ЛИНИЯ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОБИОНОВ И ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВЫХ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ

Полезная модель относится к области биотехнологии и рыбопереработки, а более конкретно к конструкциям устройств (технологических линий) для комплексной переработки гидробионтов и получения белковых ферментативных гидролизатов, и может быть использована в рыбной, пищевой и других отраслях промышленности для производства продуктов пищевого, кормового и лечебно-профилактического назначения.
Известна линия для производства биокомпоста из отходов рыбоперерабатывающего производства по патенту РФ №2111194, кл. C 05 F 9/04, А 22 С 25/00, опубл. 1998.05.20, содержащая измельчитель рыбных отходов, смеситель, ферментер, сушильный аппарат, а также устройство для определения исходных характеристик измельченных рыбных отходов и измельчитель органического наполнителя с аппаратом для его гранулирования и сушки, предназначенная для переработки и утилизации рыбных отходов в органическое удобрение для сельского хозяйства.
Недостатком указанной линии - аналога является невозможность ее использования для переработки многих широкого распространенных видов сырья морского происхождения, например двустворчатых или брюхоногих моллюсков и т.п., имеющих твердый наружный покров в виде раковины, состоящей из соединений кальция, а также чрезмерная «насыщенность» линии
дополнительным оборудованием для предварительного измельчения исходного сырья, например несколькими видами измельчителей, и как следствие, ее повышенная стоимость.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за ближайший аналог-прототип полезной модели, является установленная на добывающем судне линия для осуществления ферментативного способа переработки гидробионтов, преимущественно мезопелагических рыб и/или криля, по патенту РФ на полезную модель №49512, кл. В 63 В 35/24, 38/00, опубл. 2005.11.27, содержащая соединенные между собой измельчитель, бункер-дозатор, ферментатор (реактор для ферментолиза), устройство для отделения твердых отходов, устройство для утилизации твердых отходов (в составе сушилки и мельницы), жировой сепаратор, вакуум выпарной аппарат и распылительную сушилку.
Недостатком указанной линии-прототипа являются ограниченные возможности ее использования для переработки и получения (производства) белковых ферментативных гидролизатов из гидробионтов (и другого сырья морского происхождения), содержащих твердые наружные покрытия, например из двустворчатых или брюхоногих моллюсков и т.п., имеющих твердый наружный покров в виде раковины, состоящей из соединений кальция, что в основном обусловлено ограниченными технологическими возможностями и характеристиками примененного в составе линии ферментатора (реактора для ферментолиза), а также нерациональным расположением в составе линии других необходимых для осуществления технологии комплексной переработки устройств и оборудования.
Кроме того, недостатком прототипа является практически обязательное использование в составе линии устройства для предварительного измельчения исходного сырья перед его непосредственной загрузкой в ферментатор.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков прототипа, включая, в первую очередь, расширение производственно-технологических возможностей линии в отношении переработки более широкого диапазона номенклатуры исходного сырья морского происхождения, включая гидробионтов с твердыми наружными покрытиями.
При этом решена задача создания оптимально сбалансированной по своим конструктивным особенностям и более экономичной технологической линии - взаимосвязанного комплекта оборудования, позволяющей в условиях широкомасштабного промышленного производства реализовать на практике способ (технологию) комплексной безотходной переработки гидробионтов (всех основных видов сырья морского происхождения) и производства сухих белковых ферментативных гидролизатов с одновременным получением, в том числе из их отходов, сопутствующей целевой продукции с высокими потребительскими свойствами для ее дальнейшего использования при производстве продуктов пищевого, кормового и лечебно-профилактического назначения.
Это достигается тем, что в предлагаемой линии для комплексной переработки гидробионтов и производства белковых ферментативных гидролизатов, содержащей взаимосвязанные между собой бункер-дозатор исходного сырья, ферментатор, устройство для отделения твердых отходов, устройство для фильтрации гидролизата, сепаратор-жироотделитель с емкостью для сбора жира, пастеризатор-накопитель отфильтрованного и обезжиренного ферментолизата, концентратор жидкого ферментативного гидролизата, устройство для сушки готового ферментолизата, например распылительную сушилку, при этом устройство для отделения твердых отходов на выходе твердой фракции соединено с последовательно установленными устройством для сушки твердых отходов, например барабанной сушилкой, и устройством для
их измельчения, например дробилкой, в отличие от прототипа, ферментатор дополнительно снабжен предусмотренным, преимущественно в его нижней части, разгрузочным устройством, выполненным в виде горловины с герметичным закрытием, например крышкой с автоматически управляемым механическим запорным устройством.
Кроме того, поставленные цели достигаются тем, что горловина разгрузочного устройства выполнена диаметром, преимущественно не менее 0,5 диаметра обечайки корпуса ферментатора, что является необходимым и достаточным техническим условием для быстрого и беспрепятственного (с минимальным сопротивлением) прохождения в процессе разгрузки ферментатора смешанной фракции жидкого гидролизата и твердых отходов гидробионтов непосредственно через горловину разгрузочного устройства, особенно через сечение в районе примыкания упомянутой горловины к корпусу ферментатора.
Собственно ферментатор выполнен по типу химического реактора в виде емкости из антикоррозийных материалов и снабжен устройством для перемешивания, рубашкой и устройством управления технологическим процессом, например контрольно-измерительной аппаратурой.
В общем случае компоновки линии устройство для отделения твердых отходов выполнено в виде последовательно соединенных между собой устройства типа грохота и устройства типа нутч-фильтра, или друг-фильтра, или пресс-фильтра, а устройство для измельчения твердых отходов - в виде параллельно установленных вальцовой или молотковой и пальцевой мельниц.
Для осуществления конечной стадии технологического процесса устройство для сушки готового ферментолизата и устройство для измельчения твердых отходов на выходе соединены с устройствами для отделения сухого продукта от газообразного теплоносителя, соответственно, выполненными,
например по типу циклонов.
Все входящие в состав предлагаемой линии отдельные устройства и виды оборудования могут быть взаимосвязаны между собой в зависимости от конкретных условий и происходящих в них технологических процессов либо механически, либо гидравлически или пневматически, например посредством соответствующего типа трубопроводов.
Хранение расходного ферментного препарата может быть предусмотрено посредством дополнительного оборудования ферментатора весовым и объемным дозаторами (на чертеже не показаны), например путем их закрепления непосредственно на его корпусе.
В зависимости от условий конкретного производства линия может быть снабжена приемным и/или приемно-накопительным бункером для предварительного хранения рыбного сырья, установленным перед бункером-дозатором.
Кроме того, возможен вариант, при котором линия может быть дополнительно снабжена бункером-накопителем отфильтрованного гидролизата, установленным между устройством для фильтрации и сепаратором-жироотделителем, либо в другом варианте, устройство для фильтрации может быть дополнительно снабжено бункером-накопителем отфильтрованного гидролизата, соединенным на выходе с сепаратором-жироотделителем.
В качестве сырья может быть использована рыба живая, рыба мороженная, отходы промпереработки рыбы, рыба пониженной товарной ценности, мелочь третьей группы и т.д., а также моллюски, ракообразные, иглокожие, т.е. все основные виды сырья водного происхождения.
В общем случае транспортировку сырья осуществляют механическими способами, например с помощью ленточных транспортеров.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема линии для комплексной переработки гидробионтов и производства белковых ферментативных гидролизатов с условно обозначенными основными функциональными элементами ее конструкции.
Примером конкретного выполнения заявляемой полезной модели является линия, содержащая бункер-дозатор 1, соединенный посредством механического транспортера 2 с ферментатором (реактором для ферментолиза) 3 со специально предусмотренным и оборудованным в его нижней части разгрузочным устройством (на чертеже не показано), выполненным, в свою очередь, в виде вертикальной горловины с герметичной крышкой и механизмом для ее открывания и закрывания (на чертеже не показаны), устройство для отделения твердых отходов 4, устройство для фильтрации 5 гидролизата, бункер-накопитель 6 гидролизата, сепаратор 7 для отделения жира, емкость для сбора жира 8, пастеризатор-накопитель ферментолизата 9, концентратор ферментативного гидролизата 10, распылительную сушилку 11, пневматически сообщенную с циклонами 12, шнек-охладитель 13, соединенный с участком фасования готового продукта в тару, например мешки, насосы 14, соединенный с устройством для отделения твердых отходов агрегат для промывки твердых отходов 15, последовательно установленные (за агрегатом 15) сушилку для твердых отходов 16 и дробилку 17 твердых отходов, сообщенную пневматически своим выходом с входом циклона 18.
Концентратор 10, выполненный по типу распылительной сушилки 11, на своем рабочем входе (на чертеже не показан) пневматически сообщен, например посредством воздуховода (на чертеже не показан) и через последовательно подсоединенные циклоны 12 с выходом (на чертеже не показан) распылительной сушилки 11 целевого готового продукта.
Реализацию способа комплексной переработки гидробионтов с получением белковых ферментативных гидролизатов и других сопутствующих конечных целевых продуктов с помощью предлагаемой технологической линии осуществляют следующим образом.
Сырье без предварительного измельчения, например мидии, или креветки, или рыбные отходы через бункер-дозатор 1 при помощи транспортера 2 подают в реактор 3 для ферментолиза. Туда же подается водопроводная вода массой 1\5-1\3 от массы сырья. Посредством подачи теплоносителя в рубашку (на чертеже не показана) реактора 3 смесь нагревают до 40-50°С. Затем в реактор, например посредством соединенного с ним дозатора, вносят ферментный препарат - протеазу. Ферментолиз ведут при постоянном перемешивании в течение 60-90 мин.
По окончании процесса собственно ферментолиза белковый гидролизат вместе с твердыми остатками наружного покрытия гидробионтов выгружают через горловину разгрузочного устройства на грохот, преимущественно с диаметром ячеи сетки более 1 мм, т.к. сырье, в том числе гидробионты с твердым наружным покрытием, перед его загрузкой в ферментатор не подвергают предварительному измельчению.
Затем гидролизат с помощью устройства для отделения твердых отходов 4, например грохот (или других известных устройств для отделения твердых включений и фильтрации), очищают от панциря, или раковин, или рыбных костей, или других твердых отходов, и подают через устройство для фильтрации 5, состоящее, например, из нутч-фильтра, друг-фильтра и пресс-фильтра, или других известных устройств для фильтрации (на чертеже не показаны), в бункер-накопитель 6.
Из бункера накопителя 6 гидролизат насосом 14 подают на жировой сепаратор 7 для отделения жира, который собирают в емкость для сбора жира 8.
Из сепаратора 7 обезжиренный ферментолизат подают в пастеризатор-накопитель 9, где при температуре 80°С гидролизат пастеризуют и хранят до сушки.
Далее гидролизат подают в концентратор 10 для сгущения его до концентрации сухих веществ не менее 15%.
Сгущенный гидролизат подают на сушку в распылительную сушилку 11.
Сушку производят при температуре входящего теплоносителя - 210°С и температуре отходящего - 85-90°С.
Отработанный в сушилке 11 воздух с ее выхода через циклоны 12 направляют в концентратор 10, при этом основную массу сухого готового продукта отделяют в циклонах 12, а сверхмелкую фракцию (пыль) сухого гидролизата утилизируют в концентраторе 10 по принципу мокрого скруббера, который (концентратор 10) в данном случае выполняет функцию оконечного устройства для очистки отработанного воздушного теплоносителя (в качестве которого и использован концентратор 10), при этом отходящий из сушилки 11 теплоноситель одновременно используют для нагрева гидролизата в концентраторе 10 и тем самым осуществляют утилизацию тепловой энергии исходящего потока воздуха на выходе из распылительной сушилки 11.
На выходе из циклонов 12 готовый продукт - сухой гидролизат через шнек-охладитель 13 фасуют в мешки.
Твердые компоненты сырья, например раковины моллюсков или панцирь ракообразных, отделяют на устройстве для отделения твердых отходов 4 и подают на промывку в агрегат для промывки 15, например агрегат для промывки твердых отходов.
После промывки водопроводной водой в 3-5 кратном объеме по отношению к массе утилизируемого сырья, твердые отходы поступают на сушку в сушилку 16, например барабанного типа. Сушку производят при температуре 80-120°С в течение 10-15 мин., затем сухие отходы измельчают посредством дробилки 17, например вальцовой или молотковой - для панциря ракообразных, или молотковой и пальцевой - для раковин моллюсков.
Затем сухой сопутствующий продукт, например измельченная раковина моллюсков или измельченный панцирь ракообразных, через циклон 18, в котором его отделяют воздушного теплоносителя, а также от мельчайшей пылевой фракции, поступает на фасовку или дальнейшую «более тонкую» переработку.