大豆分离蛋白主要生产工艺,设备参数的选择

Food and Fermentation Industries Vo1．23 ．． ．一 ／ fs 乎．2- No．4 t 大豆分离蛋白主要生产工艺、设备 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 的选择 (黑龙江省佳木斯多多保健食品厂，佳木斯，154007) 重量盟 (黑龙江省佳木斯三江食品公司，佳木斯，154007) 摘 要 从生产实践和实验角度出发，重点阐进了大豆分离蛋白生过程中主要工艺、设备参 数的选择以及各参数对产品质量、经济性的影响 关量词 盟 兰 墨 壁型 ．豆萤白 大豆分离蛋 白(soybean protein isolate 简称SPI)应同时具备营养和功能两个特性。 SPI的主要组分是 7S、llS和 15S，三组蛋白 之和约占全豆蛋白含量的78 。为使SPI产 品具有营养和功能特性，应选择合适的生产 设备和工艺参数，根据我们的经验将其归纳 如下，供同仁参考。 1 工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 和主要工艺参数的选择 1．1 酸沉法生产SPI产品工艺流程 酸沉法生产SPI主要有：粉碎、萃取、分 离渣乳、酸沉、凝乳分离、中和老化、杀菌干 燥、检验包装等工序。该工艺旒程中的超级分 离和二次萃取工序部分可根据产品工艺要求 选用，详见工艺流程图1。 收稿时间：1997一o4—23 图 1 SP1生产工艺流程图 业 工 酵 发 与 品 良 0 ，JI 一 ， “ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 23卷 第4期 褚弘斌等t大豆分离蛋白主要生产工艺、设备参数的选择 1．2 主要工艺参数的选择 (1)原料(脱脂豆片)要符合质量要求。外 观呈黄(乳)白色、粉(片)状，具有大豆粕固有 的气昧，元霉变和杂质，蛋白质(干基)含量大 于或等于 50 ，脂肪小于或等于 l％，水分 小于或等于 8 ，粗纤维小于或等于 4 ， NS1>70％，卫生指标要符合标准。 (2)蛋白质的萃取率主要受pH值、豆液 比和温度三个重要参数影响。萃取液的pH 值综合考虑在pH7．3～8．5之间较为合适， 萃取率随pH值的变化关系曲线[ 见图2。 瓣 褂 ．Ⅲ 嘲 pH 值 图2 不同pH值对脱脂豆粉萃取率的影响 由图2可知，萃取率随pH值降低而降 低，但pH值增高萃取率却增加不大i在中和 后灰分值增大。豆液比一般在1：10～l：20 之间，豆液比越大，蛋白萃取率越高，但是受 分离 设备造价和能耗等经济指标制约。采用 二次萃取工艺，第一次豆液比在 1 10左右， 第二次豆液比在1：6左右，这样既经济，萃 取率又可提高10 左右。水豆比萃取率曲线 见图 3。 ^ 鬟 、 ， 褂 盛 糌 ’卫 禹 豆 ：水 图3 豆水比对萃取率的影响 萃取液温度一般在28～50℃之间为宜 液温低刚降低萃取率，液 温高于 55℃，蛋白 逐步开始变性也影响萃取率 除上述因素外 豆片粒度、萃取时间和萃取液溶质等也影响 萃取率。．实验结果(图4) 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，豆片浸泡后， 加工到 100日以上粒度时，有利于萃取。从实 验结果看，萃取时间不宜短于10rain，也不宜 超过40rain。浸泡时问短萃取率降低，时间长 则易受微生物污染．卫生指标受影响。 时 同 (rain) 图I 萃取时间对萃取率的影响 (3)渣液分离是 SPI生产的关键工序，直 接影响蛋白收率。分离机分离因素F 不宜低 于 3500，一般渣液分离后的豆渣含水率应控 制在81 之内 二次萃取工艺，第二次分离 后豆渣含水率应低于 78 。每次分离后液相 中的非溶性固形物应小于0．66 。 (4)蛋白酸凝的目的就是在蛋白液中加 入 HCI使酸沉蛋白在pH4．1～4．6之间的等 电点处酸沉 凝乳，与乳清、碳水化合物、盐类 等可溶性成分分离，为 SPI生产分离提纯创 造条件 此工序加酸时要搅拌均匀，等电点要 准确，防止在分离工序流失蛋白。 (5)凝乳分离工序的主要目的是将凝乳 混合料液中的乳清、碳水化合物、盐类等可溶 性部分分离除去，提纯SPI。分离机分离因素 F ，不能低于 3500，进料量要求均衡稳定．不 能超负荷运行。分离后固相中的固形物不宜 低于 23 ，液相中的非溶性固形物(沉淀物) 不宜超过 0．33 。对于分离出来的凝乳块要 及时加水用解碎机破碎．使其混合液固形物 达到 13 ～l4 。 (6)凝乳水洗 工序的目的是为了把残留 维普资讯 http://www.cqvip.com 46 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．23 No． 在凝乳中的碳水化台物、盐类等可溶物进一 步分离出去，保证 SPI产品达到质量要求 根 据纯度要求通常加两倍的水量即可达到质量 标准。水洗工序用水的pH值和水温要与酸 凝工序参数一样，否则在分离时会流失蛋白， 降低得率。此道工序要根据产品综合指标决 定是否采用。 (7)老化和中和工序主要目的是用化学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 提高产品品位，调整产品的功能性。此工 序添加剂的投放量、老化时间、pH值的调 整，离子强度的改变，均可使蛋白质结构组分 发生变化，改变产品的功能特性。 (8)杀菌和闪蒸工序主要是提高产品的 营养和功能特性，消除抗营养因素，除去异味 等。工艺参数依产品功能特性要求而定。例 如某种添加到肉制品中的SPI产品的工艺参 数为：杀菌温度 136"C，时间不短于 13s，闪蒸 后料温低于 65"C，闪蒸罐内真空度不低于 0．067M Pa。 (9)SPI产品宜选用压力式喷雾干燥法 干燥。产品粒度要求9o 通过100目。在液 料供料均衡的情况下，用喷雾压力和喷嘴板 孔直径可以调整产品粒度。产品水分正常控 制在5 之内，可根据不同季节中空气的湿 度来调整干燥塔进排风的温度而实现。正常 进风温度不宜低于 170U，排风温度不宜低 于 70℃。经喷雾干燥出来的SPI粉要及时冷 却和筛检，防止产品包装后结块。 2 主要生产设备参数的选择 2，1 分离机工作、工况参数的选择 根据SPI生产特点，从用途上考虑应选 用固相浓缩(脱水)、液相澄清的分离机。从机 型上考虑应选用卧式螺旋卸料式离心机。从 操作方法上考虑应选用自动连续式分离机。 从排渣结构上考虑应选用差动式螺旋卸料 机 进料固形物能适应3~／～20 的浓度，分 离物料粒度能达到 0．01ram，能对固液比重 差大于0．05的物料进行分离。分离因数F， 一 ( ：转鼓角速度，rad／s 转鼓半径， 岩 mig：重力加速度，m／s )不应低于3500。分 离机的生产能力要根据工艺要求而定 ，要注 意使进料量(不可溶固形物量)与排渣量匹 配。 2．2 分离机相关结构参数的选择 分离机脱水机理如图5所示。 分 离 灌 图5 沉渣分离机转鼓各个区域示意图 从沉渣脱水分离到两侧分为三个区域。 转鼓部分为沉降区，锥角部分为脱水(澄清) 区，两区结合部分为过渡区。实际运行工艺效 果与离心机的转鼓尺寸、锥角等结构参数，离 心机的处理量，转鼓的转速，卸料螺旋器的相 对转速，进料浓度与条件等工况参数以及被 分离物料的粒度，液相的特性等物料性质有 关。卧式螺旋分离机转鼓分为锥形和柱锥形 两种，在两台分离机转鼓长度、直径尺寸相同 的情况下，柱锥形的“当量沉降面积值三”大 于圆锥形L ，即 三 t>三 对于圆锥形转鼓 (图 6)： ／ 图 6 圆锥形转鼓 一 m-L[i+詈争+吉( ) ]m2 对于柱锥形转鼓(图7) 维普资讯 http://www.cqvip.com l ● 第23卷 第4期 椿弘斌等：大豆分离蛋白主要生产工艺、设备参数的选择 47 三柱惟一 F， r工{1 Llr 1 h L 2 r 式中： 工——螺旋卸料沉降离心机转鼓沉降区 总长，m； 工 ——圆筒段的沉降区长度，m； — — 圆锥段的沉降区长度，m； —^—转鼓中沉降液层的深度，m； F ——分离因数； r— — 转鼓半径，m 图 7 柱锥形转鼓 由三值可以看出，柱锥形转鼓可以得到 更好的运行工艺效果。API生产应选择柱锥 形分离机，转鼓锥角一般选择在 8 ～13。。在 其它参数不变的情况下，锥角每增加 2。，分 离后固相含水率约降低 1 ，见图8。 * 蔷 抽 粤 厦‘ ■ 彘 图8 分离后固相古水率与转鼓半锥角关系 转鼓直径通常宜在 350～500ram，转鼓 长度宜在 lO00~2000mm 转鼓长，直径大， 转速高，工艺效果好，但制造难度大，造价高。 2．3 豆渣和凝乳分离机的选择 豆渣分离工序的分离机应适应 3 ～ 2O 非可溶性固形物物料的进料 分离后固 相物料的含水率应低于80 ，液相中的非可 溶性固形物应低于0．66 。若采用偏心切口 式螺旋叶片可使固相物料含水率降低2 ～ 3 嘲 。 分离机应维修清洗 方便，具有自控、 无级调速、过载保护、加压循环润滑系统。分 离因数是关键参数，不宜低于 3500。此外螺 旋卸料器叶片外径与转鼓内壁之间的分离卸 料间隙一定要均匀，限制在最小尺寸(约0．5 ram)上，该间隙直接影响分离效果 转鼓和 卸料器动平衡也必须在标准值，否则也影响 分离效果，降低轴承等部件寿命，甚至使设备 无法运行。 凝乳分离机分离要求标准比豆渣分离机 要高，该道工序分离机除分离因数不能低于 3500外，转鼓长度要比豆渣分离机转鼓长 400~500mm。该机分离后固相物料含固形 物不应低于22％，液相物料含非可溶性固形 物不超过 0．33％。 2．4 杀菌闲蒸器主要参数的选择 SPI主要成分是球朊，粘度较大。在长时 间超高温杀菌过程中，板式或管式杀菌器易 挂壁和焦管，用蒸汽直接加热杀菌较适宜。为 了保证杀菌效果，一般在超高温杀菌前进行 一 次预热，预热物科温度到7o~c左右，然后 再用蒸汽直接加热到 l30～14o~c进行杀菌。 由于产品功能性要求不同，杀菌温度和时间 也不同。根据产品工艺要求不同，杀菌恒温保 持管要设成分段式的(可设成 los、15s、30s)， 以便满足不同品种的工艺要求。闪蒸室容积 要根据产量而定，一般可按每小时产量的 60 ～95 确定。闪蒸室的真空度不宜低于 0．067MPa。闪蒸室应将杀菌后的液料瞬间降 到65~C以下，否则要用冷却装置冷却。详见 超高温杀菌闪蒸器原理简图(图9)。 一r + R 3—2 l一3 维普资讯 http://www.cqvip.com 48 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．23 No．4 图 9 超高温(UHT)杀菌闪蒸器原理图 l一贮料缸；2 援热器l 3一平衡槽l4一杀菌器l 5一保持管l6一内蒸室{7一蒸汽管l8 回料管 9一真空管Ilo一出料管I A一供料泵 B一高扬程料泵lC一高扬程料泵 2．5 干燥塔主要参数的选择 喷雾干燥塔是以一个单元操作就可以将 料液变为干燥制品的装置。通常需经过四个 过程：a．料液雾化；b．雾化料与热风混触；c． 蒸发干燥；d．干燥制品与热风的分离及收集。 料液雾化是喷雾干燥的关键问题，SPI料液 由于牯度大，宜采用单组压力喷雾法，其干燥 曲线r 如图10。 干燥 时 间 25～ 50* 图 10 干燥曲线图 SPI产品有粒度的要求，故喷雾压力比 较高，一般在 20~40MPa。喷头的数量、板孔 直径及结构与生产能力、喷雾压力及干燥塔 的结构尺寸有关。喷头板孔直径一般在 1．6 ～ 3．8mm 范围之内，三个喷头的板孔直径一 般在 1．6～2．5ram之间，单头的板孔直径在 1．8～3．8 mm之间。雾化料与热风混触一般 均为顺流式，进风温度 170～190℃，排风温 度根据空气湿度及水分 的要求可在 70～ 87C范围内进行调整。 干燥制品的收集也是喷雾干燥塔的关键 技术，SPI产品粒度小，收集的难度较乳制品 大。立式干燥塔采用单一旋风器集粉方式，结 构比较简单，造价较低。它的缺点是集粉率略 低。采用组合旋风式(加捕粉袋)集粉器结构 较复杂，造价较高，但集粉率高。干燥塔的蒸 发强度一般可以设在 6～9kg／m。，蒸发强度 高，热效率高，设备体积减小，造价降低。 SPI干燥塔须设有 CIP系统和干燥杀菌 装置，除此之外，还要考虑到系统的自动化控 制、灭火装置、粉爆安全门、振动落料和捕粉 滤袋室染菌问题。喷雾干燥系统的原理见图 11 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 23卷 ‘第 4期 堵弘斌等：大豆分离蛋白主要生产工艺、设备参数的选择 49 图 Ll 喷雾干燥系统原理图 1一喷浆管l 2一加热器l 3一节能器 4一干燥塔{5一美封器l 6一集粉器r7一捕粉室r8--收粉器；9-空气滤器l A一鼓风机IB一引风机{C一砖却风机 册，北京 机械工业出版社，1982．14，78～12 参 考 文 _ 3 广州轻工业设计院译 ． 离心机．通用机械研 L 骆承庠等编译．大豆与大豆食品 北京：轻工 ，究所，化工与通用机械参考资料，1974，82~109 - 业出版社，1983，23～25 4 杨桂馥译．食品工业科技，1991，1·48～53 2 机械电机工程手册编辑委员会．机械工程手 维普资讯 http://www.cqvip.com