RU2482697C1 - Vegetal raw material treatment method - Google Patents
Vegetal raw material treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482697C1 RU2482697C1 RU2011142586/13A RU2011142586A RU2482697C1 RU 2482697 C1 RU2482697 C1 RU 2482697C1 RU 2011142586/13 A RU2011142586/13 A RU 2011142586/13A RU 2011142586 A RU2011142586 A RU 2011142586A RU 2482697 C1 RU2482697 C1 RU 2482697C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- raw material
- coolant
- grain
- heat carrier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fodder In General (AREA)
- Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пищевой промышленности и к области производства кормов для животных, а именно к способам, предназначенным для переработки растительного сырья при производстве пищевых продуктов и кормов для животных, а также гидролизатов пригодных для использования в бродильном производстве для получения гидролизных дрожжей, спирта.The invention relates to the field of food industry and to the field of production of animal feed, and in particular to methods intended for the processing of plant materials in the production of food and animal feed, as well as hydrolysates suitable for use in fermentation to produce hydrolysis yeast, alcohol.
Под термином «растительное сырье» подразумевается зерно злаковых и бобовых культур, семена других культур, древесные опилки, лузга подсолнечника, шелуха овса, гречихи, солома и другое подобное сырье.The term "plant material" means grain of cereals and legumes, seeds of other crops, sawdust, husk of sunflower, husks of oats, buckwheat, straw and other similar raw materials.
Переработка целлюлозосодержащего сырья (солома, опилки, шелуха, лузга) в производстве кормов необходима ввиду его низкой питательной ценности и усвояемости. Такая переработка заключается в деструкции природных полимеров под действием термических, механических, химических, микробиологических и других процессов.The processing of cellulose-containing raw materials (straw, sawdust, husk, husk) in the production of feed is necessary due to its low nutritional value and digestibility. Such processing consists in the destruction of natural polymers under the influence of thermal, mechanical, chemical, microbiological and other processes.
Известен способ для обработки растительного сырья химическими реагентами, гидролизующими целлюлозу, заключающийся в пропаривании сырья, пропитанного раствором кислоты, отличающийся тем, что сырье измельчают и загружают в реактор, который герметизируют, из реактора насосом откачивают воздух и летучие естественные компоненты сырья, выдерживают сырье под пониженным давлением в реакторе, в вакуумированный реактор с сырьем подают горячий раствор слабо концентрированной кислоты с температурой 100°C, пропитывают сырье раствором кислоты и производят гидролиз сырья при избыточном давлении 30÷55 кПа (см. патент РФ №2311795, МПК A23K 1/12, A23K 1/22, A23N 17/00, опубл. 10.12.2007 г.).A known method for processing plant materials with chemical reagents hydrolyzing cellulose, which consists in steaming raw materials impregnated with an acid solution, characterized in that the raw materials are crushed and loaded into the reactor, which is sealed, air and volatile natural components of the raw material are pumped out of the reactor, the raw materials are kept under reduced pressure in the reactor, a hot solution of weakly concentrated acid with a temperature of 100 ° C is fed into a vacuum reactor with raw materials, impregnated with a solution of acid, etc. produce hydrolysis of raw materials at an excess pressure of 30 ÷ 55 kPa (see RF patent No. 2311795, IPC A23K 1/12, A23K 1/22, A23N 17/00, publ. 10.12.2007).
Известен способ приготовления грубых кормов, включающий загрузку сырья в емкость, транспортировку и укладку в ней сырья, смачивание, введение раствора химических реагентов, термообработку сырья теплоносителем, аэрацию, ферментацию и дрожжевание, отличающийся тем, что, с целью повышения качества корма, загрузку сырья проводят в потоке воздуха до заполнения емкости на 0,65-0,91 ее объема, а транспортировку и укладку сырья производят потоком воздуха, скорость которого поддерживают в пределах 6-14 м/с (см. патент РФ №2048118, МПК A23K 1/12, опубл. 20.11.1995 г.).A known method of preparation of roughage, including loading raw materials into a container, transporting and stacking raw materials in it, wetting, introducing a solution of chemical reagents, heat treatment of raw materials with coolant, aeration, fermentation and yeast, characterized in that, in order to improve the quality of feed, loading of raw materials is carried out in the air stream before filling the tank by 0.65-0.91 of its volume, and transportation and laying of raw materials is carried out by an air stream, the speed of which is maintained within 6-14 m / s (see RF patent No. 2048118, IPC A23K 1/12 , published on November 20, 1995).
Все химические способы имеют один существенный недостаток - в приготовленном корме всегда имеется остаточное количество используемого реагента. Его надо или удалять, или ограничивать количество обработанного корма в рационе. Полученный корм имеет повышенную влажность. Кроме того, такой способ требует длительного времени для обработки и специального оборудования для перемешивания устойчивых к действию применяемых реагентов.All chemical methods have one significant drawback - in the prepared feed there is always a residual amount of reagent used. It must either be removed, or limit the amount of processed feed in the diet. The resulting feed has high humidity. In addition, this method requires a long time for processing and special equipment for mixing resistant to the action of the applied reagents.
Данные недостатки снижают ценность полученного корма и эффективность технологического процесса.These shortcomings reduce the value of the resulting feed and the efficiency of the process.
Известен способ приготовления кормов, заключающийся в том, что сырье через загрузочное устройство подается в пропарочную камеру. Между стенками корпуса камеры и стенками короба подается пар, что создает вибрацию стенки и равномерную подачу пара ко всему объему сырья, насыщение влагой и перемешивание (см. патент РФ №2090117, МПК A23N 7/00, D21B 1/12, опубл. 20.09.1997 г.).A known method of preparation of feed, which consists in the fact that the raw material through the loading device is fed into the steaming chamber. Steam is supplied between the walls of the chamber body and the walls of the box, which creates wall vibration and uniform steam supply to the entire volume of raw materials, saturation with moisture and mixing (see RF patent No. 2090117, IPC A23N 7/00, D21B 1/12, publ. 20.09. 1997).
Известный способ влаготепловой обработки не позволяет осуществить полноценного расщепления клеточной структуры растительного сырья, так как требует длительного времени, а полученный кормовой продукт не подлежит хранению или требует высушивания для последующего хранения, что снижает качество и питательность получаемого корма.The known method of thermal and thermal treatment does not allow for complete cleavage of the cellular structure of plant materials, as it requires a long time, and the resulting feed product cannot be stored or requires drying for subsequent storage, which reduces the quality and nutritional value of the resulting feed.
Известен способ влаготепловой обработки сои, включающий предварительное замачивание соевых бобов, подогрев, обработку под избыточным давлением и охлаждение, отличающийся тем, что замачивание соевых бобов осуществляют до 20-25% влаги, а обработку под избыточным давлением проводят автоклавированием в течение 10-20 мин при температуре пара 105-120°C и давлении 0,01-0,015 МПа, затем продукт выгружают и охлаждают до комнатной температуры, после чего его обрабатывают токами сверхвысокой частоты при мощности 2-3 кВт, частоте 420-440 МГц в течение 2-4 мин (см. патент РФ №2246225, МПК A23L 1/20, A23J 3/16, опубл. 20.02.2005 г.).A known method of moisture-thermal processing of soybeans, including pre-soaking soybeans, heating, processing under excess pressure and cooling, characterized in that the soaking of soybeans is carried out up to 20-25% moisture, and processing under overpressure is carried out by autoclaving for 10-20 minutes at steam temperature of 105-120 ° C and a pressure of 0.01-0.015 MPa, then the product is unloaded and cooled to room temperature, after which it is treated with superhigh frequency currents at a power of 2-3 kW, a frequency of 420-440 MHz for 2-4 minutes (see Paté nt RF №2246225, IPC A23L 1/20, A23J 3/16, publ. 02.20.2005).
Известен также способ обработки соевого зерна, включающий предварительное замачивание, подогрев, последующую баротермическую обработку и охлаждение, при этом баротермическую обработку соевого зерна производят по режиму 
Известные способы предназначены в основном для обработки соевого сырья, тепловая обработка которых производится в основном с целью инактивации антипитательных факторов, присутствующих в них.Known methods are intended mainly for the processing of soybean raw materials, the heat treatment of which is carried out mainly in order to inactivate anti-nutritional factors present in them.
Недостатки известных способов в том, что при тепловой обработке происходит денатурация белка, в результате которой снижается его растворимость и переваримость в организме животных, что снижает качество и питательность корма.The disadvantages of the known methods is that during heat treatment the protein is denatured, as a result of which its solubility and digestibility in animals are reduced, which reduces the quality and nutritional value of the feed.
Известен способ производства вспученного зерна, включающий загрузку зерна в камеру, герметизацию камеры, гидротермическую обработку зерна под давлением в газообразном теплоносителе, сброс давления в камере до атмосферного, при этом в качестве газообразного теплоносителя используют водяной пар, инжектируемый в герметизированную камеру, с давлением не ниже 0,5 МПа и температурой не более 200°С, а длительность обработки зерна паром не превышает 60 с (см. Установка для производства взорванных зерен УВЗ.0.00.000, http://www.ukrstroydom.com).A known method for the production of expanded grain, including loading grain into the chamber, sealing the chamber, hydrothermally treating the grain under pressure in a gaseous coolant, depressurizing the chamber to atmospheric pressure, using steam injected into the sealed chamber as a gaseous coolant with a pressure of at least 0.5 MPa and a temperature of not more than 200 ° C, and the duration of the grain treatment with steam does not exceed 60 s (see Installation for the production of exploded grains UVZ.0.00.000, http://www.ukrstroydom.com).
Недостатки известного способа заключаются в длительности времени прогрева зернового материала, что снижает производительность процесса.The disadvantages of this method are the length of time the heating of the grain material, which reduces the productivity of the process.
Кроме того, известный способ не обеспечивает обработку целлюлозосодержащего сырья (солома, опилки, шелуха, лузга), что ограничивает возможность получения на одной установке как пищевых продуктов из зернового материала, так и кормов из разнообразного растительного сырья.In addition, the known method does not provide for the processing of cellulose-containing raw materials (straw, sawdust, husk, husk), which limits the possibility of obtaining on one installation as food products from grain material, and feed from a variety of plant materials.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ производства вспученного зерна, включающий загрузку растительного сырья в камеру, герметизацию камеры, подачу в камеру под давлением предварительно подогретого газообразного теплоносителя, прогрев растительного сырья до температуры теплоносителя, мгновенную разгерметизацию камеры по истечении времени и перемещение с избыточным давлением обработанного растительного сырья в приемный бункер (см. заявка №2010108500 на выдачу патента РФ на изобретение, МПК A23L 1/18, опубл. 20.09.2011 г.).Closest to the claimed solution is a method for the production of expanded grain, which includes loading the plant material into the chamber, sealing the chamber, supplying the chamber with pressurized preheated gaseous coolant, heating the plant raw material to the coolant temperature, instantly depressurizing the chamber after time, and moving the processed plant materials in the receiving hopper (see application No. 2010018500 for the grant of a patent of the Russian Federation for the invention, IPC A23L 1/18, publ. September 20, 2011).
В известном способе количество поступающего на растительное сырье теплоносителя (пара) ограничено объемом камеры, что обуславливало снижение скорости реакции гидролиза при выравнивании давления в трубопроводе для подвода теплоносителя и в самой камере. В результате продукт, полученный таким способом, претерпевает большей частью физическое разрушение своей структуры под действием перепада давление при его выбросе из герметичной камеры и в меньшей степени - химическое, что не позволяет осуществить процесс автогидролиза, необходимый для превращения целлюлозосодержащего сырья (солома, опилки, шелуха, лузга) в полноценный корм.In the known method, the amount of coolant (steam) supplied to the plant material is limited by the volume of the chamber, which led to a decrease in the hydrolysis reaction rate when pressure is equalized in the pipeline for supplying the coolant and in the chamber itself. As a result, the product obtained in this way undergoes, for the most part, physical destruction of its structure under the influence of the pressure drop when it is released from the sealed chamber and, to a lesser extent, chemical, which does not allow the auto-hydrolysis process necessary for the conversion of cellulose-containing raw materials (straw, sawdust, husk , husk) in a complete feed.
Это приводит к снижению производительности процесса и его функциональных возможностей вследствие невозможности обработки на одной установке широкого ассортимента исходного сырья.This leads to a decrease in the productivity of the process and its functionality due to the impossibility of processing on a single installation a wide range of raw materials.
Задачей настоящего способа является повышение качества и питательности получаемого продукта и расширение его функциональных возможностей.The objective of this method is to improve the quality and nutritional value of the resulting product and expand its functionality.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является обеспечение химического превращения веществ, входящих в состав клеточных оболочек за счет увеличения интенсивности процесса разрушения сырья, путем регулирования количества теплоносителя, прошедшего через сырье.The technical result achieved by solving the task is to ensure the chemical conversion of substances that make up the cell membranes by increasing the intensity of the destruction of raw materials by controlling the amount of coolant passed through the raw material.
Поставленная задача достигается тем, что в способе производства растительного сырья, включающий загрузку растительного сырья в камеру, герметизацию камеры, подачу в камеру под давлением предварительно подогретого газообразного теплоносителя, прогрев растительного сырья до температуры теплоносителя, мгновенную разгерметизацию камеры по истечении времени и перемещение с избыточным давлением обработанного растительного сырья в приемный бункер, согласно изобретения, после прогрева растительного сырья до температуры теплоносителя его удаляют из камеры, вытесняя новой порцией подогретого теплоносителя.The problem is achieved in that in a method for the production of plant materials, including loading plant materials into the chamber, sealing the chamber, supplying to the chamber under pressure a preheated gaseous coolant, heating the plant raw materials to the coolant temperature, instantly depressurizing the chamber after time and moving with excess pressure processed vegetable raw materials in the receiving hopper, according to the invention, after heating the vegetable raw materials to the temperature of the coolant e removed from the chamber, forcing a new portion of heated coolant.
В качестве газообразного теплоносителя используют сухой газ, например воздух и/или пар.Dry gas, for example air and / or steam, is used as the gaseous coolant.
При этом время обработки газообразным теплоносителем 3-600 сек, давление газообразного теплоносителя 0,1-3 МПа, а температура газообразного теплоносителя 50°C-400°C.In this case, the treatment time with the gaseous coolant is 3-600 sec, the pressure of the gaseous coolant is 0.1-3 MPa, and the temperature of the gaseous coolant is 50 ° C-400 ° C.
Кроме этого абсолютное давление в приемном бункере ниже или равно атмосферному давлению - не более 0,1 МПа.In addition, the absolute pressure in the receiving hopper is lower than or equal to atmospheric pressure - not more than 0.1 MPa.
Заявляемая совокупность признаков позволяет повысить производительность процесса и расширить его функциональные возможности за счет прохождения через обрабатываемое сырье большего количества теплоносителя. Это обусловлено тем, что удаление теплоносителя после прогрева растительного сырья дает возможность пропустить через сырье дополнительное количество теплоносителя до достижения внутри камеры необходимой температуры, что позволяет обрабатывать сырье в потоке теплоносителя, увеличивая скорость реакции гидролиза клеточных структур.The inventive combination of features allows you to increase the productivity of the process and expand its functionality due to the passage through the processed raw materials of a larger amount of coolant. This is due to the fact that the removal of the coolant after heating of the plant material makes it possible to pass through the feed an additional amount of coolant until the required temperature is reached inside the chamber, which allows the feed to be processed in the coolant flow, increasing the rate of hydrolysis of cell structures.
Увеличение скорости реакции гидролиза клеточных структур позволяет осуществить химические превращения веществ, входящих в состав клеточных оболочек, поддерживая параметры теплоносителя внутри камеры, равными тем, что в трубе, подводящей теплоноситель.An increase in the rate of hydrolysis of cellular structures allows chemical transformations of the substances that make up the cell walls, maintaining the parameters of the coolant inside the chamber, equal to those in the pipe supplying the coolant.
Это дает возможность производить обработку:This makes it possible to process:
- зернового сырья с целью получения взорванного зерна, пригодного на кормовые и пищевые цели;- grain raw materials in order to obtain exploded grain suitable for fodder and food purposes;
- древесных опилок, лузги подсолнечника, шелухи овса, гречихи и другого подобного сырья, а так же зерна с целью получения гидролизатов, пригодных для использования в качестве корма или в бродильном производстве для получения гидролизных дрожжей, спирта;- wood sawdust, husks of sunflower, husks of oats, buckwheat and other similar raw materials, as well as grain in order to obtain hydrolysates suitable for use as feed or in a fermentation plant for the production of hydrolysis yeast, alcohol;
- для обработки зерна бобовых (без вспучивания) с целью инактивации антипитательных веществ, содержащихся в них, и применения обработанного зерна на кормовые и пищевые цели, например, получение полножирной сои.- for the processing of leguminous grains (without expansion) in order to inactivate the anti-nutritional substances contained in them, and use the processed grain for fodder and food purposes, for example, obtaining full-fat soy.
Кроме того, продукты распада выводятся, вымываются из зоны реакции и процесс не замедляется, а продолжается с высокой скоростью до почти полного растворения сырья, если не прекратить подачу пара.In addition, the decomposition products are removed, washed out of the reaction zone and the process does not slow down, but continues at a high speed until the raw materials are almost completely dissolved, if the steam supply is not stopped.
Заявляемое изобретение позволяет также повысить переваримость и питательность кормов, полученных из растительных отходов, содержащих много клетчатки, которая имеет в своем составе 30-70% полисахаридов.The claimed invention also allows to increase the digestibility and nutritional value of feed obtained from plant waste containing a lot of fiber, which incorporates 30-70% of polysaccharides.
Заявляемое изобретение позволяет не только разрушить структуру клетчатки для повышения доступности внутриклеточных структур для пищеварительных ферментов, но и дает возможность осуществить автогидролиз сырья с целью превращения полисахаридов в более доступные для переваривания формы, а также и использовать для гидролиза химические реагенты.The claimed invention allows not only to destroy the fiber structure to increase the availability of intracellular structures for digestive enzymes, but also makes it possible to carry out autohydrolysis of raw materials in order to convert polysaccharides into forms more accessible for digestion, as well as to use chemical reagents for hydrolysis.
Заявляемый способ поясняется чертежом конструкции установки для обработки растительного сырья под давлением, где изображена общая схема установки для обработки растительного сырья.The inventive method is illustrated by a design drawing of a plant for processing vegetable raw materials under pressure, which shows a general diagram of a plant for processing vegetable raw materials.
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - бункер-накопитель; 2 - подогреватель зернового материала; 3 - дозатор; 4 - герметичная камера для нагрева растительного сырья; 5 - приемная камера; 6 - трубопровод для подвода теплоносителя к растительному сырью; 7 - трубопровод для отвода теплоносителя из камеры 4.Positions in the drawings mean the following: 1 - storage hopper; 2 - grain material heater; 3 - dispenser; 4 - sealed chamber for heating plant materials; 5 - receiving chamber; 6 - pipeline for supplying coolant to vegetable raw materials; 7 - pipeline for the removal of coolant from the chamber 4.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Растительное сырье загружают в камеру, герметизируют ее, под давлением подают предварительно подогретый газообразный теплоноситель и прогревают растительное сырье до температуры теплоносителя.The plant material is loaded into the chamber, hermetically sealed, a preheated gaseous heat carrier is supplied under pressure, and the vegetable raw material is heated to the temperature of the heat carrier.
Для обеспечения возможности обработки различных растительных материалов с целью либо вспучивания зерна, либо гидролиза растительного сырья, либо инактивации антипитательных факторов бобовых культур, после прогрева растительного сырья до температуры теплоносителя его удаляют из камеры, вытесняя новой порцией подогретого теплоносителя.To provide the possibility of processing various plant materials with the aim of either expanding the grain, or hydrolyzing the plant material, or inactivating the anti-nutritional factors of legumes, after heating the plant material to the temperature of the coolant, it is removed from the chamber, displacing it with a new portion of the heated coolant.
Это дает возможность пропустить через сырье дополнительное количество теплоносителя до достижения внутри камеры необходимой температуры, обеспечивая обработку сырья в потоке теплоносителя, увеличивая скорость реакции гидролиза клеточных структур.This makes it possible to pass an additional amount of coolant through the feed until the required temperature inside the chamber is reached, providing processing of the feed in the coolant flow, increasing the rate of hydrolysis of cell structures.
Стабильность параметров теплоносителя внутри камеры дает возможность увеличить количество теплоносителя на единицу массы сырья в процессе обработки, способствуя химическим превращениям веществ, входящих в состав клеточных оболочек, выводу продуктов распада из зоны реакции и продолжению процесса обработки сырья с высокой скоростью до полного растворения сырья.The stability of the parameters of the coolant inside the chamber makes it possible to increase the amount of coolant per unit mass of raw materials during processing, contributing to the chemical transformations of the substances that make up the cell walls, the removal of decomposition products from the reaction zone and the continuation of the processing of raw materials at high speed until the raw materials are completely dissolved.
Химическая реакция разрушения клеточных структур происходит на границе раздела двух фаз - твердой и жидкой (на поверхности растительной клетки) и ускорение процесса разрушения клеточных структур (гидролиз) достигается за счет того, что при обработке сырья в потоке теплоносителя увеличивается количество реагента (жидкой фазы) - конденсата на поверхности растительной клетки.The chemical reaction of the destruction of cellular structures occurs at the interface between two phases - solid and liquid (on the surface of the plant cell) and the acceleration of the destruction of cellular structures (hydrolysis) is achieved due to the fact that when processing raw materials in the coolant stream, the amount of reagent (liquid phase) increases - condensate on the surface of the plant cell.
По истечении заданного времени, необходимого для прогрева сырья, камера мгновенно разгерметизируется и обработанный материал под давлением перемещается вместе с теплоносителем в приемную камеру.After a predetermined time required for heating the raw material, the chamber is instantly depressurized and the processed material is moved under pressure with the heat carrier into the receiving chamber.
В качестве газообразного теплоносителя может быть использован сухой газ, например воздух и/или пар, а время обработки газообразным теплоносителем 3-600 сек, давление газообразного теплоносителя 0,1-3 МПа, а температура газообразного теплоносителя 50°-400°С.Dry gas, for example, air and / or steam, can be used as the gaseous coolant, and the treatment time with the gaseous coolant is 3-600 sec, the pressure of the gaseous coolant is 0.1-3 MPa, and the temperature of the gaseous coolant is 50 ° -400 ° C.
При этом давление в приемной камере перед разгерметизацией поддерживают равным или ниже атмосферного - не более 0,1 Мпа.In this case, the pressure in the receiving chamber before depressurization is maintained equal to or lower than atmospheric - not more than 0.1 MPa.
Выбор типа газообразного теплоносителя и режимов обработки осуществляют в зависимости от вида растительного сырья, его физического состояния перед обработкой и целью обработки.The choice of the type of gaseous coolant and processing conditions is carried out depending on the type of plant material, its physical condition before processing and the purpose of processing.
Только паром наиболее целесообразно обрабатывать зерно, имеющее твердую структуру и/или оболочку и низкую влажность (8-15%), это зерно пшеницы, гороха, ячменя (примеры 1-3). Также одним только паром следует обрабатывать растительные остатки с целью получения гидролизатов, это режимы с максимально жесткими параметрами давления и температуры, а для проведения процесса гидролиза необходимо достаточное количество влаги.Only steam is most appropriate to process grain having a solid structure and / or shell and low humidity (8-15%), this is the grain of wheat, peas, barley (examples 1-3). Also, steam should be used to treat plant residues in order to obtain hydrolysates, these are the regimes with the most stringent pressure and temperature parameters, and a sufficient amount of moisture is necessary to carry out the hydrolysis process.
Если влажность зерна высокая (16-25%), то обработку проводят одним только воздухом с целью доведения влажности готового продукта до оптимальной влажности, необходимой для его дальнейшего хранения и использования.If the humidity of the grain is high (16-25%), then the processing is carried out by air alone in order to bring the humidity of the finished product to the optimum humidity necessary for its further storage and use.
Обработка зерна сои и некоторых других культур с целью инактивации антипитательных факторов требует относительно мягкого воздействия, чтобы сохранить их природные питательные свойства. Такое воздействие достигается при переменном режиме обработки сначала паром, а потом подогретым воздухом. При воздействии пара поверхностные слои увлажняются, размягчаются, частично гидролизуются полимерные структуры, входящие в их состав. Поверхностные слои зерна разогреваются. Последующее воздействие горячим воздухом приводит к испарению избытка влаги на поверхности зерна и дальнейшему прогреву глубинных слоев до самого центра. При этом не происходит перегревание питательных компонентов, находящихся ближе к поверхности зерна.Processing soybean grains and some other crops to inactivate anti-nutritional factors requires a relatively mild effect to preserve their natural nutritional properties. This effect is achieved with a variable treatment mode, first with steam, and then with heated air. When exposed to steam, the surface layers are moistened, softened, and polymer structures that are part of them are partially hydrolyzed. The surface layers of the grain are heated. Subsequent exposure to hot air leads to the evaporation of excess moisture on the surface of the grain and further heating of the deep layers to the very center. In this case, overheating of nutrients located closer to the surface of the grain does not occur.
Заявляемый способ поясняется следующими примерами.The inventive method is illustrated by the following examples.
Обработка зернового сырья с целью получения взорванного зерна.Processing of grain raw materials in order to obtain exploded grain.
Пример 1.Example 1
Обработке подвергалось зерно пшеницы с влажностью до обработки 14% и с объемной массой 0,74 кг/л.The treatment was subjected to wheat grain with a moisture content of up to 14% and with a bulk density of 0.74 kg / l.
В камеру 4 подают пар под давлением 0,75 МПа и с температурой 166°C, по истечении 12 сек камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанное зерно пшеницы с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5.Steam is supplied to chamber 4 under a pressure of 0.75 MPa and a temperature of 166 ° C; after 12 seconds, chamber 4 is instantly depressurized and the treated wheat grain is transferred to the receiving chamber 5 with excess pressure.
За счет избыточного давления, вода внутри зерна вскипает и разрушает структуру зернистого продукта.Due to excess pressure, the water inside the grain boils and destroys the structure of the granular product.
Зерно после обработки имело влажность 17%, а его объемная масса составляла 0,680-0,700 кг/л.The grain after processing had a moisture content of 17%, and its bulk density was 0.680-0.700 kg / l.
Пример 2.Example 2
Обработке подвергалось зерно пшеницы с влажностью до обработки 14% и с объемной массой 0,74 кг/л.The treatment was subjected to wheat grain with a moisture content of up to 14% and with a bulk density of 0.74 kg / l.
В камеру подают пар под давлением 0,75 МПа и с температурой 166°C, по истечении 22 сек камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанное зерно пшеницы с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5.Steam is supplied to the chamber at a pressure of 0.75 MPa and with a temperature of 166 ° C, after 22 seconds chamber 4 is instantly depressurized and the treated wheat grain is overpressured and transferred to the receiving chamber 5.
За счет избыточного давления, вода внутри зерна вскипает и разрушает структуру зернистого продукта.Due to excess pressure, the water inside the grain boils and destroys the structure of the granular product.
Зерно после обработки имело влажность 11%, а его объемная масса составляла 0,50-0,530 кг/л.The grain after processing had a moisture content of 11%, and its bulk density was 0.50-0.530 kg / l.
Пример 3.Example 3
Обработке подвергалось зерно пшеницы с влажностью до обработки 14% и с объемной массой 0,74 кг/л.The treatment was subjected to wheat grain with a moisture content of up to 14% and with a bulk density of 0.74 kg / l.
В камеру 4 подают пар под давлением 0,75 МПа и с температурой 160°C, по истечении 17 сек камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанное зерно пшеницы с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5.Steam is supplied to chamber 4 under a pressure of 0.75 MPa and a temperature of 160 ° C, after 17 seconds chamber 4 is instantly depressurized and the processed wheat grain is transferred to the receiving chamber 5 with excess pressure.
За счет избыточного давления, вода внутри зерна вскипает и разрушает структуру зернистого продукта.Due to excess pressure, the water inside the grain boils and destroys the structure of the granular product.
Зерно после обработки имело влажность 13%, а его объемная масса составляла 0,620-0,640 кг/л.The grain after processing had a moisture content of 13%, and its bulk density was 0.620-0.640 kg / l.
Как видно из примеров 1-3 большее время обработки сырья в потоке теплоносителя позволило уменьшить влажность получаемого продукта и его объемную массу, и, соответственно, увеличить производительность установки при получении вспученного зерна.As can be seen from examples 1-3, a longer processing time of the raw material in the coolant flow allowed to reduce the moisture content of the resulting product and its bulk density, and, accordingly, to increase the productivity of the installation upon receipt of expanded grain.
Обработка зерна с влажностью до 15% проводилась одним только паром, для подсушивания готового продукта до приемлемой влажности достаточно было только увеличить время обработки.Processing grain with a moisture content of up to 15% was carried out by steam alone, to dry the finished product to an acceptable humidity, it was enough to only increase the processing time.
Примеры обработки сырья с высоким содержанием клетчатки с целью получения гидролизатов.Examples of processing raw materials with a high fiber content in order to obtain hydrolysates.
Пример 4.Example 4
Обработке подвергалась шелуха овса с содержанием клетчатки 26%. В камеру 4 подают пар под давлением 2 МПа и с температурой 205°C, по истечении 240 сек камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанный материал с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5. За счет избыточного давления, вода внутри растительных структур вскипает и разрушает их.The treatment was subjected to oat husk with a fiber content of 26%. Steam is supplied to chamber 4 under a pressure of 2 MPa and with a temperature of 205 ° C, after 240 seconds, chamber 4 is instantly depressurized and the processed material is transferred to the receiving chamber with excess pressure 5. Due to the excess pressure, water inside the plant structures boils and destroys them.
После обработки содержание клетчатки уменьшилось до 22%.After processing, the fiber content decreased to 22%.
Уменьшение количества клетчатки в материале свидетельствует о ее химическом превращении и переходе ее составляющих в растворимое состояние (появление гидролизатов).A decrease in the amount of fiber in the material indicates its chemical transformation and the transition of its components to a soluble state (the appearance of hydrolysates).
Пример 5.Example 5
Обработке подвергалась шелуха овса с содержанием клетчатки 26%. В камеру 4 подают пар под давлением 2 МПа и с температурой 205°C, по истечении 325 сек камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанный материал с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5. За счет избыточного давления, вода внутри растительных структур вскипает и разрушает их.The treatment was subjected to oat husk with a fiber content of 26%. Steam is supplied to chamber 4 under a pressure of 2 MPa and a temperature of 205 ° C; after 325 seconds, chamber 4 is instantly depressurized and the processed material is transferred to the receiving chamber with excess pressure 5. Due to the excess pressure, water inside the plant structures boils and destroys them.
После обработки содержание клетчатки уменьшилось до 11%.After treatment, the fiber content decreased to 11%.
Большее время обработки сырья в потоке теплоносителя на примерах 4 и 5 приводит к уменьшению количества клетчатки в обработанном материале, что свидетельствует о большей степени гидролиза.The longer processing time of the raw material in the coolant stream in Examples 4 and 5 leads to a decrease in the amount of fiber in the processed material, which indicates a greater degree of hydrolysis.
Это приводит к увеличению питательной ценности продукта при использовании в корм, или приводит к увеличению выхода гидролизных Сахаров для использования в бродильном производстве.This leads to an increase in the nutritional value of the product when used in feed, or leads to an increase in the yield of hydrolytic Sugars for use in fermentation.
Примеры обработки зернового материала с целью устранения антипитательных факторов.Examples of processing grain material to eliminate anti-nutritional factors.
Пример 6.Example 6
Обработке подвергалось зерно сои с активностью уреазы 2,35 ед. pH.Soybean grain with a urease activity of 2.35 units was processed. pH
В камеру 4 подают пар под давлением 0,1 МПа и с температурой 105°C, по истечении 5 сек подачу пара прекращали, в камеру подавали подогретый до 200°C воздух под давлением 0,6 МПа. По истечении 5 с камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанное зерно сои с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5.Steam is supplied to chamber 4 at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 105 ° C, after 5 seconds the steam supply is stopped, air heated to 200 ° C is supplied to the chamber at a pressure of 0.6 MPa. After 5 s, the chamber 4 is instantly depressurized and the processed soybean grain with excessive pressure is transferred to the receiving chamber 5.
Зерно после обработки имело активность уреазы 0.55 ед. pHThe grain after processing had a urease activity of 0.55 units. pH
Пример 7.Example 7
Обработке подвергалось зерно сои с активностью уреазы 2,35 ед. pH. В камеру 4 подают пар под давлением 0,1 МПа и с температурой 105°C, и по истечении 5 сек подачу пара прекращали, в камеру подавали подогретый до 200°C воздух под давлением 0,6 МПа. По истечении 10 с камеру мгновенно разгерметизируют и обработанное зерно сои с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5.Soybean grain with a urease activity of 2.35 units was processed. pH Steam is supplied to chamber 4 under a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 105 ° C, and after 5 seconds the steam supply is stopped, air heated to 200 ° C is supplied to the chamber under a pressure of 0.6 MPa. After 10 seconds, the chamber is instantly depressurized and the processed soybean grain with excessive pressure is transferred to the receiving chamber 5.
Зерно после обработки имело активность уреазы 0.15 ед. pHThe grain after processing had a urease activity of 0.15 units. pH
Показатель активности уреазы применяется для оценки уровня антипитательных факторов в соевых кормах. Отклонение этого показателя от оптимального значения как в большую, так и в меньшую сторону имеет отрицательные последствия при использовании такой сои в кормлении животных и птицы.The urease activity indicator is used to assess the level of anti-nutritional factors in soybean feed. Deviation of this indicator from the optimal value, both up and down, has negative consequences when using such soy in feeding animals and birds.
Считается, что оптимальный уровень активности уреазы в сое и соевых кормах должен быть в пределах 0,1-0,2 ед. pH. В сырой сое активность уреазы бывает разная и может достигать 4-5 ед. pH, поэтому режим обработки подбирается для каждой партии зерна с учетом начального уровня этого показателя.It is believed that the optimal level of urease activity in soybean and soybean feed should be in the range of 0.1-0.2 units. pH In raw soy, the activity of urease is different and can reach 4-5 units. pH, therefore, the processing mode is selected for each batch of grain, taking into account the initial level of this indicator.
В примере 6 активность уреазы в обработанном зерне была недопустимо высокая - 0,55 ед. pH, что свидетельствует о том, что количество теплоносителя (т.е. его энергии) было явно не достаточно для снижения показателя активности уреазы до нормы.In example 6, the activity of urease in the treated grain was unacceptably high - 0.55 units. pH, which indicates that the amount of coolant (i.e. its energy) was clearly not enough to lower the urease activity index to normal.
В примере 7 активность уреазы за то же общее время обработки снизилась до оптимального уровня 0,15 ед. pH, который достигнут благодаря пропусканию теплоносителя через зерно и поддержанию температурного режима в течение всего заданного времени обработки.In example 7, the activity of urease for the same total processing time decreased to an optimal level of 0.15 units. pH, which is achieved by passing the coolant through the grain and maintaining the temperature regime for the entire specified processing time.
Теплоемкость воздуха значительно ниже теплоемкости пара, поэтому такой режим обработки, при котором пар вытесняется сухим воздухом, позволяет более точно регулировать временем обработки степень воздействия температуры на сырье, не допуская его перегрева и переувлажнения.The heat capacity of air is much lower than the heat capacity of steam, so this treatment mode, in which the steam is displaced by dry air, allows you to more accurately adjust the processing time the degree of temperature effect on the raw material, preventing its overheating and overmoistening.
Подбирая режимы обработки, время, температуру и давление теплоносителя, для любой партии зерна сои, можно в готовом продукте снизить активность уреазы до пределов ее оптимального значения.Choosing the processing regimes, time, temperature and pressure of the coolant for any soybean grain batch, it is possible to reduce the urease activity in the finished product to the limits of its optimal value.
Примеры обработки зернового материала с целью получения взорванного зерна с применением одного только подогретого воздуха.Examples of processing grain material in order to obtain blasted grain using heated air alone.
Пример 8.Example 8
Обработке подвергалось зерно пшеницы с влажностью до обработки 19% и с объемной массой 0,74 кг/л.The treatment was subjected to wheat grain with a moisture content of up to 19% and with a bulk density of 0.74 kg / l.
В камеру 4 подают подогретый воздух под давлением 0,75 МПа и с температурой 240°C, по истечении 17 сек камеру 4 мгновенно разгерметизируют и обработанное зерно пшеницы с избыточным давлением перемещают в приемную камеру 5.Heated air is supplied into chamber 4 under a pressure of 0.75 MPa and with a temperature of 240 ° C, after 17 seconds chamber 4 is instantly depressurized and treated wheat grain with excessive pressure is transferred to receiving chamber 5.
За счет избыточного давления, вода внутри зерна вскипает и разрушает структуру зернистого продукта.Due to excess pressure, the water inside the grain boils and destroys the structure of the granular product.
Зерно после обработки имело влажность 13%, а его объемная масса составляла 0,620-0,640 кг/л.The grain after processing had a moisture content of 13%, and its bulk density was 0.620-0.640 kg / l.
Применение одного только подогретого воздуха при обработке зерна с повышенной влажностью позволяет получить хороший результат по вспучиванию (объемной массе) и одновременно подсушить зерно до влажности, при которой возможно его дальнейшее хранение и использование. Кроме того, обработка одним только сухим воздухом предотвращает слипание готового продукта, которое возникает при длительном воздействии насыщенного пара.The use of heated air alone in the processing of grain with high humidity allows you to get a good swelling result (bulk density) and at the same time dry the grain to moisture, at which it can be further stored and used. In addition, treatment with dry air alone prevents the sticking of the finished product, which occurs during prolonged exposure to saturated steam.
Осуществление непосредственного контакта большего количества теплоносителя с растительным сырьем обеспечивает увеличение производительности процесса и снижение энергозатрат, за счет сокращения времени на нагрев сырья и возможности использования мягких режимов обработки для зернового материала.The direct contact of a larger amount of coolant with vegetable raw materials provides an increase in process productivity and a reduction in energy consumption, due to the reduction of time for heating the raw material and the possibility of using mild processing conditions for grain material.
Заявляемый способ позволяет осуществить обработку на одной установке широкого ассортимента исходного сырья с различными целями.The inventive method allows processing on a single installation of a wide range of feedstock for various purposes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011142586/13A RU2482697C1 (en) | 2011-10-20 | 2011-10-20 | Vegetal raw material treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011142586/13A RU2482697C1 (en) | 2011-10-20 | 2011-10-20 | Vegetal raw material treatment method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011142586A RU2011142586A (en) | 2013-04-27 |
| RU2482697C1 true RU2482697C1 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=48791716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011142586/13A RU2482697C1 (en) | 2011-10-20 | 2011-10-20 | Vegetal raw material treatment method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2482697C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769570C1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Method for producing "yalt" full-fat soy |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU575079A1 (en) * | 1975-05-26 | 1977-10-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комбикормовой Промышленности | Method of corn treatment for obtaining fodder |
| RU2030882C1 (en) * | 1992-06-10 | 1995-03-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки | Bulged barley production method |
| RU2220586C1 (en) * | 2002-04-16 | 2004-01-10 | Космынин Евгений Григорьевич | Swollen grain production method |
| RU2010108500A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-20 | Сергей Васильевич Лунков (RU) | METHOD FOR PRODUCING EXPLOSED GRAIN |
-
2011
- 2011-10-20 RU RU2011142586/13A patent/RU2482697C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU575079A1 (en) * | 1975-05-26 | 1977-10-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комбикормовой Промышленности | Method of corn treatment for obtaining fodder |
| RU2030882C1 (en) * | 1992-06-10 | 1995-03-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки | Bulged barley production method |
| RU2220586C1 (en) * | 2002-04-16 | 2004-01-10 | Космынин Евгений Григорьевич | Swollen grain production method |
| RU2010108500A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-20 | Сергей Васильевич Лунков (RU) | METHOD FOR PRODUCING EXPLOSED GRAIN |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769570C1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Method for producing "yalt" full-fat soy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011142586A (en) | 2013-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7226778B2 (en) | Apparatus for natural recycling of protein waste | |
| RU2432779C1 (en) | Puffed grains production method | |
| US9161554B1 (en) | Apparatus for recycling of protein waste and fuel production | |
| WO2009100066A2 (en) | Ruminant feed | |
| RU2458523C1 (en) | Fodder product manufacture method | |
| KR102064544B1 (en) | Method for Preparing Germinated Brown Rice | |
| RU2482697C1 (en) | Vegetal raw material treatment method | |
| JP5887673B2 (en) | Method for producing swollen grain fermented feed | |
| RU2220586C1 (en) | Swollen grain production method | |
| RU110235U1 (en) | PLANT FOR PROCESSING VEGETABLE RAW MATERIALS | |
| CN115191555A (en) | Preparation method of nutritional germ rice flour | |
| US20040265950A1 (en) | Process for natural recycling of protein waste | |
| KR102061738B1 (en) | Manufacturing method of formula feed using the sesame dregs. | |
| CN1235772A (en) | Process for processing feed | |
| EP3262952A1 (en) | Method for preparing digestible feather or hair meal | |
| CN111150083A (en) | A kind of suckling pig feed conditioning equipment and its working method | |
| RU2464799C1 (en) | Method for reduction of fermentative activity of linseeds | |
| Mateos et al. | Processing soybeans | |
| RU2787189C1 (en) | Production line of highly digestible compound feed with solid-phase cultivation for cattle | |
| RU2457691C2 (en) | Fodder product for farm animals and birds | |
| Ostrikov et al. | Study of the kinetic regularities of the grain extrusion process in the production of highly digestible feed with protected protein for cattle | |
| RU2537541C1 (en) | Method of micronizing of fodder grain | |
| JP3246429U (en) | Food local enzyme decomposition device | |
| Morgunova et al. | Technologies and technical means of soybean processing | |
| KR102739024B1 (en) | Feed stuff composition having improved adsorption rate and method for manufacturing feed stuff composition |