СПОСОБ БЕЗОТХОДНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН АМАРАНТА
METHOD FOR WASTE-FREE PROCESSING OF AMARANTH SEEDS

Изобретение относится к масложировой, комбикормовой и пищевой промышленности, а именно к способам получения масла, белкового и крахмального продуктов из амаранта.
Известен способ безотходной переработки семян амаранта и технологическая линия для его осуществления (Патент №2426773 Российская Федерация, МПК С11В 1/10. Способ безотходной переработки семян амаранта и технологическая линия для его осуществления / Антипов С.Т., Журавлев А.В., Черноусов И.М.; патентообладатель: государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) (RU). - 2010109695/13; заявл. 15.03.2010; опубл. 20.08.2011), включающий очистку семян амаранта от примесей, сушку до влажности 12%. Амарантовое масло отделяют прессованием. Оставшийся после прессования амарантовый жмых измельчают, заливают растительным рафинированным дезодорированным маслом в соотношении амарантовый жмых: масло 1:0,6…1:1. Осуществляют экстракцию оставшегося в нем амарантового масла в два этапа. Проводят предварительную экстракцию при температуре 323…328 К, затем осуществляют окончательную экстракцию путем выстойки смеси амарантового жмыха и растительного дезодорированного масла в течение 48 часов.
Недостатком этого способа является извлечение оставшегося в жмыхе амаранта масла путем двухэтапной экстракции, что является очень энергозатратным процессом и требует достаточно большой продолжительности. Кроме того извлечение масла экстракцией растительным рафинированным дезодорированным маслом значительно удорожает себестоимость получения продукции, делает процесс трудоемким, многостадийным.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белкового и крахмального продуктов (Патент №2209233 Российская Федерация, МПК С11В 1/00, С11В 1/06. Способ переработки семян амаранта с извлечением масла, получением белкового и крахмального продуктов / Калиничева М.В. Мирошниченко Л.А. Сироткин В.Т В.; патентообладатель: Калиничева Маргарита Васильевна (RU). - 2002119680/13; заявл. 24.07.2002; опубл. 27.07.2003), включающий измельчение семян амаранта, полученную измельченную смесь просеивают с получением крахмальной фракции и смеси зародышей и оболочек семян амаранта. Сушку полученной смеси ведут при температуре не выше 35°С и далее осуществляют холодное проходное прессование смеси зародышей и оболочек семян амаранта при температуре не выше 40°С. Полученное масло отстаивают и подают на фильтрацию. Жмых холодного проходного прессования смешивают с масляным отстоем и подвергают второму прессованию с выделением масла и жмыха в виде зародышевых хлопьев в качестве белковой фракции.
Недостатком аналога является, то, что при получении масла из семян амаранта возможен распад ценнейшего компонента амарантового масла (сквалена), а также частичная денатурация белковых составляющих зародыша и жмыха из него.
Амарантовое масло содержит большое количество сквалена, который является важнейшим биологически активным компонентом, выполняющим в организме роль регулятора липидного и стероидного обмена. Поэтому амарантовое масло обладает противоопухолевой и ранозаживляющей активностью. Амарантовое масло может стать источником производства сквалена при условии высокой степени извлечения при его полной переработки.
Технической задачей изобретения является реализация способа безотходной переработки семян амаранта путем подбора рациональных режимов безотходной переработки семян амаранта и предлагаемой последовательности технологических операций при использовании щадящих температурных режимов при производстве масла, снижение удельных энергозатрат, повышение степени извлечения амарантового масла и качества амарантового масла за счет лучшей сохраняемости ценнейшего компонента амарантового масла (сквалена), получением амарантовой муки с крахмальной фракцией и биологически ценной белковой фракцией.
Поставленная задача решается тем, что способ безотходной переработки семян амаранта, характеризующийся тем, что семена амаранта подают в норию, в башмаке которой смонтирован магнитный сепаратор, для очистки от ферропримесей, затем очищенное зерно делят на три фракции: первая фракция с размерами 0,6-1,2 мм, вторая крупная фракция с размерами свыше 1,2 мм и третья мелкая фракция с размерами менее 0,6 мм, при этом первую фракцию направляют на оптическую сортировку зерна на белое и черное, вторую фракцию используют в качестве семенного материала, а третью мелкую фракцию направляют на прессование; черное зерно первой фракции направляют на прессование, а белое зерно разделяется на 3 типоразмера: первый - с размерами 1,0-1,2 мм, второй - с размерами 0,8-1,0 мм, третий - с размерами 0,6-0,8 мм; при этом белое зерно тремя отдельными потоками направляют на очистку от ферропримесей и последующее дробление, затем частицы каждого типоразмера сортируют: крупные частицы возвращают на повторное дробление; средние части направляют на инфракрасную обработку для получения вспученной крупки, часть которой идет на фасовку, а другая часть - после измельчения и просеивания на получение амарантовой муки; а мелкие части подают на прессование, где проходит процесс двухэтапного отжима масла, масло с каждого этапа подают на фильтрование; жмых, получаемый после второго прессования, направляют на измельчение, сушку, охлаждение и просеивание, недоизмельченный жмых возвращается на измельчение, а белковую муку транспортируют на хранение; черное зерно отправляют на двухэтапный отжим масла и фильтрование, после отжима жмых направляют в бункер кормовых продуктов.
Технический результат выражается в наиболее полном использовании семян амаранта для получения нескольких видов продукции, а именно семенного материала, амарантовой муки, белкового продукта, обладающего высокой биологической ценностью; а также в получении экологически чистых продуктов из семян амаранта - амарантового масла, крахмальной фракции и белковой фракции.
Способ безотходной переработки семян амаранта осуществляется следующим образом.
Предварительно очищенное зерно амаранта подается в норию, в башмаке которой смонтирован магнитный сепаратор, сама нория оснащается локальным фильтром.
После нории оно попадает в бункеры хранения зерна.
Из бункеров зерно поступает в первую секцию двухсекционного классификатора зерна амаранта.
В этой секции зерновой поток делится на три фракции: первая фракция с размерами 0,6-1,2 мм, вторая крупная фракция с размерами свыше 1,2 мм и третья мелкая фракция с размерами менее 0,6 мм.
Первая фракция с размерами частиц 0,6-1,2 мм направляется на оптическую сортировку фотосепараторами зерна на белое и черное, вторая крупная фракция с размерами свыше 1,2 мм используется в качестве семенного материала, третья мелкая фракция с размерами менее 0,6 мм направляется на прессование. Черное зерно первой фракции также направляется на прессование.
Отсортированное и очищенное белое зерно первой фракции направляется во вторую секцию двухсекционного классификатора, где происходит разделение продукта на типоразмера: первый - с размерами 1,0-1,2 мм, второй - с размерами 0,8-1,0 мм, третий - с размерами 0,6-0,8 мм, которые затем тремя отдельными потоками направляются на очистку от ферропримесей и последующее дробление в дробилках-измельчителях, снабженных частотными преобразователями и магнитной защитой.
Далее частицы каждого типоразмера сортируются: крупные частицы возвращаются на повторное дробление; средние части направляются на инфракрасную обработку для получения вспученной крупки, часть которой идет на фасовку, а другая часть - после измельчения и просеивания на получение амарантовой муки; а мелкие части подаются на прессование, где проходит процесс двухэтапного отжима масла.
После первичного отжима масло с каждого этапа собирается и направляется на фильтрование. Таким же образом собирают масло после вторичного отжима. После фильтрования масло распределяется по двум емкостям - в первую емкость масло с первичного отжима, во вторую - со вторичного.
Жмых, получаемый после второго прессования, направляется на измельчение, после которого измельченный продукт направляется на сушку.
Затем измельченный, высушенный и охлажденный жмых попадает на вторую секцию рассева.
Недоизмельченный продукт отправляется обратно на измельчение, а белковая мука - транспортируется на хранение.
Неочищенное зерно распределяется на две линии прессования.
Черное зерно после оптической сортировки также подают на прессование. Жмых после вторичного прессования подается в бункер кормовых продуктов.
Полученный жмых после отжима масла направляется на предварительное измельчение, а затем направляется на измельчение.
Измельченный продукт подается на первую секцию просеивателя, где делится на две фракции.
Фракция с размером менее 250 мкм направляется в бункер готовой продукции, а крупная фракция с размером более 250 мкм - на второе измельчение и просеивание. Затем цикл повторяется.
Из бункеров готовой продукции мука направляется на весовыбойные установки, с последующим фасованием в мешки.
Ведомость движения продукта в линии по переработке амаранта производительностью 3 т/ч
1. На входе в линию очистки подается предварительно очищенный продукт в количестве 3 т/ч.
2. После 1-й секции КЗА (классификатор зерна амаранта) зерно делится на 3 потока:
Фракция 0÷0,6 - до 2% = 60 кг/ч - направляется на отжим;
Фракция 0,6÷4,2 - до 96% = 2880 кг/ч - на оптическую сортировку;
Фракция >1,2 - до 2% = 60 кг/ч - на семена в бункер.
3. При оптической сортировке, происходит удаление щирицы в количестве 3%.
4. После оптической сортировки фракция 0,6÷1,2 направляется на 2-ую секцию КЗА и делится на 3 фракции:
1. 0,6÷0,8 - до 11% - 308 кг/ч
2. 0,8÷1.0 - до 51% - 1428 кг/ч
3. 1,0÷1,2 - до 38% - 1064 кг/ч
5. 3 фракции направляются каждую на свою дробилку-измельчитель. После измельчения продукт попадает на фракционирование на 3 классификатора на просеивание.
После просеивания получаем 2 фракции:
Зародыш 0-400 мкм - 25% - 700 кг/ч;
Перисперм 400 мкм - 74,7% - 2100 кг/ч;
6. Перисперм направляется на УТЗ.
Усушка после УТ3-5% - выход.
7. Крупка 75% - 1500 кг/час направляется:
на фасовку 50% = 750 кг/ч;
на муку 50% = 750 кг/ч;
Крупка 25% - 500 кг/ч - направляется:
на размол в муку с 3-го УТЗ = 500 кг/ч;
Итого: в муку 1250 кг/ч, на крупу 750 кг/ч.
8. Зародыш 700 кг/ч направляется на 1-е прессование. Отжим масла составляет 50÷85% (т.е. 5÷8%) - 35-56 кг/ч.
9. Жмых составляет 640÷660 кг. Направляется на 2-й отжим.
Выход масла составляет (1÷3%), т.е. 6,5÷20 кг/ч.
Выход жмыха составит при усушке 3% - 600÷650 кг/ч.
10. Выход чистого масла при фузе 10% составит после фильтр-прессов 50÷60 кг/ч.
11. Жмых направляется на переработку в высокобелковую муку, выход муки 600÷650 кг/ч.
12. Черное зерно составляет 300 кг/ч.
Выход масла после 2-х отжимов - около 2%, т.е. 6 кг/час. С учетом фузы чистого масла 5,5 кг/ч.
Жмых на корма составит с учетом усушки 3÷5% - 280÷285 кг/ч.
Предлагаемый способ безотходной переработки семян амаранта имеет следующие преимущества:
- использование очистительных установок позволяет получать более качественное амарантовое масло и использовать исходные семена амаранта с высокой степенью засоренности;
- позволяет наиболее комплексно перерабатывать семена амаранта для получения нескольких видов продукции, а именно семенного материала, амарантовой муки, белкового продукта, обладающего высокой биологической ценностью; а также в получении экологически чистых продуктов из семян амаранта - амарантового масла, крахмальной фракции и белковой фракции;
- использование двухстадийного извлечения амарантового масла позволяет максимизировать степень его извлечения из семян амаранта;
- повысить степень извлечения амарантового масла и качество амарантового масла за счет лучшей сохраняемости ценнейшего компонента амарантового масла - сквалена, обладающего биологической ценностью;
- реализуется безотходная переработка семян амаранта с возможностью получения широкого ассортимента готовой продукции: амарантовое масло, обезжиренный амарантовый шрот с высоким содержанием белка, отличающиеся высоким качеством.