RS61680B1

RS61680B1 - Proces proizvodnje sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina i tako dobijeni proizvod

Info

Publication number: RS61680B1
Application number: RS20210422A
Authority: RS
Inventors: De Aguiar Osvaldo Neves; Cesar Borges; Luiz Antonio Gonçalves
Original assignee: Rio Pardo Bioenergia SA
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2021-05-31
Also published as: BR102017021876A2; SMT202100215T1; DK3469917T3; BR102017021876B1; JP2019068802A; CA3019533A1; CL2018002876A1; HRP20210541T1; PL3469917T3; CA3019533C; ES2867575T3; EP3469917B1; HUE054363T2; JP7144270B2; LT3469917T; US20190104753A1; PT3469917T; EP3469917A1; US11477996B2; SI3469917T1

Description

Opis

OBLAST PATENTNE PRIJAVE

[0001] Predmetni patentni pronalazak se odnosi na proces proizvodnje sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina koji pripada hemijskoj oblasti, posebno proces u kome se postiže sojina sačma sa sadržajem rastvorljivih proteina u KOH u rasponu od 60 do 75%, u kome se rastvorljivi šećeri prvo uklanjaju iz sojine sačme ekstrakcijom sa vodenim rastvorom etanola a zatim ulje ekstrakcijom heksanom, bez intermedijerne desolventizacije i u jedoj integrisanoj industrijskoj jedinici.

POZNATO STANJE TEHNIKE

[0002] Trenutno se prodaju dva tipa sojine sačme. Sojina sačma sa sadržajem sirovih proteina od 44 do 48% koja se koristi u hrani za životinje, i druga pod nazivom SPC (soybean protein concentrate – koncentrat proteina zrna soje), sa sadržajem sirovih proteina od 58 do 62%, koje se koristi u specijalnoj hrani za životinje.

PROIZVODNJA SAČME SA 44 DO 48% PROTEINA

[0003] U aktuelnoj tehnologiji proizvodnje sojine sačme sa sadržajem sirivih proteina od 44 do 48%, zrna soje prolaze kroz sledeće korake procesa:

1. Sušenje;

2. Skladištenje;

3. Predčišćenje radi uklanjanja nečistoća;

4. Lomljenje zrna soje u mlinovima za drobljenje;

5. Uklanjanje ljuske u sitima;

6. Kondicioniranje indirektnom parom za otvaranje ćelija koje sadrže ulje;

7. Laminacija;

8. (Po izboru) Obrada u ekspanderu radi formiranja ekspandirane mase;

9. Hlađenje pogače;

10. Ekstrakcija ulja heksanom;

11. Desolventizacija/tostovanje;

12. Destilacija za oporavak heksana;

13. Kondenzacija i recikliranje heksana; i

14. Degumiranje ulja.

[0004] U koraku ekstrakcije, laminirana zrna soje ili u obliku ekspandirane mase se prosleđuju u ekstraktor radi uklanjanja ulja heksanom. Industrijski proces je kontinuiran, i heksan se doprema nasuprot struji. Ekstraktori mogu biti uzdužnog ili kružnog remena (DeSmet, Crown ili Rotocell). Heksan takođe uklanja gume, peptide i lecitin sadržane u zrnima soje koji se moraju ukloniti iz sirovog ulja kasnije tokom degumiranja.

[0005] Nakon toga, rastvarač i deo vlage prisutni u mekinjama su uklonjeni u desolventizatoru/tosteru (DT) gde se takođe izvodi inaktivacija zagrevanjem enzima koji štete hrani. Mekinje se dopremaju na vrh uređaja i podvrgavaju se direktnom i indirektnom zagrevanju parom. Dalje, mekinje se podvrgavaju procesima sušenja i hlađenja. Pare heksana generisane u DT-u i tokom destilacije su kondenzovane, dekantirane i ponovo prosleđene u ekstraktor.

[0006] Na kraju procesa, sirovo ulje se odvaja od heksana destilacijom, zatim degumiranjem pomoću centrifugiranja i podvrgava sušenju.

PROIZVODNJA SPC (KONCENTRATA PROTEINA ZRNA SOJE) SAČME

[0007] Da bi se proizvela SPC sačma, sojina sačma već bez ulja, sa sadržajem sirovih proteina od 48%, tj. iz goreopisanog procesa, se koristi kao sirovi materijal.

[0008] Stoga, mekinje se prosejavaju i podvrgavaju ekstrakciji sa vodenim rastvorom etanola da se uklone rastvorljivi šećeri prisutni u zrnima soje. Dalje, mekinje se podvrgavaju procesu presovanja da bi se uklonio deo etanskog rastvora. Naknadno se mekinje desolventiziraju u DT-u i zatim se sprovodi sušenje i hlađenje.

[0009] Oprema za ekstrakciju i DT su isti kao korišćeni u procesu proizvodnje mekinja sa 44 do 48%, jedino se vrši promena rastvarača koji postaje vodeni rastvor etanola.

[0010] Prema tome, SPC sačma u procesima koji su trenutno u primeni se podvrgava dva puta zagrevanju u DT opremi i dva puta zagrevanju u sušari.

KVALITET SAČME

[0011] Važan parametar u kvalitetu sojine sačme je sadržaj rastvorljivih proteina u KOH. Rastvorljiv protein je onaj koji je životinji dostupan za apsorpciju. Stoga, što je veća količina rastvorljivog proteina veća je dostupnost proteina životinji.

[0012] Zrna soje mogu da sadrže do 100% svog proteina rastvorljivog u KOH. Međutim, uočavamo da u meri u kojoj se zrnevlje soje podvrgava obrađivanju zagrevanjem, sa ciljevima: a) Uništavanja antinutritivnih faktora koji su prisutni, b) Uklanjanja rastvarača i c) Sušenja, tako dolazi do smanjenja rastvorljivosti proteina i posledično smanjenja raspoloživosti proteina za životinje.

[0013] Sojina sačma od 44-48% proteina sa minimalnim sadržajem od 80% rastvorljivih proteina u KOH se smatra da ima dobar kvalitet i podvrgnuta je adekvatnoj obradi zagrevanjem.

[0014] Sada, SPC sačma sa visokim sadržajem proteina prikazuje veći sadržaj rastvorljivih proteina u KOH u opsegu 40-50% usled dvostrukog zagrevanja kome je podvrgnuta u DT-u i u sušari.

STANJE TEHNIKE

[0015] Kao deo stanja tehnike, ističemo neke dokumente koji su, iako su u vezi sa predmetom, procesi različiti od onog za koji se zahteva zaštita predmetnim patentom.

[0016] US5097017A – Proces dobijanja koncentrata proteina zrna soje – pominje postojanje dva industrijska procesa za SPC.

[0017] Dva procesa se razlikuju po načinu na koji imobilišu proteine tokom uklanjanja rastvorljivih supstanci od sačme.

[0018] Jedan proces uključuje vodenu ekstrakciju sačme bez ulja pri pH od 4 do 5, pH na kojoj je većina proteina rastvorljiva usled izoelektrične asocijacije.

[0019] Drugi proces koristi vodeni rastvor etanola sa masenom koncentracijom od 60-70%, pri čemu ta koncentracija ne rastvara većinu proteina u isto vreme kada rastvara sastojke manje molekulske mase.

[0020] Dva industrijska procesa koja su pomenuta imaju sledeće nedostatke:

1) Koriste kao sirovi materijal mekinje bez ulja koje su već bile podvrgnute procesu desolventizacije i sušenja koji razgrađuje rastvorljive proteine; i

2) Uklanjaju zajedno sa uljem rastvorljive supstance, što je neophodno u fazi degumiranja ulja.

[0021] US4219470A – Proces za pripremu koncentrata proteina i proizvod koji se time dobija – pominje drugi proces ekstrakcije šećera razblaženim etanolom, nakon čega sledi ekstrakcija ulja anhidrovanim etanolom i pominje da ovaj proces nije imao industrijski uspeh jer zahteva intermedijerno sušenje mekinja na 3% vlažnosti da se izbegne razblaživanje bezvodnog etanola. Veoma je teško postići ovaj nivo vlažnosti i u ovom pokušaju dolazi do značajnog propadanja rastvorljivih proteina.

[0022] Ovaj patent predlaže uklanjanje šećera i ulja u 4 koraka:

1) Ekstrakcija šećera vodenim rastvorom etanola sa koncentracijom od 50 do 70%; 2) Uklanjanje dela vode hladnom ekstrakcijom sa etanolom u masenoj koncentraciji od 90 do 92%; 3) Dva koraka uklanjanja ulja sa 90 do 92% koncentrovanim etanolom sa temperaturom blizu ključanja da bi se uklonilo ulje.

[0023] Stoga, ovaj proces predstavlja kao nedostatak činjenicu da proces nije industrijski primenjen, obzirom da je rastvorljivost ulja u 90% rastvoru etanola samo 4%, što podrazumeva recirkulaciju velikih zapremina etanola, čineći proces ekonomski neizvodljivim.

[0024] PI0704513-1, koji se odnosi na sistem za obnavljanje rastvarača, potvrđuje da u aktuelnom stanju tehnike SPC sačma se proizvodi iz sačme bez ulja: "Proces dobijanja obogaćene sojine sačme u celini je kao što sledi. U prvom koraku se sojina sačma sa visokim sadržajima proteina između 46-48% prosleđuje u ekstraktor, gde se proizvod podvrgava ispiranju u kontrastruji sa hidroalkoholnim rastvaračem".

[0025] Stoga, takav dokument ima iste nedostatke kao što je prethodno naznačeno za patent US5097017A, jer koristi isti proizvodni niz.

[0026] Takođe imamo PI0802961-0, koji se odnosi na pre-hidrataciju pre etanolne ekstrakcije, što takođe potvrđuje proizvodnju SPC sačme iz sačme bez ulja: "Zrna soje se obrađuju u industrijskim razmerama, čime se dobijaju kao proizvodi rezultujuće sojino ulje i sojina sačma, pri čemu se potonje obično podvrgava procesu proteinske koncentracije, čime se dobija koncentrovana sojina sačma, idealna za proteinsko obogaćivanje hrane za životinje".

[0027] Isto tako, takav proces ima iste nedostatke kao što je prethodno naznačeno za patent US5097017A, jer koristi isti proizvodni niz. Ovaj patent eksplicitno pominje kvalitet sačme u aktuelnom stanju tehnike: "..., čime se dobija kao konačni proizvod koncentrovana sojina sačma, sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina koji ne premašuje 50%".

[0028] Konačno, PI0704760-6 takođe pominje SPC proizvodni proces: "Proces se sastoji u ekstrakciji šećera iz sačme dobijene nakon ekstrakcije zrna soje ispiranjem vodom i etil alkoholom".

[0029] Dakle, on takođe pokazuje iste nedostatke kao prethodno naznačene za patent US5097017A, jer koristi isti proizvodni niz.

[0030] WO 2014/115067A1 stavlja na uvid javnosti postupak za proizvodnju brašna od koncentrata proteina zrna soje sa malom količinom ulja i rastvorljivih ugljenih hidrata korišćenjem nekoliko koncentracija etanola kao jedinog rastvarača koji se koristi u koraku ekstrakcije.

[0031] WO 2011/134411A1 stavlja na uvid javnosti postupak za pripremu koncentrata proteina zrna soje gde se sojino ulje ekstrahuje iz kriški zrna soje primenom heksana, i ekstrakciju iz mokre sojine sačme koja sadrži delimično heksan primenom rastvora etanol-voda. Ovaj postupak primenjuje konvencionalne korake ekstrakcije ulja heksanom nakon čega sledi ekstrakcija ugljenih hidrata vodenim rastvorom etanola.

CILJEVI PRONALASKA

[0032] Dakle, predmetni pronalazak ima za cilj da:

• Predloži proces za proizvodnju sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina, u rasponu od 60 do 75%, u kojem se rastvorljivi šećeri prvo uklanjaju iz mase ekstrakcijom vodenim rastvorom etanola i zatim ulje ekstrakcijom heksanom;

• Predloži proces proizvodnje sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina u jednoj integralnoj industrijskoj jedinici;

• Predloži proces u kojem su dva rastvarača (vodeni rastvor etanola i heksan) pomešana, a kasnije su odvojena dekantiranjem, razdvajanjem vodene frakcije veće gustine koja sadrži etanol, vodu, šećere i druge supstance rastvorljive u etanolu i vodi, i organsku frakciju manje gustine koja sadrži heksan i ulje.

• Predloži proces koji eliminiše dva koraka zagrevanja koji postoje u aktuelnom stanju tehnike, koji generiše sačmu poboljšanog kvaliteta, sa sadržajem rastvorljivih proteina većim od sadržaja SPC sačme koja se trenutno proizvodi.

• Predloži proces koji uklanja u početnom koraku ekstrakcije etanolom, fosfatide, lecitin i gume prisutne u zrnu soje i eliminiše korak degumiranja ulja koji postoji u jedinicama ugrađenim u trenutno stanje tehnike. Pronalazak je definisan u priloženim patentnim zahtevima.

SUŠTINA PRONALASKA

[0033] Predmetni pronalazak predstavlja proces za proizvodnju SPC sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina, gde:

• se ekstrakcija šećera sprovodi kontrastrujom rastvora etanola u ekstraktoru 1;

• šećeri i druga rastvorljiva jedinjenja iz zrna soje i višak vode se razdvajaju destilacijom proizvodeći vodeni rastvor etanola koji se vraća u ekstraktor 1;

• zatim se sačma bez rastvorljivih šećera još vlažna podvrgava ekstrakciji heksanom da bi se uklonilo ulje u ekstraktoru 2;

• smeša vode, šećera, etanola, heksana i ulja se odvaja dekantovanjem, pri čemu se vodena frakcija šalje na destilaciju etanola a organska frakcija koja sadrži ulje i heksan se šalje na destilaciju heksana;

• sačma bez šećera i bez ulja se podvrgava jednom zagrevanju u DT-u da se uklone rastvarači i jednom zagrevanju radi sušenja;

• zatim se ona hladi pre nego što se pošalje na skladištenje;

• rastvarač koji je ispario u DT-u (voda, etanol i heksan) se kondenzuje i naknadno odvaja dekantovanjem, sa vodenom frakcijom koja se šaljena etanolnu destilaciju i organskom frakcijom koja sadrži heksan koja je poslata na heksansku destilaciju.

OPIS SLIKA

[0034] Predmetni patentni pronalazak će se bolje razumeti iz priloženih crteža koji shematski predstavljaju:

Slika 1 - Blok dijagram procesa proizvodnje SPC sojine sačme, sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina;

Slika 2 - Blok dijagram opcije SPC procesa proizvodnje SPC sojine sačme, sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina;

Slika 3 – Shematski crtež ekstraktora koji se koristi u procesu; i

Slika 4 – Shematski prikaz iz perspektive desolventizatora/tostera (DT) koji se koristi u procesu.

DETALJNI OPIS PRONALASKA

[0035] Prema slici 1, proces proizvodnje SPC sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina obuhvata sledeće korake:

1. Priprema zrna soje:

o U ovom koraku zrna soje se podvrgavaju konvencionalnom procesu sušenja, skladištenja, predčišćenja, lomljenje zrna soje, uklanjanju kore, kondicioniranju, laminaciji, obrađivanju u ekspanderu (ekspandirani proizvod konačne mase) i hlađenja;

2. Ekstrakcija etanolom:

o Masa dobijena u prethodnom koraku se sprovodi u kontinuirani ekstraktor (videti sliku 3), pod nazivom ekstraktor 1, koji radi pri atmosferskom pritisku i podvrgava se kontrastrujnoj ekstrakciji vodenim rastvorom etanola od 65 do 85 masenih%, prethodno predzagrejanim između 50 i 80°C.

o Rastvor koji se dobija iz ove ekstrakcije, koji sadrži od 15 do 25% vode, 60 do 80% etanola, 8 do 12% šećera i drugih rastvorljivih supstanci se šalje na dekantiranje čvrstih materija.

3. Dekantiranje čvrstih materija:

o U konvencionalnom dekanteru koji se koristi u prerađivačkoj industriji zrna soje izdvaja se čvrsti ostatak koji sadrži gume, pigmente i sitne sastojke iz ekspandirane mase.

Dekantirana tečnost se šalje u kolonu za destilaciju da se uklone šećeri i druge rastvorljive komponente;

lacija etanola:

Nakon dekantiranja čvrstih materija, sprovodi se destilacija na konvencionalnoj koloni "B", koja se koristi u industriji šećera i alkohola, gde se vodeni rastvor etanola koji ima koncentraciju od 65 do 85 masenih% obnavlja na vrhu a kao proizvod na dnu, vodena frakcija koja sadrži šećere i druge rastvorljive supstance; Destilat sa koncentracijom etanola između 65 i 85 masenih% vraća se u ekstraktor 1 i njegov tok je podešen zamenom etanolnih gubitaka;

akcija heksanom:

Ekspandirana masa bez rastvorljivih šećera se šalje u drugi kontinuirani ekstraktor, pod nazivom ekstraktor 2, gde se podvrgava ekstrakciji heksanom;

Ekstraktor 2 radi sa vakuumom između - 25 do 25 mm vodene kolone a heksan se predzagreva između 50 i 60°C pre nego što se dopremi;

Rastvor koji sadrži heksan, ulje, vodu, etanol i šećere se sakuplja i podvrgava dekantiranju radi odvajanja vodenih i organskih faza;

ntiranje vodenih i organskih faza:

Dekantiranje se sprovodi u konvencionalnom dekanteru koji se uobičajeno koristi u prerađivačkoj industriji soje, gde se na osnovu razlike u gustinama lakša organska frakcija odvaja kao supernatant od teže vodene frakcije;

Organska faza sa sadržajem od 60 do 85% heksana i 15 do 40% ulja se šalje na destilaciju da se ukloni ulje od heksana;

Vodena faza koja sadrži etanol, vodu i rastvorene šećere se šalje na destilaciju etanola obnavljanjem vodenog rastvora koji se vraća u ekstraktor 1;

lacija heksana:

Destilacija se izvodi pomoću vakuuma u konvencionalnoj destileriji prerađivačke industrije soje, odvajajući kao laku frakciju heksan, koji se vraća u ekstraktor 2 i kao tešku frakciju ulje, koje se šalje na skladištenje;

Pri destilaciji oko 20% dopremljenog zrna soje se odvaja kao degumirano ulje;

Obnovljeni heksan se podešava da zameni gubitke;

lventizacija:

o Ekspandirana masa nakon ekstrakcije se podvrgava desolventizaciji u DT-u (Desolventizator i Toster) (videti sliku 4), gde se sav heksan i etanol koji se nalaze u masi uklanjaju indirektnim i direktnim zagrevanjem vodenom parom. Nakon ove operacije, masa se preimenuje u SPC sojina sačma, postižući temperaturu između 85 i 100°C na izlazu iz uređaja;

9. Kondenzacija rastvarača:

o Pare iz DT-a se hlade vodom za hlađenje u kondenzatoru sa trupom i cevima koje trpe kondenzaciju. Kondenzat se takođe šalje na dekantiranje vodenih i organskih faza;

10. Sušenje i hlađenje:

o SPC sojina sačma se podvrgava sušenju i naknadnom hlađenju u sušari/rashlađivaču;

o Sušenje se sprovodi vrućim vazduhom na temperaturi između 120 i 180°C;

o Hlađenje se sprovodi prolazom vazduha na sobnoj temperaturi čime se dobija SPC sojina sačma na temperaturi između 30 i 45°C na izlazu.

[0036] Prema slici 2, po izboru nakon prolaska kroz ekstraktor 1, masa može pretrpeti ekstrakciju vodenim rastvorom etanola sa koncentracijom od 90-92 masena% u intermedijernom ekstraktoru radi smanjenja sadržaja vode koja je prisutna u masi;

• Rastvor etanola koji se dobija se šalje u drugu destilacionu kolonu da se uklone voda i šećeri, podešavajući svoju koncentraciju za povratak u intermedijerni ekstraktor;

• Alternativno, jedna destilaciona kolona sa bočnim povlačenjem može se koristiti za izvođenje dva odvajanja; i

• Ovaj intermedijerni ekstraktor može biti konstruisan da koristi deo ekstraktora 1 ili kao nezavisna oprema.

[0037] I dalje prema slici 2, masa se takođe može po želji propustiti kroz kontinuiranu presu kako bi se smanjila količina vodenog etanolnog rastvora. Odvojen rastvor, nakon dekantiranja, se šalje na destilaciju etanola.

PROIZVOD DOBIJEN PROCESOM

[0038] Procesom opisanim iznad, dobija se SPC sačma sa sledećim karakteristikama:

• 58-62% sadržaj sirovih proteina; i

• 60-75% sadržaj rastvorljivih proteina u KOH.

PRIMER DOBIJANJA

[0039] Primer dobijanja pronalaska će sada biti predstavljen, kako bi se ilustrovala praktična izvodljivost, bez ograničavanja obima pronalaska.

PRIMER PRONALASKA

[0040] Proces proizvodnje SPC sojine sačme sa visokim sadržajem rastvorljivih proteina obuhvatao je sledeće korake:

1. Priprema zrna soje:

o U ovom koraku zrna soje su podvrgnuta konvencionalnom procesu sušenja, skladištenja, predčišćenja, lomljenja zrnevlja, uklanjanja kore, kondicioniranja, laminacije, obrade u ekspanderu (ekspandirani proizvod konačne mase) i hlađenja; 2. Ekstrakcija etanolom:

o 2024 kg/h mase dobijene u prethodnom koraku se šalje u kontinuirani ekstraktor sa remenom marke De Smet, pod nazivom ekstraktor 1, koji radi pri atmosferskom pritisku i podvrgava ekstrakciji kontrastrujom vodenog etanolnog rastvora 73 masenog% prethodno zagrejanog na 60°C.

o Rastvor koji se dobija koji sadrži 18% vode, 72% etanola, 10% šećera i drugih rastvorljivih supstanci se šalje na dekantiranje čvrstih materija;

3. Dekantiranje čvrstih materija:

U konvencionalnom dekanteru koji se koristi u prerađivačkoj industriji soje odvaja se mala količina čvrstog ostatka koji sadrži gume, pigmente i sitne sastojke od ekspandirane mase. Dekantirana tečnost je kontinuirano slana u destilacionu kolonu da se uklone šećeri i druge rastvorljive komponente;

4. Destilacija etanolom:

o Nakon dekantiranja čvrstih materija, vodeni rastvor etanola koji sadrži šećere je destilisan u konvencionalnoj "B" koloni, gde se vodeni rastvor etanola u 73 masenoj% obnavlja na vrhu, a kao proizvod na dnu vodena frakcija koja sadrži šećere i druge rastvorljive supstance;

Destilat sa koncentracijom etanola pri 73 masenih% se vraća u ekstraktor 1 i tok je podešen zamenom gubitaka etanola;

akcija heksanom:

Ekspandirana masa bez rastvorljivih šećera je poslata u drugi kružni kontinuirani ekstraktor tipa Rotocell, pod nazivom ekstraktor 2, gde je podvrgnuta ekstrakciji ulja heksanom;

Ekstraktor 2 je radio sa vakuumom sa 4 mm vodenom kolonom i heksan je prethodno zagrejan na 55°C pre nego što se pošalje u ekstraktor 2;

Rastvor koji sadrži heksan, etanol, vodu, ulje i šećere je sakupljen i podvrgnut dekantiranju radi odvajanja vodenih i organskih faza;

ntiranje vodenih i organskih faza:

Dekantiranje je sprovedeno pomoću konvencionalnog horizontalnog dekantera iz prerađivačke industrije soje gde se na osnovu razlike u gustini odvaja kao supernatant lakša organska frakcija od teže vodene frakcije;

Organska faza sa sadržajem od 80% heksana i 20% ulja, ukupno 1976 kg/h se šalje u odeljak za destilaciju za odvajanje ulja od heksana;

Vodena faza koja sadrži etanol, vodu i rastvorene šećere je praćena za destilaciju etanola ponovnim dobijanjem rastvora etanola koji se vraća u ekstraktor 1;

lacija heksana:

Destilacija se sprovodi pod vakuumom u konvencionalnoj destileriji prerađivačke industrije soje, odvajajući heksan kao laku frakciju, koja se vraća u ekstraktor 2 i kao tešku frakciju ulje, koje se šalje na skladištenje;

Tokom destilacije, 414 kg/h degumiranog ulja se proizvodi, bez primene tradicionalnog procesa degumiranja (hidratacija, centrifugiranje i sušenje);

Obnovljeni heksan se podešava zamenom gubitaka;

lventizacija:

Ekspandirana masa posle ekstrakcije je podvrgnuta desolventizaciji u DT-u (Desolventizator i Toster), gde sav heksan i etanol koji su prisutni u masi su uklonjeni indirektnim i direktnim zagrevanjem vodenom parom, ukupno 1000 kg/h, gde sačma dostiže temperaturu od 95°C na izlazu iz uređaja;

9. Kondenzacija:

o DT pare su kondenzovane u kondenzatoru sa trupom i horizontalnim cevima i poslate na dekantiranje vodenih i organskih faza;

10. Sušenje i hlađenje:

o Sačma je podvrgnuta sušenju i zatim hlađenju u konvencionalnoj sušari/rashlađivaču;

o Sušenje se sprovodi vrućim vazduhom na temperaturi od 150°C;

o Hlađenje se izvodi prolazom vazduha na sobnoj temperaturi, dobijajući u sačmi izlaz na temperaturi od 45°C.

DOBIJENI REZULTATI

[0041] Pomoću primera koji je opisan iznad, dobija se SPC sojina sačma sa sledećim karakteristikama:

• 58.3% sadržaji sirovih proteina; i

• 60.9% sadržaji rastvorljivih proteina u KOH.

UPOREDNA ANALIZA

[0042] Ispod je uporedna analiza između rezultata dobijenih u primeru iznad i vrednosti dve komercijalne sačme dostupne na brazilskom tržištu, analizirana u specijalnoj eksternoj laboratoriji:

Prednosti dobijene pronalaskom

[0043] Pomoću procesa ovog pronalaska, sledeće izuzetne prednosti su dobijene: Proizvodnja SPC sojine sačme SPC sa 60-75% sadržajem rastvorljivih proteina, mnogo većim od komercijalnih proizvoda koji su trenutno dostupni na nacionalnim i međunarodnim tržištima;

Integracija dve jedinice u jedno postrojenje, racionalizacija procesa proizvodnje SPC sojine sačme i smanjenje ulaganja (CAPEX);

Eliminisanje dvostrukosti procesa proizvodnje koji zagrevaju sačmu, i koji značajno razgrađuju proteine, čime se dobija bolji kvalitet SPC sojine sačme;

Dobijanje degumiranog sojinog ulja usled uklanjanja lecitina, peptida i guma tokom inicijalne ekstrakcije etanolnim rastvorom, time oslobađajući odeljak za degumiranje;

Niži troškovi proizvodnje zbog sledećih čimfaktora:

Niža potrošnja električne energije;

Niža potrošnja toplotne energije;

Manje korišćenje direktnog rada (samo jedna jedinica);

Značajno smanjenje ulaganja u CAPEX.

Claims

Patentni zahtevi

1. PROCES PROIZVODNJE SOJINE SAČME, KOJA JE OBEZBEĐENA U KORAKU 1 PRIPREME ZRNA SOJE, GDE SU PODVRGNUTA KONVENCIONALNOM PROCESU SUŠENJA, SKLADIŠTENJA, PREDČIŠĆENJA, LOMLJENJA ZRNA SOJE, UKLANJANJA LJUSKE, KONDICIONIRANJA, LAMINACIJE, OBRADE U EKSPANDERU (EKSPANDIRANI PROIZVOD KONAČNE MASE) I HLAĐENJA, koji dalje obuhvata sledeće korake:

2. Ekstrakcija etanolom:

- masa dobijena u prethodnom koraku se prenosi u kontinuirani ekstraktor, nazvan ekstraktor 1, koji radi pri atmosferskom pritisku i koja je podvrgnuta kontrastrujnoj ekstrakciji vodenim rastvorom etanola od 65-85 masenih%, prethodno zagrejanim između 50 i 80 °C;

- rastvor koji se dobija iz ove ekstrakcije, koji sadrži 15-25% vode, 60-80% etanola, 8-12% šećera i druge rastvorljive supstance se šalje na dekantiranje čvrstih materija;

3. Dekantiranje čvrstih materija:

- u konvencionalnom dekanteru odvaja se čvrsti ostatak koji sadrži gume, pigmente i sitne sastojke od ekspandirane mase;

- dekantirana tečnost se šalje u kolonu za destilaciju da se uklone šećeri i druge rastvorljive komponente;

4. Destilacija etanola:

- nakon dekantiranja čvrstih materija, destilacija se sprovodi na konvencionalnoj "B" koloni, gde se vodeni rastvor etanola koji ima koncentraciju od 65-85 masenih% obnavlja na vrhu, i kao proizvod na dnu vodena frakcija koja sadrži šećere i druge rastvorljive supstance;

- destilat sa koncentracijom etanola između 65 i 85 masenih% se vraća u ekstraktor 1 i njegov protok je podešen zamenom etanolnih gubitaka;

5. Ekstrakcija heksanom:

- Ekspandirana masa bez rastvorljivih šećera se doprema u drugi kontinuirani ekstraktor, nazvan ekstraktor 2, gde je podvrgnut ekstrakciji heksanom;

- ekstraktor 2 radi sa vakuumom između -25 i 25 mm vodene kolone i heksan se prethodno zagreva između 50 i 60°C pre nego što se dopremi;

- rastvor koji sadrži: heksan, ulje, vodu, etanol i šećere se sakuplja i podvrgava dekantovanju radi odvajanja vodenih i organskih faza;

6. Dekantovanje vodenih i organskih faza:

- dekantovanje se izvodi u konvencionalnom dekanteru koji se uobičajeno koristi u prerađivačkoj industriji soje, gde se na osnovu razlike u gustinama odvaja kao supernatant lakša organska frakcija od teže vodene frakcije;

- organska faza sa sadržajem od 60-85% heksana i 15-40% ulja se šalje radi dekantovanja na odvajanje od heksanskog ulja;

- vodena faza koja sadrži etanol, vodu i rastvorene šećere se šalje na destilaciju etanola obnavljanjem vodenog rastvora koji se vraća u ekstraktor 1;

7. Destilacija heksana:

- destilacija se izvodi pomoću vakuuma u konvencionalnoj destileriji prerađivačke industrije soje, odvajajući kao laku frakciju heksan, koji se vraća u ekstraktor 2 i kao tešku frakciju ulje, koje se šalje na skladištenje;

- tokom destilacije, oko 20% dopremljene soje je odvojeno kao degumirano ulje;

- obnovljen heksan se podešava da zameni gubitke;

8. Desolventizacija:

- ekspandirana masa nakon ekstrakcije se podvrgava desolventizaciji u DT-u (Desolventizator i Toster), gde se sav heksan i etanol koji su prisutni u masi uklanjaju indirektnim i direktnim zagrevanjem vodenom parom;

- nakon ove operacije, masa je preimenovana u SPC sojina sačma i dostiže temperaturu između 85 i 100°C na izlazu iz uređaja;

9. Kondenzacija rastvarača:

- pare iz DT su ohlađene vodom za hlađenje u kondenzatoru sa trupom i cevima koje izdržavaju kondenzaciju;

- kondenzat se takođe šalje na dekantiranje vodenih i organskih faza;

10. Sušenje i hlađenje:

- SPC sojina sačma se podvrgava sušenju i naknadnom hlađenju u sušari/rashlađivaču; - sušenje se izvodi vrućim vazduhom na temperaturi između 120 i 180°C;

- hlađenje se sprovodi prolaskom vazduha na sobnoj temperaturi dobijajući kao izlaz SPC sojinu sačmu na temperaturi između 30 i 45°C.

2. PROCES PROIZVODNJE SOJINE SAČME, prema patentnom zahtevu 1, naznačen time da po izboru nakon prolaska kroz ekstraktor 1, masa može da istrpi ekstrakciju vodenim rastvorom etanola sa koncentracijom od 90-92 masenih% u intermedijernom ekstraktoru radi smanjenja sadržaja vode prisutne u masi i etanolni rastvor koji se dobija se šalje u drugu destilacionu kolonu da bi se uklonili voda i šećeri, podešavajući svoju koncentraciju za povratak u intermedijerni ekstraktor.

3. PROCES PROIZVODNJE SOJINE SAČME, prema patentnom zahtevu 2, naznačen time da se alternativno jedna destilaciona kolona sa bočnim povlačenjem koristi da se izvedu dva odvajanja.

4. PROCES PROIZVODNJE SOJINE SAČME, prema patentnom zahtevu 2, naznačen time da je intermedijerni ekstraktor konstruisan primenom dela ekstraktora 1 ili je nezavisna oprema.

5. PROCES PROIZVODNJE SOJINE SAČME, prema patentnom zahtevu 1, naznačen time da masa po izboru prolazi kroz kontinuiranu presu kako bi se smanjila količina etanolnog rasvora, gde se odvojeni rastvor, nakon dekantovanja, šalje na destilaciju etanola.