Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania metoda ciagla wydluzonych, kruchych wlókien pro¬ teinowych z substancji bialkowych.Od pewnego czasu naukowcy, zajmujacy sie spra¬ wami zywienia, zainteresowani sa otrzymywaniem teksturowanych, wlóknistych produktów bialkowych z nie teksturowanych, jadalnych protein. Brak bialka dla zywienia ludzi jest najbardziej pala¬ cym problemem naszych czasów. Problem ten jest zlozony, ze wzgledu na trudnosc uzyskania smacz¬ nych pokarmów bialkowych z dostepnych zródel protein. Wiele tych zródel, takich jak koncentraty i produkty uboczne otrzymywane z protein zwie¬ rzecych, proteiny zbozowe, proteiny z nasion olei¬ stych oraz proteiny otrzymywane na drodze mi¬ krobiologicznej nie sa w pelni wykorzystywane jako pokarm dla ludzi. Wiekszosc koncentratów i produktów ubocznych zarówno pochodzenia zwie¬ rzecego, zbozowego, oraz z nasion oleistych lub otrzymywanych na drodze mikrobiologicznej wy¬ stepuje w postaci pasty lub bezpostaciowego prosz¬ ku. W celu uzdatnienia powyzszych protein nalezy nadac im odpowiednia, akceptowana przez czlo¬ wieka, teksture i wlóknistosc.W tym celu próbowano róznych sposobów, aby otrzymac odpowiednio uformowane proteiny. Jed¬ na z najbardziej prostych metod jest proces prze¬ dzenia na mokro opisany w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 2730447. Metoda prze¬ dzenia na mokro otrzymuje sie wlókna przez wy- 2 tlaczanie szeregu cienkich strumieni wodnego roztworu protein do kapieli koagulacyjnej. Pro¬ teiny koaguluja w postaci cienkich wlókien, które laozy sie razem i poddaje oibróbce w celu uzyslka- nia jadalnych protein o odpowiedniej teksturze.Inna metoda formowania teksturowanych protein, zwlaszcza produktów wlóknistych polega na wy¬ tlaczaniu protein metoda podana w opisie paten¬ towym Stanów Zjednoczonych nr 3496858.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3047395 podano sposób produkcji jadalnego pro¬ duktu proteinowego, posiadajacego teksture wlók¬ nista podobna do miesa, polegajacy na cieplnej koagulacji materialu proteinowego. Jednakze, dla uzyskania strzepiastej tekstury, konieczne jest mieszanie podczas ogrzewania. W procesie tym uzyskuje sie produkt twardy, który ze wzgledu na to, ze jest trudny do pogryzienia, nie nadaje sie do niektórych wyrobów zywnosciowych takich jak farsz miesny. Ponadto równiez sam proces jest niedogodny, poniewaz koniecznosc mieszania podczas koagulacji protein wymaga specjalnych urzadzen do prowadzenia procesu.Wymienione wyzej opisy patentowe nr nr 2730447 i 3047395 podaja sposoby otrzymywania teksturo¬ wanych protein, które maja wady specyficzne dla kazdego danego procesu, a oprócz tego wspólna wada wszystkich tych metod jest koniecznosc sto¬ sowania specjalnych, kosztownych urzadzen oraz niedogodnosci spowodowane spora liczba operacji. 9113791 3 W sposobie przedzenia na mokro opisanym w opi- siie patentowym na: 2730447, pomimo, ze daje on po¬ zytywne wyindki zuzywa sie zbyt duze ilosci su¬ rowców w stosunku do ilosci otrzymywanych wlóknistych protein.Odrebnym zagadnieniem wylaniajacym sie przy wytwarzaniu protein teksturowanych lub wlókni¬ stych, przez wytlaczanie, nawet jesli sa one uda¬ ne, sa trudnosci w otrzymywaniu delikatnego pro¬ duktu, zwlaszcza gdy jako material wyjsciowy sto¬ suje sie bialka nasion oleistych. Nasiona oleiste, jak na przyklad ziarno sojowe, zawieraja zwiazki powodujace wzdecie, a produkty otrzymane z pro¬ tein nasion oleistych posiadaja specyficzny zapach.W celu usuniecia tych zwiazków lub pozbycia sie specyficznego zapachu, konieczne jest poddanie wlókien proteinowych, dalszej obróbce, co powo¬ duje, ze proces staje sie jeszcze bardziej skompli¬ kowany i kosztowny.• W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr abozb72 podano sposóD sporzadzania pulpy z sub¬ stancji proteinowej o zawartosci ponad 20% suchej masy. i^uipe proteinowa przepuszcza sie pod cis¬ nieniem przez wymiennik ciepla, a ogrzewanie puipy prowadzi sie przez okres czasu wystarczaja¬ cy aia utrzymania wydluzonych nitek proteino¬ wych, i^o przejsciu przez wymiennik ciepla pulpe przepompowuje sie przez zwezke do strefy odbie¬ rania, gdzie kruche nitki proteinowe oddziela sie od pulpy. Podobny sposób opisano w opisie paten¬ towym Stanów Zjednoczonych nr 3662671, w któ¬ rym jako surowiec stosuje sie proteiny nasion oleistych. Jednakze wlókien wytworzonych opisa¬ nymi sposobami nie mozna stosowac do szeregu wyrobów, w których powinny znalezc zastosowa¬ nie, gdyz sposoby te nie zapewniaja mozliwosci wplywania na teksture produktu.Celem wynalazku bylo usuniecie niedogodnosci i wad znanych sposobów oraz dostarczenie prostej i tanszej (metody za ipomoca ikitóriej mozna wytwa¬ rzac w sposób ciagly wydluzone, kruche nitki lub wlókna proteinowe z substancji proteinowej.Wydluzone, kruche wlókna lub nitki proteinowe z materialu proteinowego wytwarza sie w sposób ciagly. Sposób obejmuje nastepujace etapy: spo¬ rzadzanie pulpy z materialu proteinowego d wody o zawiar.tosci co najmniej 20'% wagowych suchej 'masy; ciagle przeprowadzanie pulpy przez strefe wymiany ciepla i ogrzewanie pod odpowiednim 'Olsnieniem i w odpowiedinej temperaturze dla wy¬ tworzenia (kruchych wydluzonyoh wlókiem; ciagle Wytlaczanie oigrzanej pulpy przez dysze do odbie¬ ralnika i oddzielanie kruchych, wydluzonyeh wló- ikien od pu^py.Wedlug wynalazku sporzadza sie dajaca sie pom¬ powac pulpe z substancji zawierajacej bialka oraz z substancji zawierajacej weglowodany, skladajacej sie z celulozy lub produktów weglowodanowych pochodzacych z przerobu jarzyn zawierajacych bialka i/lub zboza, przy czym formuje sie pulpe, która zawiera co najmniej 40% wagowych protein w przeliczeniu na sucha mase. Taka pulpe ogrze¬ wa sie nastepnie pnzez okres czasu ale na tyle krótki, aby w danej temperaturze nie spowodo- 137 4 wac degradacji protein, po czym uformowane kru¬ che, wydluzone wlókna wyladowuje sie do odbie¬ ralnika i odbiera po oddzieleniu od pozostalej pulpy.Zastosowanie w sposobie wedlug wynalazku pul¬ py stanowiacej mieszanine substancji proteinowej wraz z substancja weglowodanowa ma te zalete, ze wytworzone z takiej pulpy wlókna zawieraja w swej strukturze równiez substancje weglowoda- io mowa, która wbudowana w strukture wlókien mo¬ ze tak zmienic ich teksture oraz wlasnosci absorp¬ cyjne, ze staje sie mozliwe dodanie substancji smakowych i barwiacych dla otrzymania produk¬ tu nadajacego sie do stosowania w pozywieniu dla ludzi i/lub uzyskiwanie rozmaitych tekstur, sma¬ ków i zabarwien dzieki czemu produkt moze byc szeroko stosowany w srodkach spozywczych. Dla zapewnienia dostatecznej ilosci aktywnych protein w pulpie niezbednej dla utworzenia wlókien za- wierajacych takze substancje weglowodanowe, za¬ wartosc protein w suchej masie winna wynosic powyzej 40%. Jesli na przyklad zawartosc aktyw¬ nych protein jest zbyt niska, pozadane wlókna nie zostana utworzone.Sposobem wedlug wynalazku wytwarza sie bar¬ dzo kruche, delikatne wlókna proteinowe, które mozna bezposrednio uzyc do wyrobu sztucznego miesa i innych produktów, zapewniajac im przy¬ jemny smak. Stanowia one produkt zywnosciowy nadajacy sie do spozycia przez czlowieka. Proces nie wymaga duzych ilosci odczynników i mozna go prowadzic przy uzyciu prostych, latwo dostepnych urzadzen. Proces jest tani i latwy do prowadzenia.Sposobem wedlug wynalazku pulpe zlozona z sub¬ stancji proteinowej i celulozowej przetlacza sie przez wymiennik ciepla pod wysokim cisnieniem.W procesie stosuje sie korzystnie pulpe o zawar¬ tosci powyzej 20% substancji stalych przy czym ,. górna granica zawartosci zalezy od mozliwosci 40 pompy przetlaczajacej pulpe. Pulpe po przejsciu przez wymiennik ciepla oziebia sie i przetlacza do odbieralnika. Produkt oddzielony w odbieralniku sklada sie z bardzo kruchych nitek teksturowych 4_ protein i nadaje sie do uzycia w róznych produk¬ tach zywnosciowych. Na teksture protein mozna latwo wplywac przez zmiane warunków procesu, surowców lub odczynników. . Sposób wedlug wynalazku zostal zilustrowany 50 w przykladach i omówiony w nawiazaniu do zala¬ czonych rysunków, na których fig. 1 przedstawia schemat procesu wedlug wynalazku z zastosowa¬ niem podgrzewacza strumieniowego z wstrzykiwa¬ niem pary, fig. 2 — schemat procesu wedlug wy- 55 nalazku przy uzyciu posredniego wymiennika ciepla.Do przygotowania pulpy stosuje sie rózne su¬ rowce proteinowe; proteiny roslinne taikie jalk pro¬ teiny sojowe lub z innych nasion oleistych jak 60 równiez koncentraty, na przyklad wyciagi sojowe o wysokiej czystosci, maczke lub platki sojowe; koncentraty protein takie jak .albumina, (kazeina; proteiny otrzymane na drodze mikrobiologicznej z takich zródel jak drozdze piwne, drozdze torula 65 lub proteiny z ropy naftowej. Mimo ze surowiec911 proteinowy nie musi miec okreslonej czy&tosci, ko¬ rzystnie surowiec do sporzadzania pulpy winien zawierac powyzej 50% protein w suchej masie.Surowiec proteinowy stosuje sie z surowcem we¬ glowodanowym dodawanym w ilosci zaleznej od 5 sitotpnia czystosci, przy czym calkowita zawartosc protein w pulpie winna wynosic powyzej 40% "wa¬ gowych ma sucha miase.Wlókna o znacznie polepszonej kruchosci otrzy¬ muje sie; wtedy, gdy surowiec proteinowy sklada sie z koncentratu proteinowego i substancji za¬ wierajacej weglowodany. Surowiec zawierajacy weglowodany moze byc róznorodny i moze stano¬ wic mieszanine surowców, które stosuje sie nieza¬ leznie od siebie. Odpowiednimi sa rózne surowce zawierajace weglowodany, takie jak celuloza i in¬ ne, lacznie z substancjami otrzymiainymi pod¬ czas przeróbki nasion lub materialów roslinnych zawierajacych proteiny. Na przyklad suszone ka¬ czany kukurydzy otrzymane po wyluskaniu calego ziarna stanowia produkt zawierajacy weglowodany i po zmieleniu moga byc z powodzeniem stosowane w procesie wedlug wynalazku. Podobnie mozna stosowac rózne materialy zawierajace celuloze, _ otrzymane w procesie przeróbki drewna lub przy wyrobie papieru, takie jak suszone i zmielone drewno lub pulpa drzewina. Niektóre z latwiej do¬ stepnych surowców, które mozna z powodzeniem stosowac w procesie wedlug wynalazku, sa pro- 30 duktami powstajacymi podczas otrzymywania pro¬ tein roslinnych z nasion oleistych. Na przyklad wytloki lub pozostalosc po ekstrakcji ziarna sojo¬ wego, po usunieciu wiekszosci protein przy wy¬ twarzaniu izolatu proteinowego sa zarówno latwo 35 dostepne Jak i zdatne do uzytku. Mozna takze sito- • isowtac rózne inne produkty zawierajace weglowo¬ dany otrzymywane po wydobyciu protein z malte- irialów roslinnych, takich }ak masiionia oleiste, wli¬ czajac w to równiez i takie, które zblizone cha- 40 riafcterem do wytloków czy tez pozostalosci poeks¬ trakcyjnych, poddawane sa dalszej przeróbce dla nadiania im okreslonych cech. Tego rodzaju pro¬ dukt, okreslany jako iptfddufct flaiwienajacy weglo¬ wodany, mozma ma przyki d ofcrzymiac z roslin- 45 mych materialów oleistych takich jiak ziarmo so¬ jowe; pozostaje om po wyekstrahowaniu rozpu- szicztalLmikieim praktyczmie calego oleju a iniastepnej ekstrakcji wodnymi lalfcaliami dla usuniecia wie¬ kszosci substancji rozpuszczalnych w alkaliach. 50 W osmowie zawierajacej weglowodany pozostaje jeszcze pewien procent nie wyekstrahowanych pro¬ tein i jezeli taki material suszy sie w okreslonych warunkach powstaje produkt weglowodanowy o dobrych wlasciwosciach absorpcyjnych i o ulepszo- 55 nej ipodatnoM ido tworzenia emailsjli.Wlókna teksturowanych protein o polepszonej kruchosci otrzymuje sie przez sporzadzenie pulpy z surowca zawierajacego proteiny i weglowodany i ogrzaniu pulpy przez przetloczenie jej pod cis- 60 nieniem przez wymiennik ciepla. Powstale, wlók¬ niste, teksturowane proteiny mozna odpowiednio uzywac w róznych produktach jako surogat miesa, ale ze wzgledu na swa kruchosc szczególnie nadaje sie on do uzytku jako dodatek do miesa w kotle- 65 6 tach mielonych, klopsach i podobnych wyrobach.Pulpe z surowców zawierajacych proteiny i we¬ glowodany sporzadza sie przez wymieszanie z wo¬ da. Zaleznie od stopnia czystosci surowca proteino¬ wego, surowiec weglowodanowy moze byc domie¬ szany, w przeliczeniu na sucha mase, w stosunku wagowym 0,3—1,5 czesci na surowiec proteinowy.Proporcja ta jest wlasciwa, jezeli surowiec protei¬ nowy zawiera 90—1000/o protein w suchej masie.Glównym warunkiem jest osiagniecie zawartosci protein w pulpie powyzej 40% w przeliczeniu na sucha mase, poniewaz wlasciwosci pulpy zaleza od zawartosci protein w surowcu proteinowym.Jakkolwiek w sposobie wedlug wynalazku jak juz wspomniano, zawartosc protein w koncentra¬ cie nie jest wielkoscia krytyczna, korzystne jest stosowanie surowca o zawartosci powyzej 50% protein w suchej masie. Górna granica stezenia protein w pulpie zalezy oczywiscie, od zadanej kruchosci wlókien; poniewaz, na przyklad, zanie¬ chanie dodawania surowca weglowodanowego po¬ woduje powstanie wlókien, które dla wielu produk¬ tów zywnosciowych sa zbyt twarde.Chociaz surowiec weglowodanowy zawiera malo protein, to w przypadku uzycia surowca weglowo¬ danowego pochodzacego z przerobu nasion olei¬ stych zawartosc pozostalych w nim protein moze siegac do 30% wagowych w suchej masie. Nie mniej jednak uwaza sie, ze pozostalosc proteinowa w tego rodzaju materiale nie bierze udzialu w utworzeniu wlókien proteinowych i dlatego przy obliczaniu odpowiednich ilosci surowca proteino¬ wego i celulozowego do sporzadzenia pulpy o za¬ wartosci protein co najmniej 40% pomija sie za¬ wartosc procentowa protein w surowcu weglowo¬ danowym.Jak wspomniano, surowiec weglowodanowy do¬ dawany do pulpy surowca proteinowego mozna wybrac sposród rozmaitych materialów wliczajac w to rózne produkty weglowodanowe i celulozowe otrzymywane przy przerobie ziarna oraz innych materialów roslinnych zawierajacych proteiny. Ko¬ rzystnie material weglowodanowy, dodawany do pulpy proteinowej, stosuje sie w postaci wysuszo¬ nej i rozdrobnionej, aczkolwiek moze byc takze uzyte w postaci zawierajacej wode lub w takiej, w jakiej powstaje ubocznie podczas przerobu róz¬ nych materialów roslinnych zawierajacych pro¬ teiny, albo tez w postaci produktów otrzymywa¬ nych z przerobu materialów nie zawierajacych protein lub o niskiej zawartosci protein.W procesie ciaglym, ze wzgledu na latwosc po¬ dawania i mieszania z pulpa proteinowa korzyst¬ niej jest operowac suchym i rozdrobnionym ma¬ terialem celulozowym.W procesie wedlug wynalazku stopien wysusze¬ nia materialu celulozowego nie jest bardzo istotny.Najzupelniej wystarcza, jezeli podczas suszenia zawartosc wody w materiale weglowodanowym ulegnie obnizeniu do okolo 6—10% wagowych.Korzystne jest równiez zmielenie i wysuszenie materialu celulozowego przed zmiesizamiem go z koncentratem proteinowym w pulpie wodnej.JW praktyce, stopien rozdrobnienia równiez mie91187 8 jest wielkoscia krytyczna, poniewaz mielenie ma na celu jedynie uzyskanie jednorodnosci wlókien oraz unikniecie ziarnistej tekstury spowodowanej obecnoscia wiekszych czastek materialu celulozo¬ wego. Korzystnie produkt celulozowy winien byc 5 zmielony w takim stopniu, zeby przechodzil w 100% przez sito standartowe o srednicy oczek 50 mesh.Celem przeprowadzenia protein w wydluzone wlókna sposobem wedlug wynalazku, surowiec proteinowy musi byc w postaci dostatecznie reak¬ tywnej. Mozna to osiagnac przez uwodnienie, je¬ zeli material proteinowy nie jest uwodniony lub zostal wysuszony, przy czym nastepuje to podczas sporzadzania pulpy wodnej. W przypadku, gdy za- ^ chodzi potrzeba, mozna korygowac pH pulpy ma¬ terialu proteinowego i celulozowego. Zmiana pH i wywolany nia efekt zalezy w duzej mierze od rodzaju uzytego materialu proteinowego. Na ogól pH pulpy utrzymuje sie powyzej 4,5, przy czym 2o dokladna wielkosc pH zalezy oczywiscie od uzytej substancji proteinowej. pH pulpy mozna zmieniac podnoszac je znacznie powyzej punktu izoelek- tryeznego protein, a nawet do wielkosci 8—12.Jednak przy tak wysokim pH nalezy zachowac M ostroznosc, aby proteiny nie ulegly hydrolizie na tyle, by ulegaly reakcji podczas obróbki sposobem wedlug wynalazku. Podnoszenie pH, zalezne od rodzaju i uprzedniej obróbki protein, stosuje sie w celu zwiekszenia ich rozpuszczalnosci i w ten 30 sposób zwiekszenia ich podatnosci do tworzenia wlókien. Po podniesieniu pH do tak wysokiej war¬ tosci dokonuje sie nastepnie obnizenie £H do po¬ ziomu w poblizu punktu izoelektrycznego, ale na ogól powyzej 4,5. Nia (przyklad jezeli jako surowiec 35 proteinowy stosuje sie proteiny sojowe po pod¬ wyzszeniu pH, sprowadza sie je nastepnie do po¬ ziomu miedzy 4 a 6.Wlóknom proteinowym mozna nadawac dodatko¬ we pozadane wlasciwosci przez stosowanie odpo- 40 wiednich odczynników. Na przyklad rózne sole i wodorotlenki wielowartosciowych metali moga dzialac jako czynniki inicjujace reakcje wiazania sie protein we wlókna. Ponadto uzycie czynników powodujacych wiazanie, sie protein moze pozwo- 45 lic — w zaleznosci od rodzaju protein — na po¬ wstawanie wlókien w znacznie szerszych zakre¬ sach pH. Na przyklad w przypadku protein sojo¬ wych, jezeli stosuje sie takie czynniki powodujace wiazanie sie protein, jak wodorotlenek wapnia, 50 chlorek wapnia, siarczan glinu oraz inne sole i wodorotlenki dwuwartosciowych i trójwartoscio¬ wych metali takich jak magnez i miedz, reakcje mozna prowadzic w zakresie pH 4—11. Prawdopo¬ dobnie te wielowartosciowe jony metali inicjuja 55 lub uczestnicza w reakcji w wyniku której po¬ wstaja struktury proteinowe.O ile nachodzi potrzeba do pulpy proteinowej i celulozowej mozna dodawac rózne inne czynniki chemiczne dla nadania wlóknom wiekszej feruchos- 60 ci, niemozliwej ido osiagniecia bez dodatku czynników. Skutecznymi czynnikami sa sole kwa¬ su fosforowego i cytrynowego a zwlaszcza sole so- ó\we odznaczajace sie dobra rozpuszczalnoscia w Wodrie/Te czynniki, jak równiez wspomniane wy- 65 zej czynniki, wywolujace wiazanie protein, dodaje sie w ilosci rzedu 0,1—5,0°/o wagowo w przelicze¬ niu tfia sucha mase w pulpie. Dokladna ilosc za¬ lezy od zadamego stopnia tauchosoi i co za tym idzie od rodzaju produktu zywnosciowego, w któ¬ rym maja byc stosowane otrzymane wlókna pro¬ teinowe.Dokladny przebieg reakcji, w której powstaja nitkowate struktury proteinowe nie jest znany.Nie mniej przypuszcza sie, ze w temperaturze i pod cisnieniem stosowanymi w procesie, proteiny reaguja z wytworzeniem nitkowatych wieloczastecz- ikowyoh (polimerów parateiinoiwyich. Pbnzyjimuje sie równiez, ze material weglowodanowy zawarty w pulpie, z której powstaja wlókna powieksza zawar¬ tosc nitek polimeru proteinowego dzieki czemu powstajace nitM proteinowe sa kruche.Na ogól proces formowania wlókien proteino¬ wych prowadzi sie tak jak przedstawiono na fig. 1 i 2, przetlaczajac pulpe 1 surowca zawierajacego proteiny i weglowodany, pod cisnieniem przez strefe /grzejna 2 utrzymywana pod cisnieniem i w podwyzszonej temperaturze przez ogrzewanie para 3 i dalej ze strefy grzejnej 2 do sitrefy chlodzacej 4 i wreszcie do strefy odbieralnika 5 dlia uformo¬ wanie nitek proteinowych. Strefa chlodzaca moze byc równoczesnie odbieralnikiem. Nitki stanowiace dlugie, wlókniste struktury proteinowe sa wytla¬ czane do odbierialnikia 5 albo ze strefy chlodzacej lub bezposrednio ze strefy grzejnej. W odbieral¬ niku 5 nitki oddziela sie od wotdy.Na fig. 2, elemenity identyczne jak ma rysunku fig. 1 maja tafcie same numery.Strefa grzejinia 2 jest polaczona ze strefa chlodzaca w urzadzeniu 8 a strefa chlodzaca 4 jest chlodzona woda 9.Najistotniejsza cecha sposobu wedlug wynalazku, w przeciwienstwie do wczesniej opisanych proce¬ sów, jest fakt, ze nie wymaga specjalnych urza¬ dzen do wyttwarzainia nitek. To zmniejsza koszty produkcji do minimum (pozwalajac jednoczesnie uzyskac delikatny i kruchy priodukt proteinowy.Ta istotna ceche najlepiej ilustruje fialkt, ze proces mozna prowadzic w itypowych urzadzeniach prze¬ myslu mleczarskiego i spozywczego. Na przyklad proces siposobem wedlug wynalazku najkorzystniej prowadzi sie w wymienniku ciepla szeroko stoso¬ wanym w przemysle mleczarskim iuib spozywczym.Urzadzenie takie w najprostszej postaci sklada sie z jednolitej rury, korzystnie ze stali nierdzew¬ nej, w odpowiednim plaszczu, który moze byc ogrzewany lub chlodzony i dzieki temu moze slu¬ zyc jiafko wymiennik ciepla bez wzgledu na to, jaki material przeplywa przez rure, przy czym albo cala rura umieszczona jest w plasziczu i wymiiana ciepla zachodzi ma calej jej dlugosci, albo prze¬ chodzi przez kilka oddzielnych plaszczy stanowia¬ cych oddzielne wymienniki ciepla, które w razie potrzeby mozna utrzymywac w róznych tempe¬ raturach. Urzadzenie typowe dla procesu sklada sie z trzech wymienników ciepla umieszczanych wzdluz rury z nierdzewnej stali. Dla zapewnienia podwyzszonej temperatury i cisnienia wymaganych dla wytwiarzania nitkowatych istruktur proteino¬ wych sposobem wedlug wynalazku wszysltkie stre-9 01137 fy utrzymuje sie zazwyczaj w podwyzszonej tem¬ peraturze. Wszystkie trzy Strefy moga byc utrzy¬ mywane w jednakowej lub w róznych tempetna- tuorabh. Trzectiia strefa wymiany ciepla moze byc wylkioirzyistywiania ma strefe chlodzaca dla oziebia¬ nia pulpy przed wyjsciem z wymiennilka. W pro¬ cesie wedlug wynalazku przestrzen zamaz aa ostat¬ nia strefa wymiennika ciepla, az do ijego wylotu okreslania jest jiako odbieralnik. Zmiaijduje sde ona oczywiscie w temperaturze otoczenia i pod cis¬ nieniem atmosferycznym. Do tej przestrzeni wy¬ tlacza sie pulpe z wymiennika ciepla oraz for-, muje^sie w niej nitkowate struktury proteinowe. ;0dppwiednie 5.; cisnienie w procesie wytwarza¬ nia nitkowatych struktur proteinowych sposobem wedlug wynalazku osiaga sie przez umieszczenie dyszy u wylotu wymiennika ciepla. Uzycie dyszy w polaczeniu z tloczeniem pulpy powoduje powsta¬ wanie w rurze cisnienia komiecznego dla formowa¬ nia nitek u wylotu z dyszy jak równiez pozwala na nadanie produktowi pozadanego ksztaltu. Ko¬ rzystne jest uzycie w rurze o srednicy zewnetrznej 0,94 cm dyszy z otworem o srednicy 0,038—0,73 om.Do wytwarzania nitkowatych struktur proteino¬ wych mozna takze stosowac dysze z otworem prostokatnym o wymiarach 0,95X0,40 cm w rurze o srednicy zewnetrznej 0,94 cm, jednak wtedy po¬ wstajace miitki sa nieco splaszczone przez prosto¬ katny otwór.Innym urzadzeniem do prowadzenia procesu sposobem wedlug wynalazku jest znany podgrze¬ wacz strumieniowy. Proces prowadzi sie przez ogrzanie pulpy pod cisnieniem podczas przejscia przez przewezenie, w którym ulega ogrzaniu i wy¬ tloczeniu przez dysze do odbieralnika lub strefy chlodzacej dla sformowania wlóknistych nitek proteinowych. W podgrzewaczu strumieniowym pulpe proteinowa i celulozowa tloczy sie przez koncentryczna dysze dwustrumieniowa ogrzewacza.Dysza ogrzewacza stanowi strefe, gdzie mieszanina jest. sciskana i ogrzewana przez odpowiednio, skie¬ rowany stnumden pary i wmae z para wypryskiwa¬ na do strefy chlodzacej lub odbieralnika. Strefa chlodzaca i odbieralnik na ogól znajduja sie w temperaturze otoczenia i pod cisnieniem atmosfe¬ rycznym. Czas przebywania pulpy"w dyszy wynosi szacunkowo okolo jednej sekundy lub mniej. Otwór dyszy, przez który wychodzi pulpa jest zazwyczaj maly, okolo 0,31 cm srednicy. Ilosc pary wtryski¬ wanej do pulpy jako srodek grzejny i sciskajacy jest niewielka, zazwyczaj nie powoduje ona obni¬ zenia zawartosci cial stalych w zawiesinie ó wiecej niz 1—2tyo wagowych.Wtryskiwanie pary dla ogrzania pulpy w pola¬ czeniu z budowa dyszy podgrzewacza strumienio¬ wego stwarzaja waranM cisnienia wymagane dla powstawania wlóknistych nitek proteinowych.Reakcja powstawania wlóknistych protein, jak wspomniano, zalezy od temperatury i cisnienia.Zaleznie od uzytych protein dla utworzenia wlók¬ nistych struktur proteinowych wystarcza nawet, jezeli temperatura pulpy wynosi 73°C Korzystne sa temperatury miedzy 115°C a 155°C zwlaszcza dla protein sojowych lub albuminy Jaja. Po ogrza¬ niu materialu proteinowego w strefie grzejnej przed wytloczeniem do kolektora, oziebia sie go.Zazwyczaj temperatura strefy chlodzacej wynosi 70°C do98°C. r Proces mozna prowadzic w szerokim zakresie cisnien. Cisnienie wytwarza sie glównie dzieki uzyciu, dyszy w polaczeniu z ogrzewaniem pulpy.Stosowane cisnienie zalezy w duzej mierze od ro¬ dzaju uzytego urzadzenia. Na przyklad w wymien¬ nikach ciepla stosuje sie cisnienia w zakresie 3,5 — 360 kG/om2. W przypadku ogrzewacza strumienio¬ wego lub podobnego typu urzadzenia z wtryski¬ waniem pary, cisnienie pary wynosi zazwyczaj okolo 5,6—6,0 ¦ kG/cm*,a cisnienie pulpy w (takim urzadzeniu jest nieco wyzsze od cisnienia pary wynoszac 6,0—7 kG/cm2.Nastepujace przyklady ilustruja wynalazek/ Przyklad I. Czyste, luskane ziarna sojowe miele sie, olej ekstrahuje sie heksanem otrzymujac platki popularne zwane odtluszczona maczka sojo¬ wa. Platki umieszcza sie w kapieli wodnej i do^ daje wodorotlenku wapnia o czystosci dla celów spozywczych, az do uzyskania pH 10. Material eksitrahfUfje sie przez 30 minut a masltepnie od¬ wirowuje dla sklarowania ekstraktu. Material pro¬ teinowy wytraca sie z odwirowanej cieczy przez dodanie kwasu fosforowego, az do osiagniecia punktu izoelektrycznego przy pH okolo 4,7. Osad przemywa sie i odwirowuje celem zageszczenia wydzielonych protein. Produkt zawiera wagowo */« substancji stalych, a czystosc protein wynosi 96,6% wagowych w przeliczeniu na sucha mase.Osad, a wlasciwie koncentrat proteinowy ma pH okolo 4,7 do 5,0.Nastepnie przygotowuje sie material celulozowy z platków, które byly uprzednio ekstrahowane rozpuszczalnikiem i woda z alkaliami podczas otrzymywania opisanego wyzej ekstraktu proteino¬ wego. Produkt ten po ekstrakcji woda oddziela sie od ekstraktu metoda odsiewania na mokro, na¬ stepnie miesza z woda ' w temperaturze 26,5°C przez okolo 10 minut i odciska mechanicznie od wody otrzymujac pólsucha pulpe. Pólsucha pulpe ^stanowiaca w przyblizeniu jedna trzecia suchej masy wyjsciowej platków, granuluje sie i suszy w suszarni tunelowej w temperaturze 80°C przez 90 mdmit, Wedlug amaMzy suszony granulat zawie¬ ra wagowo 33f/t protein i T^/o wilgoci. Nastepnie suszony granulat materialu weglowodanowego miele sie do uzyskania maczki przechodzacej cal¬ kowicie przez standartowe sito o srednicy oczek 0,246 mm.Wodny koncentrat proteinowy o zawartosci wa¬ gowej 28ty« substancji stalych i zawartosci protein 96,6^/g w suchej masie miesza sie z suszonym i zmielonym granulatem weglowodanowym, az do uzyskania pulpy, w której stezenie protein wynosi wagowo 67,8 zawartosc substancji stalych obniza sie do 20Vo przez dodanie wody. Pulpe przetlacza sie pod cis¬ nieniem 24,5—31,5 kG/cm2 przez wyiniiieinttlik e&eipla o trzech zw*3dóoh wykonany z 15 matroweij tury bez stzwu z nierdzewnej «tali, o srednicyv ze^wna/brznej 0,94cm,' umieszczonej w ruirize o isnednicy 150 mm. : 40 45 50 55 6091137 11 12 Pierwsza strefe grzejna utrzymuje sie w tempe¬ raturze okolo 125°C, druga strefe grzejna w tem¬ peraturze okolo 140°C, a trzecia strefe w tempe¬ raturze 130°C. Czas przebywania pulpy w wymien¬ niku ciepla, przy stosowanym cisnieniu, wynosi okolo 10—15 sekund. Pulpa po przejsciu przez wymiennik ciepla jest wytlaczana przez prosto¬ katna dysze o wymiarach 0,63X0,04 cm i ochla¬ dzana przez swobodne opadanie do odbieralnika w terniperatuirze otoczenia. Poiwsitale nitki oddziela sie i uwalnia od nadmiaru wody. Nitki sa lekkie, nadzwyczaj kruche i zawieraja wagowo 72% wody.Nitki sa wprawdzie kruche lecz daja sie przezuwac i nadaja sie do zastosowania w wielu wyrobach zywnosciowych, na przyklad w polaczeniu z inny¬ mi materialami jako wysokowartosciowy dodatek do miesa.Przyklad II. Wolny koncentrat (proteinowy o zawartosci wagowej 26% substancji stalych i za¬ wartosci protein 96,0% w suchej masie, otrzyma¬ ny jak w przykladzie I miesza sie w stosunku 50% wagowych z suszonym i zmielonym granu¬ latem weglowodanowym dla uzyskania pulpy, w której stezenie protein wynosi wagowo 48,5% w przeliczeniu na sucha mase a zawartosc substancji stalych obniza sie do 20% przez dodanie wody.PuApe pnzetlaoza sie pod cisnieniem 35—54 kG/om2 przez wymiennik ciepla opisany w przykladzie I.Pierwsza strefe grzejna utrzymuje sie w /tempe¬ raturze okolo 125°C, druga w temperaturze 140°C a trzecia w temperaturze 130°C. Czas przebywania pulpy w wymienniku ciepla przy stosowanym cis¬ nieniu wynosi okolo 10—15 sekund. Pulpa po przejsciu przez wymiennik ciepla jest wytlaczana przez prostokatna dysze o wymiarach 0,63X0,04 cm i ochladzana przez swobodne opad/anie w tempe¬ raturze otoczenia do odbierialnilka. Powstale nitki oddziela sie i uwalnia od nadmiaru wody. Nitki sa lekkie i nadzwyczaj kruche, maja przecietna dlugosc i sa dosc cienkie, zawieraja okolo 75,3% wagowych wody. Chociaz sa kruche lecz daja sie przezuwac i nadaja sie do stosowania w wielu produktach zywnosciowych, na przyklad w pola¬ czeniu z innymi materialami jako wysokowartos¬ ciowy dodiaitek do miesa.Przyklad III. Wodny koncentrat proteino¬ wy o zawartosci wagowej 26% substancji stalych i zawartosci protein 96,9% w suchej masie, otrzy¬ many jak w przykladzie I miesza sie z 60% wa¬ gowymi suszonego i mielonego granulatu weglo¬ wodanowego, otrzymanego jak w przykladzie I, dla uzyskania pulpy, w której stezenie protein wynosi wagowo 38,8% w przeliczeniu na sucha mase a zawartosc substancji stalych obniza sie do % przez dodanie wody. Pulpe przetlacza sie pod dsnieniem 35^-50 kG/cm2 przez wymiennik ciepla opisany w przykladzie I. Pierwsza strefe grzejna utrzymuje sie w temperaturze okolo 125°C, druga strefe w temperaturze 140°C a trzecia strefe w temperaturze 130°C. Czas przebywania pulpy w wymienniku ciepla przy stosowanym cisnieniu wy¬ nosi okolo 10—15 sekund. Puilpa po przejsciu przez wymiennik ciepla jest wytlaczana przez prostokat¬ na dysze o wymiarach 0,63X0,04 cm i ochladzana przez swobodne opadanie w temperaturze otocze¬ nia do odbieralnika. Powstale nitki oddziela sie i uwalnia od nadmiaru wody. Nitki sa lekkie i nadzwyczaj kruche o przecietnej dlugosci i dosc cienkie. Nitki sa kruche, lecz daja sie przezuwac i nadaja sie do zastosowania w róznych wyrobach zywnosciowych, na przyklad w polaczeniu z inny¬ mi materialami jako wysokowartosciowy dodatek do miesa.Przyklad IV. Wodny koncentrat proteinowy o zawartosci wagowej 26% substancji stalych i za¬ wartosci protein 96,9% w suchej masie, otrzyma¬ ny jak w przykladzie I stosuje sie bez dodatku substancji weglowodanowej do sporzadzenie pulpy, w której stezenie protein wynosi wagowo 96,9% w przeliczeniu na sucha mase a zawartosc substancji stalych obniza sie do 20% przez dodanie wody.Pulpe przetlacza sie pod cisnieniem 24,5—31,5 kG/cm2 prze wymiennik ciepla opisany w przy¬ kladzie I. Pierwsza strefe grzejna utrzymuje sie w temperaturze okolo 125°C, druga strefe w tem¬ peraturze 140°C a trzecia w temperaturze 130°C.Czas przebywania pulpy w wymienniku ciepla przy stosowanym cisnieniu wynosi okolo 10—15 sekund. Pulpa po przejsciu przez wymiennik cie¬ pla jest wytlaczana przez prostokatna dysze o wy- imiariach 0,63X0,04 om i oohladizana przez swo¬ bodne opadanie w temperaturze otoczenia do od¬ bieralnika. Powstale nitki oddziela sie i uwalnia od nadmiaru wody. Nitki sa lekkie i niezwykle kruche, zblizone ksztaltem do wstazek, dosc cien¬ kie o sredniej dlugosci i zawieraja okolo 64,9% wagowych wody. Daja sie przezuwac, lecz nie sa tak delikatne jak nitki otrzymane w przykladach I, II i III.Przyklad V. Nitkowate produkty otrzymane ' w przykladach I, II, III i IV oceniano pod wzgle¬ dem kruchosci przez pomiar sily statycznej ko¬ niecznej dla skruszenia w. warunkach standarto¬ wych jednego grama wlókien stosujac do pomia¬ ru przyrzad Ingstroma ze standartowa komórka CS-1. Otrzymuje sie nastepujace wyniki: Próbka Przykl.I Przykl. II Przykl,III Przykl. IV Procento¬ wa zawar¬ tosc pro¬ tein (w su¬ chej ma¬ sie) III Procento¬ wa zawar¬ tosc wody III Sila wyma gana dla skruszenia 1 grama próbki ,0 8,a 3,8 24,3 Mozna zauwazyc, ze sila wymagana dla skrusze¬ nia 1 gnamia nitek gwaltownie spada, jezeli do pulpy przed wytworzeniem wlókien dodano suszo¬ nego materialu weglowodanowego. Z powyzszych prób wynika, ze wlókna otrzymane z pulpy za¬ wierajacej 30%—60% wagowych suszonego ma¬ terialu weglowodanowego byly znacznie bardziej kruche niz wlókna otrzymane w przykladzie IV z tego samego koncentratu proteinowego-, lecz bez dodatku suszonego materialu weglowodanowego. 40 45 50 55 60\ id PL