Ресурсосберегающая линия безотходной переработки семян амаранта
Ресурсосберегающая линия безотходной переработки семян амаранта
Амарант признан организацией ЮНЕСКО продовольственной культурой XXI века. В последнее время в России возрос интерес к амаранту как продовольственной культуре. Семена зернового амаранта по характеристикам и свойствам сходны с зерном злаков, однако поскольку он не принадлежит к семейству злаковых, его называют псевдозлаком. Семена амаранта содержат в среднем 15... 17 % белка, 5...8 % масла и 3,7...5,7 % клетчатки, что выше, чем у большинства зерновых культур. Из-за значительного содержания лизина, которого в белке амаранта в два раза больше, чем у пшеницы, и в три раза больше, чем у кукурузы и сорго, качество белка амаранта считается очень высоким. Как известно, лизин является ценной незаменимой аминокислотой, так как в животных тканях он не может синтезироваться, и человек и животные получают его только из растений. Если оценить идеальный белок в 100 баллов, то молочный белок казеин будет иметь 72 балла, соевый - 68, пшеницы - 58, кукурузы - 44, а амаранта - 75 баллов. Хранится зерно с относительной влажностью 35 % насыпью при температуре в помещении 10... 12 °С не дольше 24 ч. При более продолжительном хранении начинаются необратимые физиологические и химические изменения в зерне амаранта, и оно становится негодным для получения масла. Факторами, лимитирующими широкое использование амаранта в сельском хозяйстве, являются отсутствие технологий и оборудования для полной комплексной переработки. Для решения данной проблемы предлагается способ безотходной комплексной переработки семян амаранта и технологическая линия для его осуществления с возможностью получения широкого ассортимента готовой продукции: амарантовое масло в чистом виде, растительное масло, обогащенное амарантовым маслом, обезжиренный амарантовый шрот с высоким содержанием белка.
Ключевые слова: ресурсосбережение, технологическая линия, технология, сушка, амарант, переработка, масло, тепломассообмен.
Summary.
The amaranth is recognized by the UNESCO organization a food crop of the XXI century. Recently interest in an amaranth, as to a food crop increased in Russia. Seeds of a grain amaranth according to characteristics and properties are similar to grain of cereals, however, as it doesn't belong to family of cereals, it call a pseudo-cereal. Seeds of an amaranth contain on average 15 ... 17 % of protein, 5 ... 8 % of oil and 3,7 ... 5,7 % of cellulose that above, than at the majority of grain crops Because of the considerable content of amino acid of a lysine which in protein of an amaranth is twice more, than at wheat, and three times more, than at corn and a sorghum, and even it is comparable by quantity to soy and cow's milk, quality of protein of an amaranth is considered very high. It is known that the lysine is valuable irreplaceable amino acid as in animal fabrics it can't be synthesized, both the person and animals receive it only from plants. If to estimate ideal protein in 100 points, milk protein casein will have 72 points, soy - 68, wheat - 58, corn - 44 and an amaranth of 75 points. To be stored grain with relative humidity of 35 % an embankment at a temperature in 10 ... 12 °C not more long than 24 h. At more long storage irreversible physiological and chemical changes in amaranth grain begin, and it to become unusable for further processing, for the purpose of oil extraction. The factors limiting wide use of an amaranth in a national economy of Russia are absence of technologies and the equipment for full complex processing. For the solution of this problem, authors of the present article, offer a way of waste-free complex processing of seeds of an amaranth and the technological line for its implementation with possibility of receiving the wide range of finished goods: amarantovy oil in pure form, the vegetable oil enriched with amarantovy oil, the fatfree amarantovy meal, with high protein content, differing in high quality.
Keywords: resource-saving, technological line, technology, drying, amaranth, processing, oil, warm mass exchange.
Амарант является ценнейшей злаковой культурой с огромным потенциалом использования в сельском хозяйстве. Практика показывает, что продукты его переработки представлены на рынке в незначительном количестве. Причина этого - отсутствие эффективных технологий и оборудования для его переработки [1].
На основании анализа существующих способов переработки семян амаранта и литературных данных нами разработан способ безотходной переработки семян амаранта и линия для его осуществления с возможностью получения высококачественного амарантового масла в чистом виде, позволяющий использовать влажные и засоренные семена амаранта в качестве исходного сырья и осуществлять выделение амарантового масла с максимальной степенью извлечения из исходных семян амаранта [2].
Амарантовое масло в основном содержит насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты и по сбалансированности наиболее близко к оливковому и облепиховому маслам. Амарантовое масло в значительно большем количестве, нежели остальные растительные масла, содержит сквален. Сквален является важнейшим биологически активным компонентом, выполняющим в организме роль регулятора липидного и стероидного обмена. Это масло обладает противоопухолевой и ранозаживляющей активностью [3].
В настоящее время сквален в промышленных масштабах получают из жира печени глубоководных акул. Амарантовое масло может стать возобновляемым источником ценного компонента - сквалена при условии разработки и реализации на практике высокоэффективного способа переработки семян амаранта.
Нами разработана технологическая линия безотходной переработки семян амаранта (рисунок). Она состоит: из накопительного бункера 1; очистительной установки 2, состоящей из двух сит, расположенных одно над другим, верхнее сито с размером ячеек 1,4 мм и нижнее сито с размером ячеек 0,8 мм; сушилки 3, представляющей собой цилиндроконическую сушильную камеру 19, в нижней части которой расположен завихритель 24, снабженный в верней части патрубками подвода закручивающего потока сушильного агента 18, выполненными с возможностью отклоняться в горизонтальном и вертикальном направлениях от тангенциального положения, в нижней - питателем 14 и разгонным участком 16 для получения газовзвеси; очистительной установки 4 для очистки семян амаранта от примесей, обладающих скоростью витания, отличающейся от скорости витания семян амаранта; буферной емкости 5 для хранения высушенных очищенных семян амаранта; шнекового пресса 6 для отделения амарантового масла; буферной емкости 7 для хранения амарантового масла; измельчителя амарантового жмыха 8; экстрактора 9; емкостей для выстойки смеси измельченного амарантового жмыха и растительного рафинированного дезодорированного масла 10; шнекового пресса 11 для отделения растительного масла, обогащенного амарантовым маслом, от обезжиренного амарантового шрота; буферных емкостей 12 и 13 для накопления растительного масла, обогащенного амарантовым маслом; и для накопления обезжиренного амарантового шрота.
Технологическая линия работает следующим образом. Исходные семена амаранта попадают в накопительный бункер 1 (рисунок) для их кратковременного хранения. Из накопительного бункера 1 семена подаются в очистительную машину 2 для очистки от примесей с геометрическими размерами, отличающимися от размера семени. Семена в очистительной машине 2 попадают на верхнее сито с размером ячеек 1,4 мм, через которые проходят и попадают на нижнее сито с размером ячеек 0,8 мм. Крупные примеси идут сходом с верхнего сита и удаляются. На нижнем сите мелкие примеси проходят через отверстия сита и удаляются, а предварительно очищенные семена амаранта направляются сходом с нижнего сита.
Предварительно очищенные семена амаранта поступают в сушилку 3 непрерывного действия с закрученными потоками сушильного агента, где высушиваются до относительной влажности Ш = 12 %, при которой наблюдается максимальный выход масла [4]. Сушка семян во взвешенно-закрученном слое характеризуется высокой интенсивностью процесса, низкими затратами, высоким качеством получаемого продукта, малой продолжительностью процесса [5, 6, 7].
После сушилки семена поступают на окончательную очистку от примесей в очистительную установку 4. Принцип очистки в очистительной установке 4 основан на различии скорости витания семян амаранта и примесей. Очистка происходит в два этапа: очистка от примесей, обладающих меньшей скорость витания, чем семена амаранта, и очистка от примесей, обладающих большей скорость витания, чем семена амаранта. Очищенные семена собираются в буферной емкости 5.
Из буферной емкости 5 очищенные семена поступают в шнековый пресс 6 для выделения амарантового масла в чистом виде. При прессовании получают амарантовое масло в чистом виде, которое собирается в буферной емкости 7, и амарантовый жмых, который идет на измельчение. Амарантовое масло отправляют на очистку (фильтрацию) и направляют на фасовку. Таким образом получают первый продукт - амарантовое масло в чистом виде.
Амарантовый жмых из шнекового пресса 6 поступает на измельчение в дробилку 8. Измельченный жмых заливают растительным рафинированным дезодорированным маслом (подсолнечное, хлопковое, кукурузное и т. д.), взятым в соотношении амарантовый жмых - масло 1:0,6... 1:1, и осуществляют экстракцию в экстракторе 9 оставшегося в нем амарантового масла в два этапа. На первом этапе проводят предварительную экстракцию при температуре 323...328 К. Не допускается нагревание смеси до температур свыше 328 К, так как при этом наблюдается ухудшение качественных показателей амарантового масла.
Экстрактор 9 имеет 2 зоны: зона интенсивного смешения и зона экстракции, представляющая собой горизонтальную корытообразную емкость с медленно вращающимся валом, на котором размещены перемещающие лопасти.
Из экстрактора 9 смесь амарантового жмыха и растительного рафинированного дезодорированного масла подают в буферные емкости 10 для осуществления второго этапа окончательной экстракции путем выстойки. Заполнение буферных емкостей 10 происходит последовательно, число емкостей и их объем подбирают в зависимости от производительности линии, но таким образом, чтобы выстойка смеси составляла 48 ч.
Из буферных емкостей 10 смесь амарантового жмыха и растительного дезодорированного масла поступает в шнековый пресс 11, где в процессе прессования получают два продукта: растительное масло, обогащенное амарантовым маслом, и обезжиренный амарантовый шрот с высоким содержанием белка. Растительное масло, обогащенное амарантовым маслом, из шнекового пресса 11 поступает в накопительную буферную емкость 12, откуда далее на очистку и фасовку. Обезжиренный амарантовый жмых из шнекового пресса 11 поступает в накопительную буферную емкость 13, откуда поступает на грануляцию и фасовку или сразу на фасовку.
Рисунок. Ресурсосберегающая линия безотходной переработки семян амаранта
Разработанная ресурсосберегающая линия 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; - использование оригинальной высокоэффективной сушильной установки с закрученным потоком сушильного агента позволяет использовать исходные семена амаранта с высокой начальной относительной влажностью в "щадящем" режиме, что позволяет получать конечные продукты с более высокими качественными показателями, и высушивать семена амаранта до относительной влажности Ш= 12 %; - использование двухстадийного извлечения амарантового масла позволяет максимизировать степень его извлечения из семян амаранта; - реализуется безотходная переработка семян амаранта с возможностью получения широкого ассортимента готовой продукции: амарантовое масло в чистом виде, растительное масло, обогащенное амарантовым маслом, обезжиренный амарантовый шрот с высоким содержанием белка.
ЛИТЕРАТУРА
- 1. Тепло - и массообмен при сушке семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем [Текст] / С. Т. Антипов, А. В. Журавлев, И. М. Черноусов. - Воронеж, 2011. - 222 с. 2. Пат. 2426773, Российская Федерация, С 11 В 1/10. Способ безотходной переработки семян амаранта и технологическая линия для его осуществления [Текст] / Антипов С. Т., Журавлев А. В., Черноусов И. М.- № 2010109695; заявл. 15.03.2010; Опубл. 20.08.2011, Бюл. № 23. 3. Антипов, С. Т. Проблема сушки зерна амаранта в России [Текст] /
C. Т. Антипов, А. В. Журавлев, А. В. Прибытков, И. М. Черноусов // Вестник ВГУИТ. -2009. -№ 1. - С. 27-30.
- 4. Антипов, С. Т. Исследование форм связи влаги в семенах амаранта сорта Ультра методом дифференциально-термического анализа [Текст] / С. Т. Антипов, А. В. Журавлев, И. В. Кузнецова, И. М. Черноусов [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2010. - № 8. - С. 14-16. 5. Пат. 2263262, Российская Федерация, F 26 В 17/10. Вихревая сушилка [Текст] / Антипов С. Т., Журавлев А. В., Прибытков А. В.- № 2004112142; заявл. 20.04.2004; Опубл. 27.10.2005, Бюл. № 30. 6. Антипов, С. Т. Новые технические решения в технике сушки дисперсных материалов [Текст] / С. Т. Антипов, Д. А. Казарцев, А. В. Журавлев, Е. С. Бунин [и др.] // Техника машиностроения. -2009. -№ 1. - С. 55-58. 7. Комбинированные аппараты с закрученным потоком теплоносителя для сушки дисперсных материалов [Текст] / С. Т. Антипов, А. В. Журавлев, Д. А. Казарцев, А. В. Бородкина, Д. А. Нестеров // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - 2014. - № 2. - С. 52-59. 1. Warm and a mass exchange when drying seeds of an amaranth in the device with deliberately - the twirled layer [Text] / S. T. Antipov, A. V. Zhuravlev, I. M. Cher - nousov. - Voronezh, 2011. - 222 p. 2. Stalemate. 2426773, Russian Federation, C 11 В 1/10. Away of waste-free processing of seeds of an amaranth and the technological line for its implementation [Text] / Antipov S. T., Zhuravlev A. V., Chernousov I. M. - № 2010109695; it is declared. 15.03.2010; Opubl. 20.08.2011, Bulletin № 23. 3. Antipov, S. T. Problem of amaranth grain drying in Russia [Text] / S. T. Antipov, A. V. Zhuravlev, A. V. Pribytkov, I. M. Chernousov // VGUIT Bulletin. -2009. -№ 1. - P. 27-30. 4. Antipov, S. T. Research of forms of communication of moisture in grade amaranth seeds by the Ultra method of the differential and thermal analysis [Text] /
S. T. Antipov, A. V. Zhuravlev, I. V. Kuznetsova, I. M. Chernousov and other//Storage and processing of agricultural raw materials. - 2010.- № 8.- P. 14-16.
- 5. Stalemate. 2263262, Russian Federation, F 26 В 17/10. Vortex dryer [Text] / Antipov S. T., Zhuravlev A. V., Pribytkov A. V. - № 2004112142; it is declared 20.04.2004; Opubl. 27.10.2005, Bulletin № 30. 6. Antipov, S. T. New technical solutions in technology of drying of disperse materials [Text] / S. T. Antipov, D. A. Kazartsev, A. V. Zhuravlev, E. S. Bunin and other/ /Equipment of mechanical engineering. - 2009. - № 1. - P. 55-58. 7. The combined devices with the twirled heat carrier stream for drying of disperse materials [Text] / S. T. Antipov, A. V. Zhuravlev, D. A. Kazartsev, A. V. Borodkina,
D. A. Nesterov // Technologies of food and processing industry of agrarian and industrial complex - products of healthy food. - 2014. - № 2. - P. 52-59.
Похожие статьи
-
Планирование объемов переработки сырья и выхода готовой продукции Первым этапом разработки производственного плана является планирование объемов...
-
Введение - Организация переработки подсолнечника на растительное масло в цехах ООО "Воронежское"
В рассматриваемом проекте предполагается организовать в ООО "Воронежское" Верхнемамонского района Воронежской области переработку семян подсолнечника на...
-
Белки зерна и семян основных культур - Технология хранения и переработки некоторых продуктов питания
Биохимический состав зерна ячменя и овса формируется под влиянием комплекса факторов внешней среды обитания растений - уровня плодородия почвы, условий...
-
Подготовка нефти к переработке. - Технология переработки нефти
Добываемая на промыслах нефть, помимо растворенных в ней газов, содержит некоторое количество примесей - частицы песка, глины, кристаллы солей и воду....
-
Переработка отходов сельского хозяйства в анаэробных условиях - Проблемы отходности производства
При переработке органических отходов в анаэробных условиях образуется горючий газ, на 60% состоящий из метана, и твердый остаток, содержащий почти весь...
-
Мука пшеничная высшего сорта ГОСТ Р 52189-2003 Мука пшеничная вырабатывается в соответствии с ГОСТ Р 52189-2003 Мука поступает на хлебозавод, где...
-
Растительные масла - важнейшие пищевые продукты. Производство растительных масел осуществляется на предприятиях масложировой промышленности. Подсолнечное...
-
Подготовка полимеров к переработке - Изготовление деталей из пластмасс
Технологические свойства, процессы переработки и качество готовой продукции существенно зависят отвлажности и температуры полимера. Придание материалу...
-
Линии связи и основные свойства ВОЛС - Оптоволоконные проводники
На современном этапе развития общества в условиях научно-технического прогресса непрерывно возрастает объем информации. Как показывают теоретические и...
-
Мясо и изделия из него являются одним из важнейших продуктов питания, так как содержат почти все необходимые для организма человека питательные вещества....
-
Особенности технологии производства - Технология производства, хранения и переработки моркови
В технологии выращивания моркови есть свои особенности. Во-первых, длительный период прорастания семян. При недостатке влаги и низкой температуре всходы...
-
Биологические особенности моркови - Технология производства, хранения и переработки моркови
Отношение к теплу. Морковь относится к холодостойким растениям. Минимальная температура прорастания семян +3...+6°С, быстрее всего появляются всходы при...
-
Аэробная переработка отходов в сельском хозяйстве - Проблемы отходности производства
Применение в животноводстве интенсивных технологий привело к образованию большого количества разнообразных отходов, для использования которых может не...
-
Конвейер барабан натяжение линия Код задания: М242 По коду задания определяем: -вид применения устройства М (М-устройство относится к механическому...
-
Нефть. Нефтяная промышленность - Технология переработки нефти
Происхождение нефти Нефть - это горная порода. Она относятся к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы...
-
Биокомплекс предлагает Вашему вниманию комплексное решение по переработке жидкой пивной дробины и спиртовой барды в сухую кормовую добавку для...
-
Характеристика культуры Морковь (Daucus carota L.) относится к семейству сельдерейные. Растения культурной моркови обычно имеют двулетний цикл развития....
-
С момента возникновения цивилизованного общества перед ним все время стояла проблема охраны окружающей среды. Из-за промышленной, сельскохозяйственной и...
-
Принципы безотходных технологии - Проблемы отходности производства
Термин "безотходная технология" впервые предложен российскими учеными Н. Н. Семеновым и И. В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран Западной Европы...
-
Заключение - Технология производства, хранения и переработки моркови
Овощи, плоды и ягоды занимают важное место в питании человека. В последние годы интерес к овощной продукции значительно возрос. Морковь очень полезна для...
-
Принципы первичной переработки нефти., Перегонка нефти. - Технология переработки нефти
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме...
-
Температурно-временная область переработки полимеров - Изготовление деталей из пластмасс
Эту область необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы процесс переработки был стабильным и изделия получали со стабильными показателями качества. Эти...
-
Таблица 7.1 Наименование сырья и готовой продукции ГОСТ Мука пшеничная в/с. ГОСТ Р 522189-2003 Мука пшеничная 1-го сорта. ГОСТ 26574-85 Дрожжи...
-
Маркетинговая деятельность является важной составной частью эффективной деятельности предприятия. Она способствует продвижению товара на рынок, позволяет...
-
Стоимость единицы собственного сырья берется по данным производственно-финансового плана предприятия. Потребность в воде определяется исходя из...
-
Определим годовую потребность в сырье, материалах, электроэнергии и стоимость ресурсов необходимых для процесса переработки подсолнечника на...
-
РАЗДЕЛКА ТУШ В РОЗНИЧНОЙ ТОРГОВОЙ СЕТИ - Переработка и транспортировка мяса
В основу сортовой разделки туш положен комплекс признаков, учитывающих соотношение тканей, химический состав мяса, свойства соединительной ткани. На...
-
Физико-химические основы переработки пластмасс - Изготовление деталей из пластмасс
В основе процессов переработки пластмасс находятся физические и физико-химические процессы структурообразования и формования: 1) нагревание, плавление,...
-
Ассортимент переработанных плодов и овощей очень обширен и ежегодно обновляется. В данный момент состояние производства у нас в России мало развивается,...
-
Основы технологии производства нефтяных масел - Технологии переработки нефти
Технология производства масел состоит из трех основных этапов: получение масляных фракций, выработка из них базовых масел-компонентов и смешение...
-
Основанием для выбора вида поточной линии служит: Тип производства; Технологический процесс изготовления продукции. 1. В зависимости от типа производства...
-
Комплекты оборудования и технологические линии
КОМПЛЕКТЫ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛИНИИ Комплект оборудования для заводов крупнопанельного домостроения. В состав комплекта оборудования для...
-
ПЕРЕРАБОТКА МОЛОКА НА МОЛОЧНЫХ ЗАВОДАХ - Кисломолочные продукты
Для предотвращения быстрого развития попавших в молоко микроорганизмов удлинения сроков сохранности первоначального качества выдоенное молоко фильтруют и...
-
Технико-экономические характеристики поточных линий - Машиностроительное производство
Такт - Промежуток времени между запуском (выпуском) одного изделия (детали) данного наименования и запуском (выпуском) другого изделия (детали) в...
-
Коэффициенты загрузки и использования оборудования определяются отдельно для каждой операции технологического процесса и по линии в ц Елом. Коэффициент...
-
Классификация и характеристика отдельных видов карамели Карамель представляет собой твердые кондитерские изделия, отформованные из карамельной массы с...
-
Подготовка нефти на промыслах и ее транспортировка - Технологии переработки нефти
Поступающая из нефтяных и газовых скважин продукция не представляет собой соответственно чистые нефть и газ. Из скважин вместе с нефтью поступают...
-
Наименование блюда: голубцы с мясом и рисом Наименование Норма продуктов Расчет количества порций Продукта На 1 порцию в гр На 50 порций(в кг) На 100...
-
Основные требования к освещению - Модернизация итальянской линии по производству шампанского
Требования к освещению должны соответствовать СНиП 23-05-95. Высокий уровень освещенности помещений создает у работников положительный эмоциональный...
-
В последние годы наметилась стабильная тенденция расширения ассортимента мясных консервов. Это связано с переходом консервов из ряда продукции,...
Ресурсосберегающая линия безотходной переработки семян амаранта