RU2709384C1 - Способ получения соевого изолированного белка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ осуществляют в несколько стадий. На первой стадии замачивают обезжиренный белый лепесток и добавляют антипенный препарат. На второй стадии выполняют первую экстракцию при температуре 50–55°С в водно-щелочном растворе, где щелочь разводят в воде. Добавляют каустическую соду, увеличивая pH до 7,3–7,8. Время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 мин при постоянном помешивании. Разделяют жидкую фазу, содержащую водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и неэкстрагированные белки. Затем осуществляют вторую экстракцию, разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков. Жидкую фазу подают в емкость осаждения белков, где в потоковую линию подают раствор соляной кислоты. На четвертой стадии – кислотное осаждение белков, где жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подают в емкость для осаждения белков. Осажденную суспензию выдерживают в течение 30 мин. На пятой стадии – декантируют белковый осадок. На шестой стадии полученный концентрированный высокомолекулярный белок доводят до влажности 90–93% при том же уровне pH 4,5–4,7. На седьмой стадии приводят pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу путем введения каустической соды до повышения pH 6-6,5. На восьмой стадии осуществляют процесс ферментации белка определенным препаратом в определенном количестве. Смесь гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 135°–140°С в течение 0,2 с с помощью парового теплогенератора. Далее ферментативный изолированный белок проходит десятую стадию, на которой изолированный белок попадают в вакуумную емкость с системой быстрого охлаждения паров, где осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С до температуры 55°С. На одиннадцатой стадии осуществляют распылительную сушку. На двенадцатой стадии осуществляют упаковку. Изобретение обеспечивает повышение выхода белка с улучшением качественных характеристик продукта. 6 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Представленное изобретение относится к производству продуктов из соевых бобов. Этот вид соевого изолированного белка нашёл своё применение при производстве детского и спортивного питания, высокоэнергетических батончиков, печенья, а также при производстве высокосортных колбасных и мясных изделий, молочных продуктов, косметической промышленности, высокоэнергетических напитков. В то же время, он может служить сырьём для производства белковых питательных кормов, для рыб.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время организация объединённых Наций (ООН), а так же Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) признало необходимость развития производства продуктов из соевых бобов. Эта инициатива ООН и ВОЗ в основном, обусловлена нехваткой животных белков для человечества, а так же инициативой снижения мирового поголовья коровьего стадо, которое по последним исследованиям, причиняет значительный вред озоновому слою, в процессе жизнедеятельности. Ценность продуктов переработке сои заключена в большом содержании, обладающего высокими биологическими свойствами, сбалансированного белка, который прекрасно усваивается организмом человека. Продукты переработки сои богаты аминокислотами, витаминами, минералами, фосфолипидами и изофлавонами – одним из наиболее активных компонентов в соевых белках. Они снижают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и понижают содержание холестерина в сыворотке крови, способствуя правильному сбалансированному питанию человечества.

Высоко концентрированный соевый белок используют в колбасных изделиях для замены дорогостоящего миофибриллярного мышечного белка, для производства эмульсий из мяса, для снижения содержания жира в рецептуре без ухудшения органолептических характеристик готового продукта. Высокие функционально-технологические свойства изолированного белка в сочетании с повышенной биологической ценностью делают этот продукт очень актуальным при решении вопросов производства продуктов для спортивного и здорового образа жизни.

Мировое производство соевых высококонцентрированных белков использует различные технологии производства соевых изолированных белков. Сырьём для дальнейшей проработки и производства соевого изолированного белка, как правило, служит пищевой шрот, другими словами белый лепесток, который по международной классификации обозначается двумя английскими буквами WF (White Flakes).

Чем выше индекс растворимости белка (PDI – Protein Dissolubility Index), тем выше выход дорогостоящего изолята в технологическом процессе, и меньше – клетчатки, и наоборот. К сожалению, этот показатель не всегда стабилен из-за неоднородности сырья, поступающего на переработку, а выход изолята прямо пропорционально зависит от этого показателя. Стандартные требования к исходному сырью в общепринятых технологиях переработки белого лепестка на изолированные белки сводятся к тому, что индекс растворимости PDI не должен быть ниже 80, а толщина лепестка не должна превышать 1 мм, в противном случае соевая мука сбивается в труднорастворимые комки, что значительно снижает конечный выход дорогостоящего белка.

Известен патент DE-1203588, в котором процессу щелочной экстракции при получении белка из сырья способствует предварительная обработка водной суспензии пероксидом водорода в модуле экстракции и протеолитическими ферментами. Сначала повышают значение рН суспензии содержащего белок вещества, далее в процесс добавляют пероксид водорода и повышают температуру для активации перекисного окисления. Значение рН 4-9, и к суспензии добавляют ферменты, минимум активности которых находится в этой области значений рН. Далее суспензию перемешивают в течение двух часов. Используют растительные ферменты, такие, как бромелин, фицин и папаин. После ферментативного гидролиза белок растворяется благодаря тому, что значение рН повышают до 9-12. Такое сочетание не эффективно по следующим причинам:

1. Необходимо большое количество дорогостоящего фермента

2. Так же нет эффективности работы фермента, в совокупности с клетчаткой сои, ввиду того, что на первом этапе экстракции белок ещё не полностью экстрагирован, следовательно, нет эффективного влияния фермента на белок в целях рассечения молекулярных связей.

Многократное изменения значения рН в случае этого известного способа делает дорогостоящим применение его в промышленном масштабе, и приводит к высокому расходу щелочи и кислоты, а также сопровождается сильным пенообразованием, что также приводит к дополнительному расходу дорогостоящих пеногасителей.

Из US10365933 также известно использование протеолитических ферментов (энзимов и алкогольного раствора) для повышения растворимости соевых белков. В этом случае, исходное вещество подвергают экстракции сначала с помощью спирта, который добавляют в начале первой экстракции, а после этого механически разделяют и затем ферментативно расщепляют с помощью эндо- и экзопротеаз в области значений рН от кислой до нейтральной среды. Использование спирта для экстракции является дорогостоящим и поэтому убыточным. Необходимо постоянно учитывать взрывоопасность процесса, а также проводить процесс инактивации используемых ферментов за счет имеющегося спирта и постоянно его контролировать. Это не эффективно и не даёт желаемого эффекта, полноценного отделения белков от клетчатки, минералов и сахаров.

Второй причиной неэффективности этого способа экстрагирования белка является то, что он приводит к большим повреждениям белка, следовательно, к потерям. Так, при экстракции обычно используют pH до 9-12 и высокие температуры, что, как известно, ведет к денатурации белка и выходу уже денатурированного белка вместе с клетчаткой, в виду их слипаний при декантировании.

Известен способ получения соевого белкового изолята, в котором белковый концентрат предварительно обрабатывают с помощью нагретой до температуры 50°С воды, так что концентрация твердого вещества в образовавшейся суспензии становиться очень высокой. После этого с помощью 25%-ного раствора гидроксида натрия устанавливают значение рН, равное 9. Соотношение фермент/белок составляет 1:5500. Суспензию перемешивают в течение 15 минут при температуре 45 С и подвергают разделению в сепараторе под вакуумом. Осадок снова обрабатывают водой, в полученной суспензии значение рН устанавливают равным 11,2 с помощью 25%-ного раствора гидроксида натрия и перемешивают в течение 15 минут. Добавляют протеазы с общей активностью 6 Anson-единиц/кг белка, что соответствует соотношению фермент/белок 1:400. Осадок разбавляют водой, промывают и инактивируют ферменты, нейтрализуют с помощью раствора гидроксида натрия и затем подвергают распылительной сушке патент РФ RU 2233097.

В этом способе с помощью щелочной экстракции по методу противотока осуществляют растворение белка за счет температурных градиентов, различных значений рН и одновременного воздействия расщепляющих белок ферментов. В отдельных случаях используют пероксид водорода и/или спирты.

В данном известном способе, как и во всех вышеперечисленных, для создания условий выделения белка из твердого вещества перед экстракцией и вовремя ее используют ферменты, а также применяют жесткие условия экстракции, связанные с высоким температурным режимом, что ведет к неэффективности использования ферментов, большим потерям белка в виду его слипания с клетчаткой и вывода из процесса на этапе второго декантирования, после второй экстракции. Даже если не проводится вторая экстракция, слипание белка влияет на процент выхода во время процесса осаждения. В тоже время, этот способ характерен высоким расходом энзимов, как и необходимостью периодически проводить термо-шок (моментальный температурный нагрев) и резкое охлаждение сырья (белка), с целью остановки процесса энзимации (останвка процесса дробления белка на мелкие самодостаточные доли), для корректировки вязкости конечного продукта.

Описываемые выше технологии являются аналогами представленного изобретения, однако все они являются более дорогостоящими, при их переносе в промышленное производство, а так же не целесообразными, ввиду того, что сопрягаются с необходимостью установки очень дорогостоящего оборудования в потоковых линиях, которое контролирует в режиме онлайн производства, параметры вязкости, а также термо-шоковые системы, которые, по своей сущности, являются дорогостоящим оборудованием, с трудно контролируемыми технологическими параметрами, ввиду сложных условий работы установленного на них аналитического оборудования. При этом, таких систем контроля должно быть в промышленном образце технологической линии как минимум 4, на каждом технологическом этапе процесса.

Рассматривая технологию получения соевого белка ферментативным методом, раскрытым в патенте DE-1203588, где заведомо увеличен объём и количество используемого энзима, как активатора и фермента. Это обусловлено использованием ферментов, на всём протяжении технологического процесса. В отличие от нашего изобретения и технологии, где фермент уже используется только в конце технологического циклах, в очень маленьких количествах, достаточных для разложения молекулярной решётки белка, без нанесения вреда его качественным характеристикам и органолептическим свойствам. При этом увеличивая его растворимость в 6,8 раз, это значительный показатель.

В известном патенте US10365933 ферментация не добивается тех показателей, которые добиваемся в нашем изобретении и технологии. Разница ощутимая в молекулярном весе белковых соединений после ферментации, в 3.5 раза по молекулярному весу, что приводит к низкой растворимости в прототипе относительно нашей технологии и изобретению.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является разработка технологии получения соевого изолированного белка, позволяющая сократить потери белка на основных стадиях процесса производства и получить однородный, с высокими органолептическими показателями: без запаха, с высокой растворимостью, с высокой степенью гидратации, низкой вязкостью, светлого или светло-кремовый цвета изолированный соевый белок.

Технический результата представленного изобретения заключается в следующем: повышается выход белка и улучшается качественные показатели, за счет:

- использования только высококачественного «Белого лепестка» в качестве сырья. - использования самого рационального гидромодуля 1-10, при замачивании сырья и проведение первой и второй экстракции.

- использование фермента только на этапе модификации белка, когда он уже очищен от всех сопутствующих: сахаров, олигосахаров, клетчатки.

- при этом значительно повышается эффективность работы распылительной сушильной установки, ввиду того, что на сушильную установку поступает концентрат с низкой вязкостью, а, следовательно, содержание сухих веществ в жидкой фазе можно увеличить.

Кроме того, значительно снижает себестоимость продукции, ввиду снижения энергетических затрат, а также затрат на приобретение активатора процесса энимации – Энзим марки Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU.

Предлагаемый способ позволяет работать с сырьем - белым лепестком (WF) высокого качества. Это изначально снижает технологические риски при дальнейшей переработке и производстве соевого изолированного белка.

Указанный техничекий результата реализуется за счет следующих приемов способа.

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 50-55°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.3 – 7.8; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 70-75% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,45 – 4,55; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 50°С-55°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.5-4.7, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 95-97% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 10-15% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 50-55°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=50-55°С, pH раствора 4.5-4.7, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 90-93%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 90-93% при том же уровне pH 4.5-4.7. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6-6.5; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет от 0,2% до 1%, от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белка не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка и фермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 135°С – 140°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумная ёмкость, с системой быстрого охлаждения. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера отгонки сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Так, в способе получения соевого изолированного белка использют два технологических приёма, а именно: улучшенную технологию водно-щелочной экстракции, совмещённую с методом ферментативного гидролиза, с применением энзима типа Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU. Высококачественный белый лепесток растворяем в водно-щелочном растворе при гидромодуле 1:10, выдерживаем температуру раствора 50-55°С, pH 7.3-7.6, декантируем, выделенный на первой экстракции белок отправляем на этап осаждения белка, где в трубопровод добавляем соляную кислоту, с целью снизить pH изоэлектрической точки 4.5, и далее в ёмкости осаждения даём возможность белку «успокоиться». Параллельно процессу осаждения, проходит процесс второй экстракции белка, где над осадочная жидкость с дополнительно выделенными белками, высокого молекулярного веса, используется для дополнительного извлечения высокомолекулярных белков, также отправляется на стадию осаждения белка, с основным количеством над осадочной жидкости, декантируется, а содержащая белковую массу суспензия проходит дополнительную промывку с помощью чистой воды, декантирование и первую подготовку к ферментации энзимам в модуле модификации белка и модули энзимации. Далее процесс гидролиза, в совокупности с ферментом, повышение температуры до критической, с помощью парового диффузора, резкое снижение температуры, с помощью вакуумной системы, а также остановка процесса ферментирования, стабилизация pH, распылительная сушильная установка, ламинирование продукции с помощью смесительного миксера.

Технология изобретения

Технологический процесс начинается с первой стадии - замачивания обезжиренного белого лепестка, содержащего не менее 51% белка с индексом PDI не меньше 80 – 85, не более 0,8% масла, более 33% углеводов из них 17-20% растворимых сахаров, 14% нерастворимой клетчатки, 5% золы и влажности около 8%. На первой стадии в ходе замачивания добавляют антипенный препарат

Вторая стадия - первая экстракция

Процесс начинается с создания гидромодуля: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе. Щелочь (NaOH), разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос и подают раствор в первую экстракционную ёмкость, для увеличения уровня pH, а также улучшения и активации экстрагируемых условий выделения белка на последующих стадиях процесса используют гидромодуль в пропорции соответствующей 1:10. Одна часть белого лепестка плюс 10 частей подготовленной воды, прошедшая обработку ультрафильтрацией обратным осмосом, что является обязательным условием при подготовке воды, используемой в представляемом изобретении. Используемая технологическая вода в нашем изобретении - это существенная часть эффективной работы процесса. Сначала опытным путём, а потом в промышленном масштабе доказано, что процессы экстрагирования белковых соединений значительно активируются в результате использования воды, прошедшей обработку на комплексной системе ультрафильтрации и обратного осмоса. Это обусловлено тем, что обработка воды на обратно осмотической установке с применением первичной обработки воды на ультра-фильтрационной установке придаёт воде значительно лучшие показатели наличия кальция и магния. Общая жесткость воды выражает суммарное количество солей в воде. В свою очередь она подразделяется на две разновидности: временную - карбонатную и постоянную - некарбонатную. Видимое отличие – в образовании осадка при нагревании, а высокие температуры t-=50-55°C, характерны нашему технологическому процессу. Соли временной жесткости выпадают в осадок, а постоянные наоборот. Временная жесткость особенна содержанием гидрокарбонатных или бикарбонатных соединений, которые при нагреве распадаются и образуют воду, углекислый газ и карбонат кальция. Поэтому временная жесткость полностью или частично устраняется кипячением. Но в нашем процессе, как в прочем и во всех прототипах, процесс не проходит при сверхвысоких температурах (98-100°С), а, следовательно, и не высвобождаются соли, которые возможно устранить кипячением. Иначе дело обстоит с постоянной жесткостью. Она возникает из-за содержания в солях хлоридов, сульфатов, фосфатов, нитратов и прочих элементов. От нее невозможно избавится при помощи нагревания воды. Вещества не распадаются и не образуют осадок. В совокупности, эти вещества, в том числе, в значительной степени кальций и магний, при взаимодействии, сильно тормозят процессы экстрагирования. Это приводит не только к последующем паталогическим изменениям в организме человека, что прежде всего, а также к необходимости увеличения объёмных размеров процессных ёмкостей для удлинения время нахождения сырья с целью максимально эффективного экстрагирования или осаждения белков на этих этапах.

В нашем изобретении эти неблагоприятные процессы исключены, ввиду использования ультрафильтрации и обратного осмоса для первичной обработки воды, а также последующей фильтрации с помощью обратного осмоса на всех этапах использования технологической воды.

Первая экстракция осуществляется при температуре 50-55°С. Для увеличения эффективности и активации процесса экстракции белка, добавляется каустическая сода, с целью увеличения pH до 7.3 – 7.8. В процесс замачивания обязательно добавляется антипенный препарат, так как возможно обильное образование большого количества пены. Ёмкость экстракции рассчитана таким образом, чтобы время нахождения раствора - суспензии составляло 40 минут при постоянном помешивании.

Из первой экстракционной емкости суспензия подается в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – в основном клетчатку и неэкстрагированные белки. Жидкая фаза - первой экстракции подается в промежуточную емкость осаждения белков, а твердая – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров.

Третья стадия - вторая Экстракция: начинается с поступления твердой фазы из стадии первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где она смешивается с технологической водой, прошедшей обработку в системе двух ступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса. В процессе повторной экстракции дополнительно экстрагируются в воде примерно от 5% до 20% высокомолекулярных белков, не экстрагированных при первой экстракции. Из второй экстракционной емкости суспензия подается во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – в основном клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков. Жидкая фаза второй экстракции подается в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подаётся раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии. Твердую фазу – клетчатку влажностью 70-75% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки.

Четвертая Стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подают в емкость для осаждения белков. Для достижения уровня pH в интервале 4,45 – 4,55 в раствор добавляется соляная кислота (HCL), через потоковый трубопровод, включая статический миксер. Соляная кислота на данном этапе производства является очень важным химическим элементом. Кислота приводит водный раствор гидромодуля, соответствующий влажности 75-80%, к изоэлектрической точке, соответствующей 4.5 pH. При этом температура процесса в ёмкости осаждения должна быть в пределах 50°С-55°С.

При этом уровень pH контролирует сенсором pH-метром, известно, что изоэлектрическая точка равная 4.5pH характерна для соевых белков, которая характеризует уровень минимальной растворимости белка, при которой примерно 85% растворимых белков выпадают в осадок и могут быть отделены от растворимых сахаров и так называемых «сывороточных» белков. В емкость осаждения обязательно добавляется антипенный препарат для предотвращения формирования пенообразования, достигают уровня 4.5pH-4.7pH, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков.

Пятая стадия - декантирование кислотного осадка

Из ёмкости осаждения белковый раствор поступает на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 95-97% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 10-15% и зависит от качества сои. При этом происходит отделение низкомолекулярных белков, которые в последующем могут быть использованы при производстве комбикормов. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где концентрируются до 70% по сухим веществам и могут быть использованы при смешивании с клетчаткой, для возможного дальнейшего использования в качестве ингредиент, наполнителя в кондитерской промышленности. Конденсат, после выпаривания на вакуумно-выпарной установки, проходит дополнительную очистку на системе ультрафильтрации и обратного осмоса и возвращается опять в начало процесса, с целью экономии воды и энергии на нагрев.

Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 50-55°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=50-55°С, pH раствора 4.5-4.7, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 90-93%.

После декантирования, тяжёлая фаза, состав которой порядка 2,4% растворимых минералов, 65% воды и 32,6% высокомолекулярного белка, поступает на промывки белкового концентрата, в промежуточную приёмную ёмкость. Для полноценной промывки белкового концентрата добавляется технологическая вода, после обработки на комплексной заводской системе ультрафильтрации и обратного осмоса, для увеличения влажности до 91%.

Шестая стадия - первая стабилизация pH, белкового раствора

Суспензию влажностью 90-93% и pH = 4.5-4.7 подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепесток, в первой ёмкости экстракционной.

На седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6-6.5; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка.

Восьмая стадия - процесс ферментации белка.

Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на д

В ёмкость модификации белка, для начала процесса ферментации, с помощью энзима, марки Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU, поступает ферментативный раствор: энзим перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды. Процент подачи энзима составляет от общего от 0,2% до 1%, от массы белка в ёмкости модификации, что является основным преимуществом нашей технологии. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: белкового концентрата и энзима в первой ёмкость ферментации. Автоматическая система контроля уровня раствора в первой ёмкости ферментации, рассчитывает время нахождения раствора энзима и белока, соответствующее не более 20 минутам, при этом при достижении нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, с целью активации процесса ферментации, с помощь, центробежного насоса. Опытным путём найдена прямая зависимость при использовании этого типа насосов для продолжительности и эффективности процесса энзимации, в виду высокой скорости вращения и винтовидной формы крыльчатки. По достижению времени нахождения сырья: белок и энзим во второй энизматической ёмкости, с помощью автоматической системы контроля, раствор белок и энзим, поступает в зону термического шока. При этом способе ферментации, мы добиваемся огромного количество быстро усваиваемых мелких пептидов размером до 10 кДа по молекулярному весу. Это наиболее низкое возможное значение изолированных белков, с разрозненной молекулярной решёткой, при этом полностью сохраняющей свойства и органолептику соевого белка. Ниже этого значения белок начинает терять свои свойства, переходя в разряд нерастворимых беловых соединений. Контроль, за процессом ферментации происходит с помощью потокового прибора измерения вязкости, установленный на линии циркуляции ёмкости ферментации №2, а также для дополнительной индикации, на потоковой линии, при перемещении раствора в зону термического шока.

Таким образом, мы добились получения мелкомолекулярных соединений, очищенных соевых изолированных белков, без нарушения молекулярной решётки.

После второй энизматической ёмкости раствор проходит гомогенизацию и подается на девятую стадию - термический шок при температуре t = 135°С – 140°С. Расчётное время прохождения зоны термического шока, составляет 0,2 секунды. Это достаточно, чтобы остановить процесс ферментации и не допустить денатурация белка. После термического шока, сырьё поступает в вакуумную ёмкость, которую осуществляют при температуре t = 135°С – 140°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость, с системой быстрого охлаждения. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера моментального охлаждения сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Для уменьшения пылеобразования продукта и придания ему товарного одноструктурного вида, высушенный порошок подается в аппарат для глазурирования и компаундирования, где, с добавлением высокостабильного соевого масла, лецитина, пеногасителя происходит нанесение оболочки на мелкодисперсный порошок. После этого готовый продукт, проходя через магнитный сепаратор, поступает на линию упаковки в мешки и или другую тару и упаковку.

Пример 1

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 50°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.3; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 70% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,45; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 50°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.5, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 95% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 10% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 50°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=50°С, pH раствора 4.5, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 90%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 90% при том же уровне pH 4.5. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1500CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет 0,2% от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1500CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 135°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость, с системой быстрого охлаждения. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера быстрой отгонки сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Пример 2

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 52°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.5; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 73% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,5; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 53°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.6, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 96% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 13% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 53°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=53°С, pH раствора 4.6, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 92%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 92% при том же уровне pH 4.6. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6,2; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1500CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет 0,5% от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1500CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 137°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость с системой быстрого охлаждения. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера быстрой отгонки паров сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Пример 3

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 55°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.8; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 75% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,55; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 55°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.7, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 97% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 15% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 55°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=55°С, pH раствора 4.7, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 93%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 93% при том же уровне pH 4.7. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6.5; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1500CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет 1%, от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1500CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 140°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость, с системой быстрого охлаждения. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера быстрой отгонки паров сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Пример 4

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 50°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.3; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 70% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,45; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 50°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.5, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 95% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 10% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 50°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=50°С, pH раствора 4.5, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 90%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 90% при том же уровне pH 4.5. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1200CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет 0,2% от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1200CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 135°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость, с системой быстрого охлаждения паров. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера быстрого отгонки паров сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Пример 5

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 52°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.5; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 72% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,5; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 53°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.6, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 96% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 13% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 53°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=53°С, pH раствора 4.6, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 92%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 92% при том же уровне pH 4.6. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6,2; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1200CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет 0,6% от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1200CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 136°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость, с системой быстрого охлаждения паров. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера быстрой отгонки паров сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белока.

Пример 6

Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в ёмкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь, разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную ёмкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 55°С; добавляют каустическую соду увеличивая pH до 7.8; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и не экстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия - вторая экстракция: начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы, происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу - ворой экстракции подают в ёмкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера, до ёмкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 75% подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия - кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подаются в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,55; при этом температура в ёмкости осаждения находится в пределах 55°С; кроме того в емкость осаждения добавляют антипенный препарат при этом уровень pH достигает 4.7, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в ёмкости осаждения для созревания белков; пятая стадия - декантирование белкового осадка: из ёмкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы - сыворотки, состоящей из растворенных сахаров - углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки, т. е. белок, с которым мы дальше продолжаем работать. Сыворотку, влажностью 97% подают в буферную ёмкость, а затем в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков, при этом содержание белков 15% и зависит от качества сои. После разделения на ультрафильтрации, выделенные углеводы отправляются на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируют и их собирают в отдельную ёмкость-хранилище, для дальнейшего использования. Выделенную влагу, в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса. Температура возвращаемой технологической воды, после обработки на обратноосмотической установки и ультрафильтрации составляет 55°С, что предаёт процессу значительную экономию энергии.

Процесс декантирования пятой стадии осуществляют при температуре t=55°С, pH раствора 4.7, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 93%. На шестой стадии после декантирования, белкового осадка, тяжёлую фазу, в виде концентрированного высокомолекулярного белка, подают в промежуточную ёмкость, с целью восстановить гидромодуль, с помощью чистой промывочной воды, прошедшей ультра фильтрационную и обратно осмотическую очистку. В промежуточной промывочной ёмкости, суспензию доводят до влажности 90-93% при том же уровне pH 4.7. Далее на шестой стадии, суспензию с указанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу – декантер. Твёрдая фаза после декантирования подаётся в первую промежуточную ёмкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза с целью сокращения энергетических затрат на нагрев воды, подаётся на начало процесса, для смешивания с белым лепестком, в первой ёмкости экстракционной. На следующией седьмой стадии выполняют приведения pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в ёмкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения уровня pH 6.5; после достижения необходимого pH сырьё перегоняют в ёмкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводиться ферментативный раствор энзима Bromelain 1200CDU перемешанный с водой, в соотношении 1:25, 1 часть энзима, 25 частей воды, при этом процент подачи энзима составляет 1%, от массы белка в ёмкости модификации. По мере поступления энзиматического раствора в ёмкость модификации белка, происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим, в первую ёмкость ферментации. Уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой ёмкости ферментации, время нахождения раствора фермента и белока не более 20 минут. При достижении времени нахождения раствора в первой ёмкости ферментации, соответствующее 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую ёмкость ферментации, где активируют процесс ферментации посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа. По достижению времени активации равному 20 минутам нахождения сырья: изолированного белка ифермента, под воздействием энзима марки Bromelain 1200CDU раствор: белок и энзим гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 140°С в течении 0,2 секунды с помощью парового теплогенератора. После термического шока, ферментативный изолированный белок пререходит на десятую стадию, на котором изолированный белок попадают в вакуумную ёмкость, с системой быстрого охлаждения паров. Осуществляют резкое снижение температуры белка со 140°С, до температуры - 55°С. При этом охлаждающая камера быстрой отгонки паров сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа и все ароматические и не сконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье в буферную ёмкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап - на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления – который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки с нижней части сушки, который в противотоке испаряет молекулы воды; при этом башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение, за счёт сужения выходного отверстия из сушильной башни, с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5%, поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковку. Перед упаковкой возможна ламинация продукции, введение одного из ингредиентов: соевое масло, лецитин, пеногаситель, с помощью смесительного миксера и распылительной форсунки на сухой порошок соевого изолированного белка.

Claims (1)

1. Способ получения соевого изолированного белка методом водно-щелочной экстракции, отличающийся тем, что способ осуществляется в несколько стадий; на первой стадии выполняют замачивание обезжиренного белого лепестка, при этом добавляют антипенный препарат, затем на второй стадии выполняют первую экстракцию, для чего создают гидромодуль: воды и белого лепестка в емкости первой экстракции в водно-щелочном растворе; при этом щелочь разводят в воде, которая прошла ультрафильтрацию и обратный осмос, и подают в первую экстракционную емкость, используемый гидромодуль соответствует 1:10; процесс осуществляют при температуре 50–55°С; добавляют каустическую соду, увеличивая pH до 7,3–7,8; при этом время нахождения суспензии в первой экстракционной емкости составляет 40 минут, при постоянном помешивании; затем из первой экстракционной емкости суспензию подают в горизонтальную центрифугу-декантер, в которой под воздействием центробежной силы происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и неэкстрагированные белки; при этом жидкая фаза – первой экстракции подают в промежуточную емкость осаждения белков, а твердую фазу – в емкость второй экстракции для более полного выделения остаточных белков и сахаров; третья стадия – вторая экстракция – начинается с поступления твердой фазы из первой экстракции в емкость для повторной экстракции, где твердую фазу смешивают с технологической водой, прошедшей обработку в системе двухступенчатой отчистки: ультрафильтрации и обратного осмоса; затем из второй экстракционной емкости суспензию подают во вторую горизонтальную центрифугу-декантер, в которой также с использованием центробежной силы происходит разделение жидкой фазы, содержащей водорастворимые белки и сахара, от твердой фазы, содержащей нерастворимые углеводы – клетчатку и остатки водо-нерастворимых низкомолекулярных белков; жидкую фазу – второй экстракции подают в емкость осаждения белков, где в потоковую линию, на участке от выхода с декантера до емкости осаждения, подают раствор соляной кислоты, через статический миксер, находящийся в потоковой линии; а твердую фазу – клетчатку влажностью 70–75% – подают шнековым конвейером в контейнер для сбора клетчатки или для дальнейшей обработки, сушки клетчатки и упаковки; четвертая стадия – кислотное осаждение белков: жидкую фазу с растворенными белками и сахарами с первой и второй экстракции подают в емкость для осаждения белков, при этом через потоковый трубопровод, включая статический миксер, добавляют раствор соляной кислоты для создания pH 4,45–4,55; при этом температура в емкости осаждения находится 50°С–55°С; кроме того, в емкость осаждения добавляют антипенный препарат; при этом уровень pH достигает 4,5–4,7, осажденная суспензия выдерживается в течение 30 минут в емкости осаждения для созревания белков; пятая стадия – декантирование белкового осадка: из емкости осаждения белковый раствор подают на горизонтальную центрифугу-декантер для разделения жидкой фазы – сыворотки, состоящей из растворенных сахаров – углеводов и сывороточных низкомолекулярных белков, а также твердой фазы, содержащей в себе осажденные высокомолекулярные белки; сыворотку влажностью 95-97% подают в буферную емкость, а затем – в систему ультрафильтрации, где происходит отделение низкомолекулярных сывороточных белков; после разделения на ультрафильтрации выделенные углеводы отправляют на вакуумно-выпарную установку, где они концентрируются и их собирают в отдельные емкости-хранилища для дальнейшего использования; выделенную влагу в виде конденсата подают на дополнительную очистку в систему ультрафильтрации и обратного осмоса, а затем возвращают в начало процесса; при этом температура возвращаемой технологической воды после обработки на обратноосмотической установке и ультрафильтрации составляет 50–55°С, процесс декантирования – пятую стадию – осуществляют при температуре t=50–55°С, pH раствора 4,5–4,7, влажность подаваемой суспензии на декантер соответствует 90–93%; на шестой стадии после декантирования белкового осадка тяжелую фазу в виде концентрированного высокомолекулярного белка подают в промежуточную емкость с целью восстановить гидромодуль с помощью промывочной воды, прошедшей ультрафильтрационную и обратноосмотическую очистку; в промежуточной промывочной емкости суспензию доводят до влажности 90–93% при том же уровне pH 4,5–4,7; далее на шестой стадии суспензию с вышеуказанными параметрами подают на горизонтальную центрифугу-декантер; твердая фаза после декантирования подается в первую промежуточную емкость первичной стабилизации pH, а жидкая фаза подается на начало процесса для смешивания с белым лепестком в первой экстракционной емкости; на следующей, седьмой, стадии выполняют приведение pH очищенного изолированного белка к щелочному балансу, для чего в емкость первой стабилизации вводят каустическую соду до повышения pH 6–6,5; после достижения необходимого pH сырье перегоняют в емкость модификации белка и начинают восьмую стадию – процесс ферментации белка, для чего в соевый изолированный экстракт белка вводится ферментативный раствор энзима Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU, смешанный с водой в соотношении 1:25, при этом процент подачи энзима составляет от 0,2% до 1% от массы белка в емкости модификации; по мере поступления энзиматического раствора в емкость модификации белка происходит перекачка раствора: соевый изолированный экстракт и энзим в первую емкость ферментации; уровень ферментации раствора контролирует автоматическая система в первой емкости ферментации, время нахождения раствора фермент и белка составляет не более 20 минут; при достижении времени нахождения раствора в первой емкости ферментации, соответствующего 20 минутам, происходит автоматическое перемещение раствора во вторую емкость ферментации, где активируют процесс ферментации, посредством центробежного насоса и внутреннего смесителя, лопастного типа; по достижении времени активации, равного 20 минутам нахождения раствора во второй емкости ферментации, под воздействием энзима марки Bromelain 1500CDU или Bromelain 1200CDU раствор белка и энзима гомогенизируют и подают в зону термического шока на девятую стадию, которую осуществляют при температуре t = 135°С–140°С в течение 0,2 секунд с помощью парового теплогенератора; после термического шока ферментативный изолированный белок проходит десятую стадию, на которой изолированный белок попадают в вакуумную емкость с системой быстрого охлаждения паров, где осуществляют резкое снижение температуры белка от 140°С до 55°С; при этом охлаждающая камера в вакуумной емкости сконструирована таким образом, что увеличивает парообразование летучих ароматических веществ, которые и удаляются вместе с паром, проходя через теплообменник-конденсатор трубчато-пластинчатого типа, и все ароматические и несконденсировавшиеся вещества удаляют из системы водно-кольцевым насосом, после чего сырье поступает в буферную емкость перед сушильной камерой, после чего направляется на одиннадцатый этап – на распылительную сушильную установку, так охлажденное сырье посредством двухступенчатого насоса высокого давления, который одновременно гомогенизирует белки и подает поток горячего воздуха в распылительные сопла инжектора на головке сушки, с нижней части сушки, при этом в противотоке испаряются молекулы воды; кроме того, башня сушки оснащена лопастями, которые придают потоку воздуха ускорение за счет сужения выходного отверстия из сушильной башни с целью удаления горячего воздуха и частиц белка через циклон, в котором улавливается не менее 99% изолированного белка, а оставшиеся 1% твердых веществ улавливают с помощью фильтр-мешков; затем высушенный продукт – соевый изолированный белок в порошкообразной форме с содержанием влаги около 5% – поступает в промежуточный бункер и на последнюю двенадцатую стадию – упаковки.