170] La figura 10 ilustra otro ejemplo del procesador de desaceitado 502. Este ejemplo incluye el dispositivo de decorticación 510, el molino /descascarillado de rodillos 512 y el secador 518, pero en su lugar utiliza una unidad de extracción a contracorriente 540. A modo de ejemplo, la unidad 540 puede ser una unidad de extracción de solvente en contracorriente Crown, fabricada por Crown Ironworks, Roseville, MN.

[0172] De manera similar a las operaciones de la figura 9, el dispositivo de decorticación 510 genera residuos 522, así como la entrada al molino /descascarillado de rodillos 512. Dependiendo de si el dispositivo 512 es un molino / descascarillado de rodillos o un molino de harina, la salida es copos o harina, que tiene aceite contenido en el mismo.

[0174] En este ejemplo, la unidad de extracción a contracorriente 540 recibe la mezcla de copos/harina más aceite 526. Realizando operaciones consistentes con la extracción en contracorriente, el dispositivo 540 genera dos salidas. La corriente de reciclaje de etanol 532 es la primera corriente de salida y la harina desaceitada con etanol 534 es la segunda corriente. En este caso, el secador 518 genera el vapor de etanol y la harina desaceitada 504.

[0176] Se reconoce que para los ejemplos de las figuras 9 y 10, donde el dispositivo 512 es un molino / descascarillado de rodillos, la harina descrita incluye copos. A continuación, estos copos se procesan adicionalmente mediante un molino de harina antes de su inserción en el mezclador 102 de las figuras 1 y 8. Además, para facilitar la terminología, donde se describe en las figuras 9 y 10, que describen la harina después del dispositivo 512, dicha descripción incluye copos relacionadas con ejemplos que emplean el descascarillado en lugar del molino de harina.

[0177] El secador 518 de la figura 9 y la figura 10 puede incluir adicionalmente diversos ejemplos no ilustrados expresamente. Por ejemplo, un tipo de secador 518 puede ser un secador de flujo de aire/nitrógeno que genera la harina desaceitada. Otro ejemplo del secador 518 puede ser un secador de vacío. Otro ejemplo puede utilizar una tostadora desolventizadora en funcionamiento con el secador de vacío.

[0179] Las variaciones de elementos observadas en las figuras 9 y 10 proporcionan un gran número de ejemplos variables. Está dentro del alcance de este procedimiento utilizar cualquier variación de los dispositivos 512, 514, 516, 518 y 540. Por ejemplo, un ejemplo puede incluir un molino/ descascarillado de rodillos 512 con un mezclador 514, una centrífuga decantadora 516 y un secador a vacío 518. Por ejemplo, otro ejemplo puede incluir un molino de harina 512, una unidad de extracción en contracorriente 540 y un secador de flujo de aire y nitrógeno 518. Tales ejemplos son solo de naturaleza ilustrativa y no limitativa.

[0181] En este caso, el procedimiento de decorticación con molino y/o descascarillado de rodillos de la materia prima y la extracción a base de etanol da como resultado un procesamiento eficiente de la fuente de proteína al tiempo que conserva la naturaleza de calidad alimentaria de todas las fracciones. El procedimiento anterior se describe con garbanzos, pero también es operable en otros miembros de la familia de las leguminosas, así como cualquier materia prima adecuada que tenga un contenido de aceite.

[0183] La figura 11 ilustra un ejemplo de un bucle de reciclaje de etanol utilizable con el procesador 502 de las figuras 8­ 10. El circuito de reciclaje recibe la corriente de reciclaje de etanol 532, que consiste en aceite extraído del material, etanol y azúcar. Una columna de destilación 560 separa la entrada 532 en etanol azeotrópico 562 y aceite concentrado, azúcar y otros orgánicos 564. En un ejemplo, pueden usarse tamices moleculares para extraer agua del etanol 566. Tal etanol puede reciclarse entonces de vuelta al mezclador 528 de la figura 9 y/o la unidad de extracción a contracorriente 540 de la figura 10.

[0185] En la figura 11, un mezclador 568 recibe tanto el aceite concentrado como el azúcar 564, así como el agua 570. Una centrífuga de pila de discos 572 recibe la mezcla y produce el aceite purificado 574 y la mezcla de azúcar y agua 576. Un secador 578 seca la entrada 578 para producir vapor de agua 580 y melaza 582. En un ejemplo, puede realizarse un procedimiento enzimático opcional antes del secador 578. Independientemente, en el sistema de la figura 11, el etanol 566 puede reciclarse y reutilizarse en el procedimiento de desaceitado. Un experto en la técnica reconoce que pueden utilizarse variaciones adicionales de las operaciones de reciclaje.

[0187] El procesamiento adicional de la fuente de proteína proporciona la mejora del rendimiento y la pureza de los concentrados de proteína. Tal como se describe en el presente documento, la fuente de proteína de ejemplo es garbanzo, pero puede utilizarse cualquier otra fuente de proteína a base de plantas. El presente procesamiento no se limita expresamente a garbanzos, sino que utiliza garbanzos como ejemplo. La figura 12 ilustra una realización de un sistema y un método para mejorar los rendimientos y la pureza del concentrado de proteínas, complementarios a los sistemas y métodos descritos anteriormente. El sistema 600 de la figura 12 puede funcionar antes del mezclador 102 como se señaló anteriormente en la figura 1. El sistema 600 de la figura 12 puede recibir adicionalmente harina de proteína desaceitada, tal como harina 502 generada a partir del procesador desaceitado 502 descrito anteriormente.

[0189] El sistema 600 incluye un molino 602 y un sistema clasificador de aire 604. El molino 600 puede ser cualquier dispositivo de molienda adecuado, tal como a modo de ejemplo un molino de chorro, martillo, pasador o cualquier otro dispositivo adecuado reconocido por un experto en la técnica. El clasificador de aire 604, tal como se describe con más detalle a continuación, puede ser uno o más sistemas de clasificación de aire operativos para procesar y clasificar la salida de concentrado dentro de un intervalo de clasificación definido.

[0191] En el funcionamiento del sistema 600, el molino 602 recibe la harina desaceitada 504 y genera harina desaceitada molida 606. En una realización a modo de ejemplo, el tamaño de partícula puede variar entre 5 y 100 micrómetros, pero se reconoce que cualquier otro intervalo de tamaño de partícula adecuado está dentro del alcance de la presente. Además, se observa que, si bien el sistema 600 ilustra el molino 602 que recibe la harina desaceitada 504, el molino puede procesar adicionalmente la harina que no se ha sometido al procedimiento de desaceitado de las figuras 9-11, de modo que la producción de molienda generada 606 sería entonces harina molida en lugar de harina desaceitada molida 606.

[0193] El clasificador de aire 604 en el mismo realiza operaciones de clasificación de aire, tal como se describe en la figura 13 a continuación. El procedimiento de clasificación en el mismo genera un concentrado de proteínas 608, que con respecto al procedimiento de extracción de proteínas descrito anteriormente, puede entonces ser recibido por el mezclador 102, junto con agua y base para producir la suspensión alcalinizada inicial. Se reconoce que en la realización donde el concentrado de proteína 608 es de la harina desaceitada molida, el procesamiento posterior de la figura 1 en la misma excluye la crema 106 similar al ejemplo desaceitado descrito anteriormente. Además, se observa que en algunas fuentes de proteínas que tienen un alto contenido en aceite, el contenido en aceite puede alterar la eficiencia del procedimiento de molienda al hacer que el molino funcione a un ritmo más lento para evitar que se engomen, de modo que al desaceitar la harina para reducir su contenido de aceite y eliminar la humedad concomitante, las operaciones de molienda pueden funcionar de manera más eficiente, así como eliminar la (s) operación(es) de procesamiento de eliminación de aceite en la(s) etapa(s) de extracción de proteínas posterior(es).

[0195] Para mayor claridad de la terminología, tal como se describe en el presente documento, la técnica de clasificación por aire genera salidas variables de concentrados de proteína. En comparación, el procedimiento de extracción de proteínas, tal como se describe en la presente incluyendo la figura 1, por ejemplo, genera un producto concentrado de proteínas. Los concentrados de proteína de los sistemas de clasificación por aire se someten a un procesamiento adicional para generar el producto de concentrado de proteína. Por tanto, en referencia a las clasificaciones de aire, los concentrados de proteína son la salida de clasificación de aire, independiente del producto de concentrado de proteína. Por lo tanto, se observa que el producto concentrado de proteínas, tal como se genera en la presente, puede venderse o distribuirse de otro modo para el consumo o procesarse para la fabricación de productos alimenticios. De manera similar, los concentrados de proteína del/de los clasificador(es) de aire pueden venderse adicionalmente o distribuirse de otro modo para el consumo o procesarse para la fabricación de productos alimenticios.

[0197] La figura 13 ilustra múltiples realizaciones del clasificador de aire 604, así como el ejemplo de molino de chorro 620, como una realización del molino 602 de la figura 12. El molino 620 recibe la harina 504, generando harina molida 606. Un primer clasificador de aire 622 recibe la harina molida 606 para generar un primer concentrado de proteínas 624. A modo de ejemplo, el clasificador 622 puede ser un Netzch Modelo CFS30 fabricado por Netzch Inc. de Exton, PA. El clasificador 622 puede tener una división objetivo de porcentaje designado de a finos en función del concentrado de proteína deseado. En este ejemplo, la fracción ligera en el primer clasificador de aire 622 puede estar dividida entre un 15 % y un 50 %. La clasificación por aire genera el concentrado de proteína 624 y un concentrado de almidón 626, utilizando técnicas conocidas de clasificación por aire.

[0199] En una realización, el concentrado de almidón 626 se realimenta de nuevo al clasificador de aire 622 para un refinamiento y procesamiento adicionales.

[0201] El refinamiento adicional del concentrado de proteína 624 produce un mayor nivel de pureza del concentrado de proteína usado para el procedimiento húmedo. La alimentación del concentrado de proteína 624 a otro clasificador de aire, mejora el nivel de pureza mediante la extracción de más concentrado de almidón, dejando un mayor nivel de pureza en el concentrado de proteína.

[0203] En el método de la invención, el clasificador de aire 604 incluye un segundo clasificador de aire 628, que recibe una entrada del concentrado de almidón 626. El segundo clasificador de aire 628 en este documento realiza operaciones de clasificación de aire adicionales para generar un segundo concentrado de proteína 630, que extrae proteína adicional del concentrado de almidón 626, mejorando el rendimiento de concentrado de proteína de la harina 606. A continuación, el concentrado 630 se añade al procedimiento de extracción de proteínas junto con el primer concentrado de proteínas 624.

[0205] El segundo clasificador de aire 628 genera adicionalmente un segundo concentrado de almidón 632. Este segundo concentrado de almidón 632 puede retroalimentarse al primer clasificador de aire 622 para un refinamiento adicional. En una realización adicional, el concentrado de almidón de un clasificador de aire puede realimentarse al molino 620. Por ejemplo, el concentrado de almidón 626 del primer clasificador de aire 622 puede incluir partículas mediante las cuales la proteína no se retiró suficientemente de los gránulos de almidón en una primera etapa. Por lo tanto, en esta realización, el reprocesamiento del concentrado de almidón 626 de vuelta a través del molino 620 puede mejorar los rendimientos de captura de proteínas.

[0207] En realizaciones adicionales, puede usarse cualquier número adecuado de clasificadores de aire, ilustrado aquí como clasificador de aire N 634, donde N puede ser cualquier número entero adecuado. Por ejemplo, para maximizar el rendimiento, un procedimiento puede incluir cuatro o cinco clasificadores de aire que funcionan para generar el concentrado de proteína, tal como el concentrado 636. Se reconoce que los clasificadores de aire adicionales operan en el concentrado de almidón producido por el clasificador de aire anterior, por lo que existe un grado de rendimientos decrecientes para el rendimiento producible utilizando múltiples clasificadores de aire en concentrados de almidón. De manera similar, aunque no se ilustra expresamente en la figura 13, pueden usarse clasificadores de aire adicionales en el concentrado de proteína 624, 630 y/o 636 para mejorar la pureza del concentrado de proteína.

[0209] A modo de ejemplo, una realización puede incluir el primer clasificador de aire 622 que genera una división de concentración de un 15-50 % por masa de alimentación al concentrado de almidón 626 y el concentrado de proteína 624 puede ser mayor que un 45 %. El segundo clasificador de aire 628 puede dividir adicionalmente un 15-50 % en masa de alimentación al concentrado de almidón 632 y el concentrado de proteína 630 puede tener una pureza mayor de un 55 %. Un tercer clasificador de aire 634 puede generar la misma división de un 15-50 % para el concentrado de almidón y pureza de proteína mayor que un 65 %. La clasificación por aire adicional del concentrado de almidón mejora el rendimiento al separar el concentrado de proteína adicional.

[0211] De manera similar, en una realización, un intervalo para la división en peso entre el concentrado de proteína 624 y el concentrado de almidón 626 puede ser aproximadamente un 35 % en peso de la fracción rica en proteína, el concentrado de proteína 624 y aproximadamente el 65 % en peso del concentrado de almidón 626, más o menos un 15 % cada uno. En este caso, en esta realización, la concentración del concentrado de proteína 624 puede ser de un 65 % de proteína en base seca con un intervalo de /- 15 %. En esta realización, la concentración de proteína del concentrado de almidón puede ser un 10 % /- 5 %. Por lo tanto, este procedimiento de clasificación por aire puede repetirse una o más veces para extraer adicionalmente concentrado de proteína adicional, para mejorar el rendimiento y/o la pureza. Por ejemplo, el concentrado de proteínas 624 puede clasificarse adicionalmente al aire para eliminar partículas más finas y más ligeras que la proteína en una división de aproximadamente un 3-10 % a fracción fina. Tras la clasificación por aire adicional, el concentrado de almidón puede ser ceniza, tal como fibras, materiales inorgánicos u otras materias, u otros materiales insolubles, dejando el concentrado de proteína de mayor pureza.

[0213] La figura 14 ilustra varias realizaciones para procesar el concentrado de proteínas 608. En el método de la invención, el concentrado 608 es el concentrado de proteína 624 en combinación con el concentrado 630. El concentrado 608 también puede comprender concentrado de proteínas 636. Un mezclador 640 recibe el concentrado 608, agua, ácido y cóctel enzimático. El cóctel enzimático incluye enzimas y puede estar compuesto por un cóctel específico de hidratos de carbono, tal como a modo de ejemplo pectinasa, amilasa, gluco-amilasa, celulosa o cualquier otra mezcla adecuada reconocida por un experto en la técnica.

[0215] El mezclador 640 mezcla los líquidos y proporciona la mezcla a una centrífuga 642. La centrífuga 642 separa la mezcla en una salida de agua y azúcar 644, dejando cuajada rica en proteínas 646. La cuajada rica en proteínas 646 luego se procesa adicionalmente para la extracción de proteínas, tal como se describe con más detalle a continuación.

[0217] La mezcla del concentrado de proteína 608, agua y ácido se alimenta entonces a la centrífuga 642. Cuando la centrífuga 642 extrae el azúcar y el agua 644, la salida de cuajada rica en proteínas se proporciona entonces a una segunda etapa de procesamiento 648. En esta realización, la segunda etapa de procesamiento 648 incluye un segundo mezclador 650 y una segunda centrífuga 652. La cuajada rica en proteínas se mezcla en el segundo mezclador 650 con un ácido y se alimenta a la centrífuga 652. Se extrae azúcar y agua, para generar una segunda salida de cuajada rica en proteínas 654. De manera similar a la cuajada rica en proteínas 646, la cuajada 654 se procesa posteriormente para la extracción de proteínas.

[0219] Con respecto a la figura 1, las técnicas de procesamiento de las figuras 14-15 están integradas en la misma. Las diversas realizaciones de extracción de proteínas usando la clasificación por aire utilizan el sistema 100 de procesamiento de la figura 1, que incluye refinamientos adicionales o adicionales del procedimiento. Por ejemplo, con respecto a la figura 14, el mezclador 640 puede funcionar de manera similar al mezclador 108, en el que recibe adicionalmente la mezcla enzimática. La centrífuga 642 funciona de manera similar al separador 110, generando la cuajada de proteína rica 646, denominada primera cuajada de proteína con referencia a la figura 1 anterior. La estación de lavado 112 de la figura 1 funciona de manera coherente con la segunda etapa de procesamiento 648 de la figura 12, como se describe adicionalmente en la figura 2 anterior. Por lo tanto, la cuajada rica en proteínas 654 es consistente con la segunda cuajada de proteínas de la figura 1.

[0221] La cuajada rica en proteínas 646 y/o 654 se proporciona al mezclador 114, que incluye un cóctel enzimático como se indicó anteriormente.

[0223] La figura 15 ilustra otra realización para procesar el concentrado de proteínas generado de acuerdo con una o más realizaciones anteriores. Un mezclador 680 recibe el concentrado de proteína 608 junto con agua y una base. La mezcla se alimenta a una centrífuga 682, mediante la cual se extrae el almidón 684. Con el almidón extraído, una corriente rica en proteínas solubilizadas 686 se alimenta entonces a un segundo mezclador 688. Dentro del mezclador 688, la corriente 686 se combina con ácido. La salida de la segunda mezcla se alimenta a una segunda centrífuga 690, mediante la cual se extrae azúcar y agua para generar la cuajada rica en proteínas 692.

[0225] La figura 15 ilustra una similitud similar con el sistema de la figura 1, donde el mezclador 680 funciona de manera consistente con el mezclador 108 de la figura 1, que tiene la entrada de agua y base, en lugar de ácido. Al reemplazar el ácido con una base, la centrífuga 682 funciona de manera similar al separador 110, para extraer la cuajada de proteínas 686, que es similar a la primera cuajada de proteínas de la figura 1. El mezclador 688 y la centrífuga 690 funcionan de manera similar a la estación de lavado 112 de la figura 1, por lo que la cuajada rica en proteínas 692 es similar a la segunda cuajada de proteínas de la figura 1.

[0227] De manera similar a las realizaciones de la figura 14, la cuajada 692 luego se procesa adicionalmente para la extracción de proteínas, de acuerdo con las técnicas descritas anteriormente. Por ejemplo, la cuajada 692 puede alimentarse al mezclador 114 de la figura 1 con la inclusión de un cóctel enzimático.

[0229] Tal como se indica en el presente documento, en el que el ejemplo descrito de una unidad de extracción es una centrífuga, se reconoce que puede utilizarse cualquier otro dispositivo separador o de extracción adecuado y la técnica en el presente documento no se limita expresamente al uso de una centrífuga.

[0231] Por lo tanto, la técnica de clasificación por aire anterior proporciona una mejora en el rendimiento de proteínas utilizable para la extracción de proteínas de fuente(s) a base de plantas tales como garbanzos, otras legumbres y otras materias primas similares. Se alcanza una concentración máxima de proteína en la que no se puede concentrar más proteína sin sacrificar el rendimiento, o en diversas realizaciones no se puede superar un máximo debido a que las partículas o aglomerados que tienen la misma masa no se pueden separar en un medio seco. La presente técnica introduce materiales en un disolvente para separar materiales mediante otras propiedades fisicoquímicas.

[0232] Se reconoce que la variación de las condiciones de procesamiento indicadas anteriormente ajusta el volumen de salida y los niveles de concentrado. Mientras que dentro del alcance de la presente invención, la reducción del tiempo de procesamiento o la reducción de las combinaciones de ingredientes pueden generar niveles de concentración reducidos aceptables para diversos usos industriales o comerciales. De manera similar, los refinamientos pueden incluir una mayor calidad u otros atributos del concentrado de proteínas, como la digestibilidad, el sabor posterior/ aromáticos, la consistencia, la sensación en la boca, a modo de ejemplo. Como tal, las variaciones operativas variables están dentro del alcance de la presente invención y los ejemplos e intervalos indicados anteriormente son a modo de ejemplo y no limitativos en su divulgación.

[0234] Además del método y sistema descritos en el presente documento, el presente método y sistema permite adicionalmente un concentrado de garbanzo preparado mediante el procedimiento descrito en el presente documento. El concentrado de garbanzo se prepara, en diversas realizaciones, usando los métodos y sistemas descritos anteriormente.

[0236] Por tanto, el presente método, sistema y concentrado de garbanzo supera las limitaciones de la técnica anterior permitiendo la utilización de garbanzo como fuente de proteína vital. El método y el sistema incorporan pautas operativas variables, tales como niveles de acidez, tiempos de procesamiento, caudales, intervalos de temperatura, para generar el concentrado de garbanzo descrito en el presente documento.

[0238] Las figuras 1 a 15 son ilustraciones conceptuales que permiten una explicación de los métodos y sistemas descritos en el presente documento. En la presente memoria descriptiva, un ejemplo que muestra un componente singular no debe limitarse necesariamente a otros ejemplos que incluyen una pluralidad del mismo componente, y viceversa, a menos que se indique explícitamente lo contrario en el presente documento. Además, el Solicitante no tiene la intención de que a ningún término en la memoria descriptiva o las reivindicaciones se le atribuya un significado poco común o especial a menos que se establezca explícitamente como tal.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

Método de fraccionamiento en seco para generar un producto concentrado de proteínas a partir de una harina a base de plantas, comprendiendo el método:

moler la harina a base de plantas para generar harina molida;

generar un primer concentrado de proteínas y un primer concentrado de almidón a partir de la harina molida usando un primer clasificador de aire;

generar un segundo concentrado de proteínas usando el primer concentrado de almidón con un segundo clasificador de aire;

procesar el primer concentrado de proteínas y el segundo concentrado de proteínas para generar una cuajada rica en proteínas;

generar una suspensión de proteína hidrolizada neutra mezclando la cuajada rica en proteínas con una base, un cóctel enzimático y agua;

generar una suspensión de proteína homogeneizada a partir de la suspensión de proteína hidrolizada neutra;

generar una suspensión de proteína pasteurizada mediante la pasteurización de la suspensión de proteína homogeneizada;

generar una suspensión de proteínas enfriada enfriando la suspensión de proteínas pasteurizada; y extraer el producto concentrado de proteína de la suspensión de proteína enfriada.

Método según la reivindicación 1, que comprende, además:

generar un segundo concentrado de almidón usando el segundo clasificador de aire.

Método según las reivindicaciones 1 o 2, en el que la molienda de la harina a base de plantas se realiza usando un molino de chorro.

Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la harina a base de plantas se desaceita antes de la molienda.