СУДОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕЗОПЕЛАГИЧЕСКИХ РЫБ И РЫБНЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области биотехнологии и рыбопереработки, а более конкретно к конструкциям устройств (технологических линий) для комплексной переработки мезопелагических рыб и рыбных отходов и получения белковых ферментативных гидролизатов, и может быть использована, в т.ч. в судовых условиях, 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. C05F 9/04, А22С 25/00, опубл. 1998.05.20, содержащая измельчитель рыбных отходов, смеситель, ферментатор, 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 ее чрезмерная «насыщенность» дополнительным оборудованием для предварительного измельчения исходного сырья, например несколькими видами измельчителей, и как следствие, ее повышенные массогабаритные и стоимостные характеристики и невозможность по этим причинам использования данной линии в судовых условиях.
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. В63В 35/24, 38/00, опубл. 2005.11.27, содержащая соединенные между собой измельчитель, бункер-дозатор, устройство для получения рыбного белкового ферментативного гидролизата (ферментолизата) в составе ферментатора (реактора для ферментолиза), устройства для отделения и утилизации твердых отходов (в составе сушилки и мельницы), концентратор жидкого ферментативного гидролизата (вакуум-выпарной аппарат) и устройство для сушки готового ферментолизата - распылительную сушилку.
Недостатками ближайшего аналога (прототипа) является низкая экономическая эффективность и опасность микробной порчи продукта вследствие периодического характера загрузки исходного рыбного сырья. Работа концентратора и устройства для сушки ферментолизата помимо энергозатрат на испарение избыточной влаги требует дополнительного расхода тепловой энергии на разогрев устройств до необходимой температуры, что делает невыгодным периодический режим работы, когда каждый цикл концентрирования и сушки должен начинаться с разогрева соответствующих устройств. Кроме того, при подаче гидролизата на концентрированно и сушку непосредственно из ферментатора происходит простой последнего, а ферментативный гидролизат находится в открытом состоянии и подвержен микробной порче.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога - прототипа, включая увеличение производительности, снижение энергозатрат и опасности микробной порчи.
При этом решена задача создания более экономичной и производительной судовой технологической линии для переработки мезопелагических рыб и рыбных отходов в конечную продукцию с высокими потребительскими свойствами посредством реализации в судовых условиях безотходного и экологически безопасного способа производства.
Это достигается тем, что в предлагаемой судовой технологической линии для переработки мезопелагических рыб и рыбных отходов, содержащей взаимосвязанные между собой бункер-дозатор исходного сырья, устройство для получения ферментативного гидролизата, устройство для отделения твердых отходов, концентратор жидкого ферментативного гидролизата и устройство для сушки готового ферментолизата, в отличие от ближайшего аналога - прототипа, устройство для получения ферментативного гидролизата содержит в своем составе, по меньшей мере, три ферментатора для получения ферментативного гидролизата, установленных параллельно таким образом, что каждый из них по отдельности на входе соединен с бункером-дозатором исходного сырья, а на выходе - с устройством для отделения твердых отходов.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что устройство для получения ферментативного гидролизата дополнительно снабжено коммутационным распределительным устройством для поочередного направления исходного сырья для загрузки в соответствующий ферментатор и/или готового ферментативного гидролизата для выгрузки из соответствующего ферментатора.
В общем случае коммутационное распределительное устройство представляет собой 4-ходовой кран-распределитель, обеспечивающий соединение одного канала (гидравлического) с любым из трех остальных каналов (гидравлических). Кран-распределитель может быть снабжен электрическим, и/или гидравлическим, и/или пневматическим приводом для дистанционного управления.
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 с управляемой вручную или автоматически арматурой.
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 сырья, установленным перед бункером-дозатором.
В общем случае транспортировку сырья осуществляют механическими способами, например с помощью ленточных транспортеров.
Непрерывность работы концентратора и устройства для сушки обеспечивается трехтактным циклом последовательной работы ферментаторов рыбного сырья (ФРС), как показано в таблице 1, где для примера взята продолжительность ферментации 2 часа.
Такт 1. Сырье поступает в ФРС1 в течение первых двух часов цикла, причем за это время в ФРС2 полностью происходит процесс ферментолиза. Одновременно из ферментатора ФРС3 готовый ферментативный гидролизат, полученный из предыдущего цикла, подается на концентратор и устройство для сушки готового ферментолизата со скоростью, обеспечивающей непрерывную работу последнего. К моменту окончания выгрузки ферментолизата из ФРС3 ферментатор ФРС1 оказывается заполненным исходным сырьем и готовым к началу ферментолиза, а ФРС2 заполнен уже готовым ферментативным гидролизатом.
Такт 2. В течение следующих двух часов происходит подача сырья в ФРС3, освободившийся за время такта 1. Одновременно происходит ферментолиз в ФРС1, заполненный за время такта 1, и подача ферментолизата на концентратор и устройство для сушки из ФРС2. В конце такта ФРС1 содержит ферментативный гидролизат, ФРС2 пуст, а ФРС3 заполнен сырьем.
Такт 3. В течение этих двух часов происходит подача сырья в ФРС2, освободившийся за время такта 2. Одновременно происходит ферментолиз в ФРС3, заполненный за время такта 2, и подача ферментолизата на концентратор и устройство для сушки из ФРС1. В конце такта ФРС3 содержит продукты ферментации, ФРС1 пуст, а ФРС2 заполнен сырьем.
Далее цикл повторяется по мере необходимости с соблюдением последовательности тактов. В результате выполнения заявляемой полезной модели обеспечивается непрерывность загрузки устройств для концентрирования и сушки готового продукта, что позволяет увеличить производительность переработки мезопелагических рыб и рыбных отходов при снижении энергозатрат на разогрев и обогрев оборудования. Следствием увеличения производительности является сокращение времени хранения готовых продуктов ферментации и, соответственно, опасности микробной порчи последних.
Таблица 1
Цикл работы устройств для ферментации рыбного сырья (УФРС)
Такт
Часы
ФРС1
ФРС2
ФРС3
1
1-2
Загрузка сырья
Ферментолиз
Выгрузка на упаривание и сушку
2
3-4
Ферментолиз
Выгрузка на упаривание и сушку
Загрузка сырья
3
5-6
Выгрузка на упаривание и сушку
Загрузка сырья
Ферментолиз
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема судовой технологической линии для переработки мезопелагических рыб и рыбных отходов.
Примером конкретного выполнения заявляемой полезной модели является судовая линия, содержащая транспортер для подачи исходного сырья 1, бункер-дозатор 2, соединенный с тремя установленными параллельно ферментаторами (реакторами для ферментолиза) 3, 4 и 5, соответственно, насос для перекачки ферментолизата 6, устройство для отделения ферментолизата от твердых остатков (декантер) 7, соединенный с концентратором жидкого ферментолизата 8 и установленной за ним распылительной сушилкой 9; транспортер 10, соединяющий бункер-дозатор (2) с ферментаторами 3, 4, 5 и коммутационное устройство 11.
В судовых условиях реализацию способа (судовой технологии) переработки мезопелагических рыб и рыбных отходов с получением белковых ферментативных гидролизатов с помощью предлагаемой судовой технологической линии осуществляют следующим образом.
Сырье без предварительного измельчения, например мезопелагическая рыба, через бункер-дозатор 2 при помощи транспортера 10 коммутационным устройством 11 направляется в реактор 3 для ферментолиза. Туда же подается водопроводная вода массой 1/5-1/3 от массы сырья - мезопелагической рыбы. 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 60-240 мин.
По окончании процесса собственно ферментолиза в ферментаторе 3, белковый гидролизат вместе с твердыми остатками насосом 6 подают на устройство для отделения ферментолизата от твердых остатков (декантер) 7, откуда он далее поступает в концентратор ферментативного гидролизата 8 для сгущения его до концентрации сухих веществ не менее 15% и затем в распылительную сушилку 9 на сушку при температуре входящего теплоносителя - 210°С и температуре отходящего - 85-90°С.
Одновременно с загрузкой сырья в ферментатор 3 (соответствует ФРС1 в таблице 1) происходит ферментолиз сырья, предварительно загруженного в ферментатор 4 (соответствует ФРС2 в таблице) и перекачка готового ферментативного гидролизата, направленного коммутационным устройством 11 из ферментатора 5 (соответствует ФРС3 в таблице) на насос 6. Далее коммутационным устройством 11 поток сырья направляется в ферментатор 5, а ферментативный гидролизат из ферментатора 4 направляется на насос 6 для перекачки к декантеру 7. Последовательность тактов цикла, описанная в таблице, обеспечивает последовательно загрузкой, ферментолизом и выгрузкой все три реактора 3, 4 и 5 по очереди, а сушилку 9 - непрерывной подачей сгущенного белкового гидролизата.