對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法
2023-05-28 22:31:06 1
專利名稱：對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法
技術領域：
本發明涉及一種生產植物蛋白的方法，特別是涉及一種用於對植物蛋白中的溶劑進行脫出和調質的方法。
背景技術：
我國是世界上人口最多的國家，食品業、飼養業蛋白的需求量很大，且不能自足。每年進口大豆5000多萬噸，自產大豆1000多萬噸，棉籽400萬噸。另外，我國油菜籽、花生產量也位居世界的前列，另外還有玉米蛋白等。目前據分析，我國自產植物蛋白的需求至少在50%以上。蛋白是人體和動物的基本營養成分，進入體內後將構成人體的骨骼及機體的全部或大部，因此其生物轉化率高低直接關係到蛋白的利用率。提高蛋白利用率的最為直接有效的辦法就是防止蛋白質的變性，特別是深度變性。眾所周知，蛋白質的結構分為四級，一般情況下，一級、二級變性，在生物轉化過程中能夠恢復，不影響對其吸收，而如果三級、四級變性，特別是四級變性了，將是不可逆的，生物轉化受到影響。我國在蛋白加工方面近年來有突飛猛進的發展，蛋白產量世界第一，反應在其中脂肪脫出方面技術已臻成熟。存在的問題在蛋白的脫溶技術方面，將脫脂、脫毒過程中殘留的溶劑脫出技術相對落後，蛋白變性普遍比較嚴重，影響了蛋白的生物轉化率。蛋白的變性主要受幾個因素影響:高溫、高溼、脫溶時間和溶劑造成的溶劑變性。以棉籽蛋白為例，棉籽蛋白是棉籽脫溶、去殼後的棉仁經過溶劑脫脂並去除脫脂溶劑後形成的，蛋白的品質優良，接近於胺基酸分布最為合理的大豆蛋白，而且蛋白含量達到50% 55%，高於45%的大豆蛋白。但與大豆蛋白不同的是，棉籽蛋白中含有大量的有毒物質一棉酚，棉酚毒性大，生物致死率高，且可導致動物的不孕不育。過去，中國相對落後，技術上解決這個問題比較難，所以，流入市場的棉籽蛋白大多是含有大量棉酚(IOOOOppm以上)的產品。這種產品極大的影響了棉籽蛋白在飼料中的添加量，而代之的大量使用大豆蛋白、花生蛋白、菜籽蛋白及玉米蛋白等。用醇法脫酚可以很好的解決有毒棉酚的脫出問題，隨之而來的就是脫酚後，蛋白料中即含有脫脂溶劑，又含有脫酚溶劑，需要同時予以脫溶。大量的單一或者混合溶劑，需要大量的熱量形成的高溫蒸發掉，蒸發的過程中，高溫、高溼、蒸發時間等造成蛋白變性嚴重，一般在這個過程中，氫氧化鉀溶解度下降驚人，達到30%左右，再加之預處理、脫脂、脫酚過程中氫氧化鉀溶解度下降40%左右，棉蛋白的氫氧化鉀溶解度僅為不到30%
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能源消耗低、蛋白變性率低、溶劑脫出率高的對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，按照以下步驟進行:A、採用烘乾機對經過脫脂或脫酚浸出後的蛋白物料進行常壓預脫溶，常壓預脫溶溫度控制:出料溫度為65°C 70°C ；B、將進行常壓預脫溶之後的蛋白物料送入乾燥機中進行減壓脫溶，減壓脫溶溫度控制:出料溫度為78°C 83°C ;乾燥機內的真空度為-0.060 -0.090MPa ；C、對進行減壓脫溶之後的蛋白物料送入高真空狀態下間接蒸汽加熱進行預脫溶，真空度為-0.090MPa -0.099MPa ；D、對進行間接加熱預脫溶之後的蛋白物料在高真空狀態下通入直接蒸汽，使直接蒸汽與蛋白物料充分接觸，直接蒸汽壓力為0.015MPa 0.020MPa，真空度為-0.090MPa -0.099MPa ;直接蒸汽加熱後進行間接蒸汽加熱，間接蒸汽壓力為0.2MPa 0.5MPa，真空度為-0.090MPa -0.099MPa,間接蒸汽加熱後的蛋白物料溫度為90°C 95 ；E、對間接蒸汽加熱之後的蛋白物料進行熱風調溼，經過調溼後的蛋白物料中水分的質量含量為7% 13%;熱風調溼後立即進行冷卻去水，經過冷卻後的蛋白物料的溫度為60V 65°C，其中水分的質量含量為6.5% 12.5%。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，還包括步驟F:將冷卻去水後的蛋白物料通過氣力輸送送入蛋白包裝車間，蛋白物料的溫度降至40 V 45 °C，其中水分的質量含量降至6% 12%。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其中所述步驟A中的烘乾機為圓盤式烘乾機，採用間接蒸汽加熱。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其中所述步驟B中的乾燥機為帶有抽真空設備的圓盤式烘乾機，採用間接蒸汽加熱。
本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其中所述步驟E中蛋白物料在進行直接蒸汽加熱時的物料厚度為200mm 400mm。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其中所述步驟E中蛋白物料在熱風調溼和冷卻去水過程中的物料厚度為200mm 300mm ;熱風調溼過程中的熱風風壓為IOOOPa 3000Pa ;冷卻去水過程中的冷風風壓為IOOOPa 3000Pa。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其中所述步驟E中熱風調溼是採用熱風乾燥或者在熱風中加入霧化水分的方式調整蛋白物料中水分的含量。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其中所述步驟F中氣力輸送的風壓為6000Pa 8000Pa。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法與現有技術不同之處在於本發明脫溶調質方法首先對蛋白物料在常壓下加熱，進行預脫溶，使蛋白物料中溶劑的含量控制在45%左右，為後續的減壓脫溶做準備；接下來將對蛋白物料在減壓的環境下加熱，進行減壓脫溶後的溶劑殘留可以達到20000ppm 30000ppm，為之後的終端脫溶和調質創造了條件；接著將蛋白物料輸送入高真空的環境下加熱，先利用間接蒸汽對蛋白物料進行加熱預脫溶，接著使直接蒸汽逆流向上穿過物料，形成流化狀態，在蒸汽和物料的流化狀態下，殘留溶劑的分氣壓增加了直接蒸汽這部分的分壓值，實現了終端脫溶目的，然後再利用間接蒸汽加熱蛋白物料，進一步脫出殘留在物料中的溶劑。由於脫溶過程都是在高真空狀態下進行的，使蛋白物料中的溶劑沸點降低，容易被脫出；蒸汽在高真空狀態下溫度低，蛋白變性率低，生物轉化率高；蒸汽的消耗量低，一般能節省20% 30% ;脫溶後的物料溫度在90 95 °C，溶劑殘留量在1200ppm 一下。經過脫溶後的蛋白物料先在熱風層進行乾燥或調溼，使蛋白中的水分達到7%左右，然後在冷風層內進行冷卻，用於控制蛋白的水分和色澤，使蛋白的色澤淺、感官好，且防止蛋白變性。下面結合附圖對本發明的對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法作進一步說明。
圖1為本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法的過程示意圖；圖2為終端脫溶調質機的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法包括按照以下步驟進行:A、常壓預脫溶:將經過脫脂或脫酚浸出後的蛋白物料輸送入圓盤式烘乾機中，採用圓盤式烘乾機對蛋白物料進行間接蒸汽加熱，加熱後的出料溫度為65°C 70°C。B、減壓脫溶:將進行常壓預脫溶之後的蛋白物料送入帶有抽真空設備的圓盤式烘乾機中，採用間接蒸汽對蛋白物料進行加熱，加熱後的出料溫度為78°C 83°C。與圓盤式烘乾機相配套的抽真空設備可以採用液環真空泵或水噴射真空泵，能夠達到真空度為-0.060 -0.090MPa。C、高真空預脫溶:對進行減壓脫溶之後的蛋白物料送入高真空狀態下間接蒸汽加熱進行預脫溶，真空度為-0.090MPa -0.099MPa ；D、聞真空脫溶:將進行聞真空`預脫溶之後的蛋白物料在聞真空狀態下通入直接蒸汽，蛋白物料的厚度為200mm 400mm，使蒸汽與蛋白物料直接接觸，蒸汽逆流向上穿過物料，形成流化狀態，直接蒸汽壓力為0.015MPa 0.020MPa，真空度為-0.090MPa -0.099MPa。直接蒸汽加熱後立即進行間接蒸汽加熱，間接蒸汽壓力為0.2MPa 0.5MPa，真空度為-0.090MPa -0.099MPa,間接蒸汽加熱後的蛋白物料溫度為90°C 95 。E、調質:對間接蒸汽加熱之後的蛋白物料進行熱風調溼，熱風調溼過程中蛋白物料的厚度為200mm 300mm，風壓為IOOOPa 3000Pa，如果蛋白物料中的水分含量低於要求值的情況下，通過連接在熱風管道上的霧化裝置向熱風中均勻加入霧化水，經過調溼後的蛋白物料中水分的質量含量為7% 13%。熱風調溼後立即利用冷風進行冷卻去水，冷卻去水過程中的物料厚度為200mm 300mm，冷風風壓為IOOOPa 3000Pa，經過冷卻後的蛋白物料的溫度為60°C 65°C，其中水分的質量含量為6.5% 12.5%。F、氣力輸送:將冷卻去水後的蛋白物料通過氣力輸送送入蛋白包裝車間，氣力輸送的風壓為6000Pa 8000Pa，蛋白物料的溫度降至40°C 45°C，其中水分的質量含量降至6% 12%。為了實現步驟C、步驟D和步驟E，本發明申請人專門設計了一種終端脫溶調質機，其結構如圖2所示，包括密封殼體1，密封殼體I內包括位於上部的間接加熱預脫溶層2、位於中部的脫溶層和位於下部的調質層，間接加熱預脫溶層2內自上而下設置有若干層汽提層料盤6，脫溶層包括直接蒸汽加熱層和間接蒸汽加熱層3，直接蒸汽加熱層位於間接加熱預脫溶層2的底部，間接蒸汽加熱層3位於直接蒸汽加熱層的下方，間接加熱預脫溶層2和間接蒸汽加熱層3分別設置有抽真空設備，抽真空設備可以根據要達到的真空度選擇為以下形式中的一種:一級液環真空泵+ 二級羅茨真空泵(-0.090MPa)、一級液環真空泵+ 二級羅茨真空泵+三級羅茨真空泵(-0.095MPa)、一級液環真空泵+ 二級羅茨真空泵+三級羅茨真空泵+四級羅茨真空泵(-0.099MPa)、單級及多級蒸汽噴射真空泵(-0.09MPa -0.98MPa)或汽水串聯真空泵(-0.096MPa)。間接加熱預脫溶層2上端開設有進料口 4，直接蒸汽加熱層下端設置有與間接蒸汽加熱層3相連通的第一出料閥5，直接蒸汽加熱層內設置有直接蒸汽盤25，直接蒸汽盤25上開設有若干蒸汽噴口，蒸汽噴口的直徑為1.8 3.0mm,數量為1000 3000個，直接蒸汽盤25與密封殼體I上的蒸汽進口管道8相連通。間接蒸汽加熱層3內自上而下設置有若干層間接蒸汽盤7，汽提層料盤6與間接蒸汽盤7通過管道與間接蒸汽進氣管道和間接蒸汽乏汽出口管道相連通，間接加熱預脫溶層2的頂部開設有直接蒸汽乏汽出口 9，通過直接蒸汽乏汽出口 9排出的蒸汽乏汽經過捕溼後通入高真空冷凝器。脫溶層內設置有豎直方向的主軸10，主軸10通過傳動機構與驅動電機相連接，汽提層料盤6和間接蒸汽盤7的盤面上設置有刮刀，刮刀的內端與主軸10相連接，當主軸10在驅動電機帶動下旋轉時，盤面上的刮刀會將推動盤面上的蛋白物料繞主軸10轉動，使物料從盤面的內孔或外緣處落入下一層盤面上。調質層包括位於上部的熱風層11和位於下部的冷風層12，熱風層11和冷風層12的高度不低於650mm。熱風層11的上端通過第二出料閥13與間接蒸汽加熱層3的底部相連通，熱風層11的底部設置有與冷風層12相連通的第三出料閥14。熱風層11的下部開設有熱風進風口 15，上部開設有熱風排風口 16，熱風進風口 15通過空氣換熱器21與熱風風機22相連通，空氣換熱器21的熱源進風口通過管道與間接蒸汽乏汽出口管道相連通，熱源出風口與鍋爐相連通。熱風風機22與空氣換熱器21之間的管道上連接有高壓霧化裝置23，設置高壓霧化裝置23的目的是為了當進入熱風層11的蛋白物料中水分含量低於設定值時，通過高壓霧化裝置23向熱風層11內的蛋白物料補充水分。冷風層12的下部開設有冷風進風口 17，上部開設有 冷風排風口 18，冷風進風口 17與冷風風機24相連通。冷風層12的底部開設的蛋白出料口 19上安裝有第四出料閥20。蛋白出料口 19通過第四出料閥20連通有氣力輸送裝置。為了保持脫溶層的真空度，第一、第二、第三、第四出料閥5、13、14、20採用閉風閥。實施例一:大豆濃縮蛋白的脫溶調質大豆經去雜後，進烘乾塔中溫調質，冷卻後進破碎機破碎至4 6瓣，進風選器選出其中的豆皮，一般根據蛋白含量的不同，要求含皮指標1% 5%左右。脫皮後的大豆瓣進入軟化工序軟化，軟化溫度為75°C，軟化時間大約30min，軟化後去軋胚機軋胚，胚片厚度要求0.35mm，軋胚後入浸前的料胚稱之為生胚，為了最大限度的萃取出料胚中的脂肪，生胚需要進行乾燥，脫出其中的部分水分，改變油脂在料胚中的分布形態。然後送入脫脂浸出器脫脂，進入脫脂浸出器的料胚水分要求低於8%，溫度60°C，粉末度低於10%。
脫脂浸出的參數:料胚:脫脂溶劑=1:1.1 (W/V)脫脂溫度:58°C脫脂時間:120 180min溼柏殘溶:30%(W/W)幹基殘油:小於1%。含有30%脫脂溶劑的料胚出脫脂浸出後，由輸送機送入圓盤式烘乾機，通過間接蒸汽加熱，脫出部分溶劑，預脫溶出料溫度控制在62 66°C。預脫溶後的物料通過輸送機送入帶有抽真空設備的圓盤式烘乾機中，在真空的環境下，通過間接蒸汽加熱，控制出料溫度在66 68°C，真空度保持在不低於-0.090MPa進一步脫溶。然後將減壓脫溶後的蛋白物料送入高真空終端脫溶調質機，在此階段，真空度保持在:-0.095MPa (直接蒸汽加熱)，-0.098MPa (間接蒸汽加熱);直接蒸汽:0.015MPa
0.025MPa，間接蒸汽壓力:0.2MPa 0.3MPa，脫溶後物料溫度90 95°C。脫溶後的蛋白料迅速進入熱風層進行調溼處理，熱風調溼過程中蛋白物料的厚度為200mm 300mm，風量為IOOOmVh,風壓為2000Pa，調溼後物料水分7%左右進入冷風層冷卻去水，冷卻去水過程中的物料厚度為20 0mm 300mm，冷風風量為1000m3/h，風壓為2000Pa，冷卻後出機溫度控制在60°C，水分6.5%左右，最後由氣力輸送送入蛋白包裝車間，氣力輸送的風量為IOOOOmVh,風壓為6000Pa 8000Pa，期間溫度降低至40°C，水分為6%左右。實施例二脫酚棉籽蛋白的脫溶調質光籽經過風力清籽機去雜，剝殼後篩分去除棉殼，仁中含殼控制在10% 15%進入軟化工序軟化，軟化溫度為75°C，軟化時間大約30min，軟化後去軋胚機軋胚，胚片厚度要求0.35mm，軋胚後入浸前的料胚稱之為生胚，為了最大限度的萃取出料胚中的脂肪，生胚需要進行乾燥，脫出其中的部分水分，改變油脂在料胚中的分布形態。然後送入脫脂浸出器脫月旨，進入脫脂浸出器的料胚水分要求低於8%，溫度60°C，粉末度低於10%。脫脂浸出的參數:料胚:脫脂溶劑=1:1.0 (W/V)脫脂溫度:55°C脫脂時間:120-180min溼柏殘溶:30%(W/W)幹基殘油:小於1%。含有30%脫脂溶劑的料胚出脫脂浸出後，由輸送機送入脫酚浸出器脫酚。脫酚浸出的參數:料胚:脫酚溶劑=1:0.5 (W/V)脫酚溫度:45°C脫酌■時間:45_60min溼柏殘溶:35% (W/W)，其中脫脂溶劑:脫酚溶劑=1:1 (W/W)游離棉酹含量:低於400ppm
脫酚後的溼柏進入預脫溶烘乾機，通過間接蒸汽加熱，脫出部分溶劑，預脫溶出料溫度控制在65°C。預脫溶後的物料通過輸送機送入減壓脫溶乾燥機，在真空的環境下間接加熱，控制出料溫度在80°C，真空度保持在不低於-0.090MPa進一步脫溶。最後進入高真空終端脫溶調質機，在此階段，脫溶層真空度保持在:-0.095MPa (直接蒸汽加熱);-0.098MPa (間接蒸汽加熱)，直接蒸汽:0.015MPa 0.025MPa,直接蒸汽壓力:0.2MPa 0.3MPa，脫溶後物料溫度95 102°C。脫溶後的蛋白物料迅速進入熱風層進行調溼處理，熱風調溼過程中蛋白物料的厚度為200mm 300mm,風量為IOOOmVh,風壓為2000Pa，調溼後物料水分7%左右進入冷風層冷卻去水，冷卻去水過程中的物料厚度為200mm 300mm，冷風風量為1000m3/h，風壓為2000Pa，冷卻後出機溫度控制在60°C，水分6.5%左右，最後由氣力輸送送入蛋白包裝車間，氣力輸送的風量為10000m3/h，風壓為6000Pa 8000Pa，期間溫度降低至40°C，水分為6%左右。除此之外，本發明的脫溶調質方法還可以對花生、菜籽、玉米蛋白進行脫溶調質處理。以上所述的實 施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求
1.一種對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，其特徵在於:按照以下步驟進行: A、採用烘乾機對經過脫脂或脫酚浸出後的蛋白物料進行常壓預脫溶，常壓預脫溶溫度控制:出料溫度為65°C 70°C ； B、將進行常壓預脫溶之後的蛋白物料送入乾燥機中進行減壓脫溶，減壓脫溶溫度控制:出料溫度為78°C 83°C ;乾燥機內的真空度為-0.060 -0.090MPa ； C、對進行減壓脫溶之後的蛋白物料送入高真空狀態下間接蒸汽加熱進行預脫溶，真空度為-0.090MPa -0.099MPa ； D、對進行間接加熱預脫溶之後的蛋白物料在高真空狀態下通入直接蒸汽，使直接蒸汽與蛋白物料充分接觸，直接蒸汽壓力為0.015MPa 0.020MPa,真空度為-0.090MPa -0.099MPa ;直接蒸汽加熱後進行間接蒸汽加熱，間接蒸汽壓力為0.2MPa 0.5MPa，真空度為-0.090MPa -0.099MPa,間接蒸汽加熱後的蛋白物料溫度為90°C 95 ； E、對間接蒸汽加熱之後的蛋白物料進行熱風調溼，經過調溼後的蛋白物料中水分的質量含量為7% 13% ;熱風調溼後立即進行冷卻去水，經過冷卻後的蛋白物料的溫度為60V 65°C，其中水分的質量含量為6.5% 12.5%。
2.根據權利要求1所述的脫溶調質方法，其特徵在於:還包括步驟F:將冷卻去水後的蛋白物料通過氣力輸送送入蛋白包裝車間，蛋白物料的溫度降至40°C 45°C，其中水分的質量含量降至6% 12%。
3.根據權利要求1或2所述的脫溶調質方法，其特徵在於:所述步驟A中的烘乾機為圓盤式烘乾機，採用間接蒸汽加熱。
4.根據權利要求1或2所述的脫溶調質方法，其特徵在於:所述步驟B中的乾燥機為帶有抽真空設備的圓盤式烘乾機，採用間接蒸汽加熱。
5.根據權利要求1或2所述的脫溶調質方法，其特徵在於:所述步驟D中蛋白物料在通入直接蒸汽時的物料厚度為200mm 400mm。
6.根據權利要求1或2所述的脫溶調質方法，其特徵在於:所述步驟E中蛋白物料在熱風調溼和冷卻去水過程中的物料厚度為200mm 300mm ;熱風調溼過程中的熱風風壓為IOOOPa 3000Pa ;冷卻去水過程中的冷風風壓為IOOOPa 3000Pa。
7.根據權利要求1或2所述的脫溶調質方法，其特徵在於:所述步驟E中熱風調溼是採用熱風乾燥或者在熱風中加入霧化水分的方式調整蛋白物料中水分的含量。
8.根據權利要求2所述的脫溶調質方法，其特徵在於:所述步驟F中氣力輸送的風壓為 6000Pa 8000Pa。
全文摘要
本發明的對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法涉及一種生產植物蛋白的方法。其目的是為了提供一種能源消耗低、蛋白變性率低、溶劑脫出率高的對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法。本發明對含有單一或混合溶劑的植物蛋白的脫溶調質方法，按照以下步驟進行A、採用烘乾機對經過脫脂或脫酚浸出後的蛋白物料進行常壓預脫溶；B、將進行常壓預脫溶之後的蛋白物料送入乾燥機中進行減壓脫溶；C、對進行減壓脫溶之後的蛋白物料送入高真空狀態下間接蒸汽加熱進行預脫溶；D、對進行預脫溶之後的蛋白物料在高真空狀態下通入直接蒸汽，直接蒸汽加熱後進行間接蒸汽加熱；E、對間接蒸汽加熱之後的蛋白物料進行熱風調溼和冷卻去水。
文檔編號C07K1/14GK103193862SQ20131012250
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者姜興玉, 費錚, 李永生, 徐川, 李培業, 宋衛國 申請人:北京紫光沃豐生物科技有限公司