Технология переработки кости

Рис. 27, Линия обезжиривания кости Я8-ФОБ 1 -- измельчитель; 2 -- элеватор; 3 -- вибрационный экстрактор; 4 -- промыватель-разделитель центробежный; 5 -- отстойная шнековая центрифуга; 6 -- сепаратор; 7 -- насосы; 8 -- пульт управления

Линия Я8-ФОБ (рис. 27) состоит из измельчителя для кости марки Ж9-ФИС, элеватора скребкового типа, виброэкстрактор а, центробежного разделителя-промывателя, отстойной шнековой центрифуги ОГШ-321К-0К насосов АВЖ-130 и сепаратора РТОМ-4А Управление работой линии осуществляется с пульта.

Переработка костного сырья на линии Я8-ФОБ осуществляется следующим образом. Сырье с помощью подъемника или по спуску поступает на накопительный стол или бункер, откуда загружается в измельчитель. В корпусе измельчителя Ж9-ФИС на валу укреплена решетка с отверстиями диаметром 30 мм, что обеспечивает получение частиц измельченного сырья размером не более 30 мм. Измельченное сырье с помощью элеватора скребкового типа непрерывно загружается в виброэкстрактор.

Корпус виброэкстрактора (рис. 28) представляет собой теплоизолированную обечайку, к внутренней поверхности которой прикреплен винтовой желоб, а дно закрыто плоской крышкой. Снаружи корпуса расположены патрубки загрузки и разгрузки сырья. В патрубке загрузки расположены штуцера подачи горячей воды и острого пара. Внутри корпуса к раме прикреплен неподвижный цилиндрический вытеснитель, снаружи его по спирали установлены перегородки, предназначенные для возбуждения пульсаций жидкости через слой измельченной кости. На нижнем торце вытеснителя расположено барботажное кольцо подачи острого пара, необходимого для обеспечения заданного теплового режима обработки кости. На верхней крышке вытеснителя установлен патрубок вентиляции для удаления из аппарата парогазовой фазы. Виброэкстрактор герметичен, его колеблющиеся части соединены со стационарным оборудованием резиновыми перфорированным герметизаторами.

Рис. 28 Виброэкстрактор: 1 -- вентиляционный патрубок; 2 -- герметизатор; 3 -- корпус; 4 -- патрубок; 5 -- штуцер подачи горячей воды; 6 -- штуцер подачи пара; 7 -- вытеснитель; 8 -- вибропривод; 9 -- рама; 10 -- упругая подвеска; 11 -- патрубок разгрузки

Для создания винтовых колебаний корпуса, обеспечивающих вертикальное перемещение частиц кости, в экстракторе используют два дебалансовых возбудителя мощностью по 1,5 кВт. Колеблющиеся части аппарата связаны с неподвижной рамой упругой подвеской, представляющей собой четыре винтовые пружины.

Виброэкстрактор заполняют водой температурой 75-- 85°С в соотношении 1:1 к массе измельченной кости. При заполнении корпуса водой до заданного уровня в экстрактор подают пар. После включения вибропривода через патрубок загрузки непрерывно подают измельченную кость размером до 30 мм, которая, попадая на нижний виток желоба, начинает перемещаться равномерным тонким слоем снизу вверх вместе с потоком горячей воды. Двигаясь вверх, частицы кости перемещаются и попадают в патрубок разгрузки где на сетке с ячейками размером 1 мм они отделяются от жиро-водной эмульсии и выгружаются из аппарата в центробежный промыватель-разделитель, представляющий собой фильтрующую центрифугу со шнековой выгрузкой кости. Шнек центрифуги расположен вертикально. В процессе обработки кости в промыватель-разделитель подают горячую воду температурой 90--95 °С.

Жиро-водная эмульсия самотеком сливается из виброэкстрактора и после отделения от твердых частиц направляется на сепарирование.

Для удаления мелких частиц кости жидкая фаза, выходящая из центробежного промывателя-разделителя, направляется насосом в шнековую отстойную центрифугу ОГШ-321К-01.

Для лучшего разделения жидкую фазу перед подачей в центрифугу ОГШ-321К-01 подогревают, подавая острый пар в трубопровод перед ее входом в центрифугу. Отделенную в центробежном промывателе-разделителе обезжиренную кость собирают в тележки и направляют на производство кормовой муки.

Жиро-водную эмульсию из центрифуги ОГШ-321К-01 перекачивают в сепаратор для окончательной очистки жира и отделения его от воды. Перед подачей в сепаратор жиро-водную эмульсию подогревают. В сепаратор РТОМ-4,6 помещают пакет тарелок, одна половина которого собрана из тарелок с межтарелочным зазором 2 мм, а вторая -- из тарелок с зазором 0,75 мм. Такое расположение тарелок в пакете должно обеспечить хорошее качество очистки и ограничиться одним сепаратором для обработки жира. Оптимальными параметрами процесса обезжиривания кости являются температура воды в виброэкстракторе 90--95°С, давление греющего пара 0,1--0,3 МПа, частота колебаний 25 Гц, продолжительность 2 мин, амплитуда колебаний 3 мм. Общая продолжительность обезжиривания кости на линии Я8-ФОБ составляет 8 мин.

В зависимости от вида использованного сырья выход жира при переработке на линии Я8-ФОБ колеблется в пределах 8,2--18% массы кости.

Применение интенсивной обработки в сочетании с умеренным температурным режимом обеспечивает получение пищевого жира высокого качества, отвечающего требованиям стандарта к высшему и первому сортам. При этом качество извлекаемого жира зависит только от свежести исходного сырья.

Обезжиренная на линии кость характеризуется остаточным содержанием влаги 26,9--37,8% и жира 3,7-- 7,6%,

На линии Я8-ФОБ можно перерабатывать костный остаток при тех же режимах обезжиривания. Выход пищевого жира из костного остатка, полученного на поршневом прессе, составляет 5,4%, а из аналогичного сырья, но подвергнутого обработке на шнековом прессе, 5% массы исходного костного остатка. При этом выход обезжиренного костного остатка составляет 81,2--86,8% исходного.

Учитывая, что для объективной оценки того или иного метода получения пищевого жира важными являются качаственные показатели обезжиреной кости и возможности ее дальнейшего применения, представляют интерес сравнительные данные о кормовых достоинствах костной муки, выработанной из обработанной кости на линии Я8-ФОБ и вакуумном котле КВМ-4,6М.

Так, при откорме подсвинков в течение 73 дней на рационе, включавшем в себя 6% костной муки, установлено, что прирост живой массы животных, употреблявших костную муку, выработанную из кости, обезжиренной на линии Я8-ФОБ, составил 99,5% от контрольных, которым скармливали костную муку, выработанную в вакуумном котле, хотя по уровню содержания протеина и остаточному количеству жира предпочтительнее выглядела мука, выработанная в первом случае, о чем свидетельствуют данные табл. 49.

Состав костной муки, выработанной с использованием линия Я8-ФОБ и вакуумного котла, %

Мука, полученная из обезжиренной кости

Компонент

на линии Я8-ФОБ в вакуумном котле

Влага 9,8 8,4

Протек 29,3 28,3

Жир 7,8 9,6

Зола 53,1 53,7

Кальций 17,0 17,5

Фосфор 9,7 9,9

Затраты корма при откорме подсвинков, получавших костную муку, выработанную из кости, обезжиренной на линии Я8-ФОБ, были выше примерно на 0,5 кг на каждый килограмм прироста живой массы, чем в случае использования муки из вакуумного котла.

Видимо, кратковременная обработка кости и умеренный температурный режим, используемые на линии Я8-ФОБ, недостаточны для подготовки белков кости к усвоению ферментами желудочно-кишечного тракта животных.

Другим серьезным недостатком, характерным для любого метода обработки кости мокрым способом в той или иной его модификации, является проблема утилизации отработанной воды, в которую переходят растворимые белковые вещества, продукты гидротермической дезагрегации и гидролиза коллагена.

Установка фирмы «Хартман»

Кость или костный остаток измельчают на дробилке до размеров 40--50 мм и загружают в вакуумный котел, в котором они нагреваются при перемешиваний в течение 3 ч. Температура нагрева кости составляет 70 °С.

Рис. 50. Схема установки фирмы «Хартман»: 1 -- двухвальиовая костедробильная машина; 2 -- корзины; 3 -- вакуумный котел; 4 -- насос для подачи холодной воды; 5 -- конденсатор; 6 -- насос для подачи горячей воды; 7 -- вакуум-насос; 8 -- центрифуга фильтрующего типа; 9 -- дробилка; 10 -- приемник жира; 11 -- насосы; 12 -- отстойник; 13 -- сепаратор

Нагрев обеспечивается за счет теплоты, передаваемой от стенок котла и вала мешалки, обогреваемых паром. Разрежение в котле 33,8 кПа.

Соковый пар отводится из котла и поступает в конденсатор смешения, где конденсируется благодаря подаче холодной воды. Смесь воды и конденсата откачивается из конденсатора насосом. Воздух и несконденсировавшиеся газы удаляются с помощью вакуумнасоса.

По окончании нагрева сухая масса и вытопленный жир выгружаются из вакуумного котла в отцеживатель, откуда жир стекает в приемник. Механизированный отцеживатель обеспечивает транспортирование отцеженной кости на вторую стадию обезжиривания. Транспортирование происходит благодаря шнеку, находящемуся в донной части отцеживателя.

Вторая стадия обезжиривания осуществляется в маятниковой фильтрующей центрифуге периодического действия. В центрифуге из кости выделяется жир, который поступает в накопитель, а затем после подогрева до температуры 95°С направляется в сепаратор для очистки. В процессе сепарирования в сепаратор добавляют 5-- 10% воды температурой 95°С.

Очищенный жир из сепаратора отводится в емкость для накопления и хранения. Фуза из сепаратора поступает в приемник, откуда возвращается в отцеживатель, где смешивается с новой партией кости, выгружаемой из вакуумного котла. Обезжиренную кость далее передают на дробилки для последовательного грубого и тонкого измельчения в муку.

Используемая в установке центрифуга обогревается паром, корзину с костью загружают туда с помощью электростали. Обезжиривание кости в центрифуге продолжается 20 мин.

Использование сухого способа тепловой обработки кости устраняет потери сухих веществ и благодаря этому обеспечивает высокий выход кормовой муки -- 47% массы исходного сырья. Выход пищевого жира равен 12% массы кости, остаточное содержание жира в обезжиренной кости составляет 12% при влажности 5%.

В зависимости от объема перерабатываемой кости можно применять вакуумные котлы различной вместимости и в разном количестве, а также центрифуги, рассчитанные на корзины вместимостью 100--500 кг.

Применение сухого способа на примере данной установки подтверждает отсутствие потерь и повышенный выход обезжиренной кости. Применение умеренной температуры позволяет также исключить глубокие деструктивные изменения белков кости и делает возможным получение из обезжиренного материала шрота для выработки желатина.

Охлаждение жиров

Эта стадия процесса производства пищевых животных жиров преследует две цели: предотвращение развития окислительных изменений триглицеридов, так как скорость окисления жиров зависит от температуры, и достижение таких структурных и пластических характеристик, которые обеспечили бы хорошие товароведческие показатели жира.

В зависимости от вида жира, его назначения и характера применяемой тары животные жиры подвергают одностадийному или двухстадииному охлаждению. При упаковывании в крупную тару (бочки) жиры проходят одну стадию охлаждения. При использовании мелкой тары, а также при фасовании в потребительскую тару (пачки, коробки, батончики) жиры охлаждают в две стадии, причем вторую стадию обычно называют переохлаждением.

Для охлаждения жиров применяют специальные аппараты -- охладители непрерывного действия, в которых жир не соприкасается с воздухом и тепловые потери незначительны. При отсутствии специальных охладителей жиры можно охлаждать в двустенных котлах, в рубашку которых подают холодную воду. Желательно, чтобы котлы были оснащены мешалкой для перемешивания жира в процессе охлаждения.

Рис. 55, Разрез секции трубчатого охладителя: а -- с лопастным турбулизатором, б -- с ножевым турбулизатором; 1 -- лопастной турбулизатор; 2 -- застывший слой жира; 3 -- охлаждающий цилиндр; 4 -- скребковый турбулизатор

Охладители непрерывного действия выпускают с лопастными и скребковыми турбулизаторами, которые устанавливают на валу-вытеснителе, расположенном в рабочем цилиндре охладителя (рис. 55). Они имеют одну или несколько секций, каждая из которых включает две концентрически расположенные трубы: внутреннюю -- рабочий цилиндр и наружнюю -- цилиндр охлаждающей рубашки. В кольцевом пространстве между ними движется хладоноситель -- холодная вода, рассол или аммиак. В некоторых аппаратах для интенсификации теплоотдачи со стороны рабочей среды в кольцевом пространстве имеется шнековая лента, образующая винтовой канал. Ее устанавливают в тех случаях, когда хладоносителем является жидкость -- вода или рассол. В аппаратах со скребковыми турбулизаторами скребки во время работы прилегают к теплопередаюшей поверхности рабочего цилиндра, непрерывно срезают застывшие слои жира и перемешивают их с остальной массой.

В охладителях с лопастными турбулизаторами между наружной кромкой лопастей и поверхностью рабочего цилиндра имеется зазор от 0,5 до 2 мм.

Сказанное выше касается охладителей трубчатого типа, к которым относят описанный выше охладитель Д5-ФОП и охладитель «Титан». Наряду с трубчатыми охладителями для охлаждения жиров, особенно в зарубежных установках, используют пластинчатые охладители.

Охладитель «Титан» с лопастным турбулиэатором имеет четыре горизонтальные, попарно расположенные и последовательно соединенные между собой секции (рис. 56). Каждая секция с теплопередающей поверхностью 0,7 м² состоит из рабочего цилиндра с лопастным турбулизатором и охлаждающей рубашки. В качестве теплоносителя используют воду или рассол. Жир и хладоноситель движутся противотоком. Лопасти на турбулизаторе имеют частоту вращения 2,07 с^-1, они выполнены в виде четырех прерывистых и смещенных витков и приварены по спирали, что способствует интенсивному перемешиванию охлаждаемых жиров.

Процесс охлаждения жира осуществляется следующим образом. Жир из накопительной емкости подается в охладитель шестеренчатым насосом под давлением не менее 0,1 МПа. В результате создаваемого давления горячий жир последовательно проходит через четыре расположенные горизонтально и попарно соединенные между собой секции. Каждая секция состоит из рабочего цилиндра с лопастным турбулизатором и охлаждающей рубашки. Зазор между цилиндрами, через который протекает охлаждаемый жир, составляет 12,5 мм, что способствует интенсификации процесса его охлаждения.

Рис. 56. Схема охладителя «Титан»: 1 -- насос для подачи жира; 2 -- система цепных и шестеренчатых передач; 3 -- электродвигатель; 4 -- цилиндр; 5 лопастной турбулизатор; 6 -- термометр; 7 -- спускной кран

Лопастные мешалки и шестеренный насос приводятся в действие от электродвигателя мощностью 1,7 кВт через систему цепных и шестеренных передач.

Охлаждающая вода последовательно проходит через все четыре цилиндра сверху вниз. Жир движется снизу вверх. Вода нагревается от 11 до 22 °С, а жир соответственно охлаждается от 75 до 38 °С. При этом расход воды на охлаждение 1 т жира составляет 1,5 м³. Производительность охладителя 1150 кг жира в час.

Важным показателем, характеризующим работу охладителя жира, является кратность расхода охлаждающей воды, которая представляет собой отношение ее количества к количеству охлаждаемого жира, протекающего через охладитель в течение часа.

По окончании работы охладителя выключают электродвигатель, прекращают подачу хладоносителя в аппарат и в охлаждающую рубашку подают горячую воду. Остатки жира из аппарата сливают в емкость через спускной кран. При кратковременных остановках охладителя, чтобы избежать застывания жира в аппарате, его остатки сливают. При застывания жира в охлаждающую рубашку подают горячую воду до тех пор, пока жир не расплавится. Требуемую температуру жира контролируют термометром и регулируют, изменяя подачу горячего жира на охладитель. Охладитель включают в работу, когда в накопительной емкости находится значительное количество жира.

Перед началом работы охладителя в его рубашку пускают горячую воду для расплавления оставшегося жира и разогрева вращающихся деталей, после чего пускают в рубашку хладоноситель, открывают воздушные краники каждой секции и держат их открытыми до тех пор, пока из них не потечет хладоноситель.

Пластинчатый охладитель предназначен для охлаждения жира водой. Охладитель (рис. 57) состоит из передней и задней плит и набора штампованных теплообменных пластин, изготовленных из нержавеющей стали, набранных в пакет. Каждая пластина имеет отверстия для входа н выхода жира и хладоносителя. Охладитель разделен на шесть секций пластинами с перепускными отверстиями, через которые подводится жидкость из секций. Жир и хладоноситель движутся по принципу противотока. Благодаря уплотннтельным прокладкам после сборки и сжатия пластин в охладителе образуются две системы каналов: одна -- для охлаждающей воды, другая -- для охлаждаемого жира. Каждая система каналов соединяется со своими штуцерами для входа и выхода жира и воды.

В охладителях предусмотрена рециркуляция охлаждающей воды с частичным сбросом отработанной и подсосом холодной воды. Количество холодной воды, подаваемой во всасывающую линию, регулируют специальным клапаном исполнительного механизма. На нагнетательной линии холодной воды перед охладителем установлен термобаллон дистанционного пропорционального терморегулятора, импульсы от которого через балансовое реле передаются на исполнительный механизм и обеспечивают поддержание заданной температуры холодной воды. Охлажденный жир поступает на упаковывание по трубопроводу, снабженному краном и предохранительным клапаном, сбрасывающим жир в накопитель через линию сброса при перекрытии крана на выгрузном трубопроводе.

Рис. 57. Пластинчатый охладитель: 1, 12 -- штуцеры для впуска и выпуска охлаждающей воды; 2, 11 -- штуцеры для выпуска и впуска жира; 3, 6 -- нижняя и верхняя направляющая; 4 -- стяжка; 5, 8 -- передняя я задняя плита; 7 -- пластина; 9 -- швеллер для крепления установки к каркасу; 10 -- прокладка

В пластинчатых охладителях. широко применяется принцип типизации и нормализации узлов и деталей, что позволяет изготовлять их штамповкой, а это значительно удешевляет процесс изготовления. Пластины имеют рифленую поверхность, играющую турбулизирующую роль, вызывающую завихрение в потоке, что в сочетании с тонким слоем жидкости создает условия для интенсивного теплообмена. Недостатком пластинчатых аппаратов является большое количество прокладок, изготавливаемых из пищевой резины.

При использовании трубчатых и пластинчатых охладителей жиры перед упаковыванием в крупную тару в зависимости от вида охлаждают до следующих температур: говяжий и бараний -- 37--40°С, свиной -- 26-- 35 °С, костный и конский -- 30--35 °С.

Размещено на Allbest.ru