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. Линия содержит 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. Новым является то, что ферментатор дополнительно снабжен разгрузочным устройством, выполненным в виде горловины с герметичным закрытием. Полезная модель позволяет расширить производственно-технологические возможности линии в отношении переработки более широкого диапазона номенклатуры исходного сырья морского происхождения, включая гидробионтов с твердыми наружными покрытиями.

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.

1. Линия для комплексной переработки гидробионтов и производства белковых ферментативных гидролизатов, содержащая 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, отличающаяся тем, что 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.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что горловина разгрузочного устройства выполнена диаметром, преимущественно не менее 0,5 диаметра обечайки корпуса ферментатора.

3. Линия по п.1 или 2, отличающаяся тем, что 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.

4. Линия по п.3, отличающаяся тем, что устройство для измельчения твердых отходов выполнено в виде параллельно установленных вальцовой или молотковой и пальцевой мельниц.

5. Линия по п.4, отличающаяся тем, что 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.

6. Линия по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена бункером-накопителем отфильтрованного гидролизата, установленным между устройством для фильтрации и сепаратором-жироотделителем.

7. Линия по п.5, отличающаяся тем, что устройство для фильтрации дополнительно снабжено бункером-накопителем отфильтрованного гидролизата, соединенным на выходе с сепаратором-жироотделителем.