Ігор КАЛЕНДРУЗЬ,
Сергій КУКТА,
старші наукові співробітники УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого
Продовження. Початок у № 12.
Одним із ефективних способів термічної обробки бобів сої є процес приготування соєвого молока.
Приготування соєвого молока
Одним із ефективних способів термічної обробки бобів сої є процес приготування соєвого молока. Відомо, що при вирощуванні телят використовується значна кількість незбираного молока, яке на 50-70% (без зниження інтенсивності росту та порушення стану їх здоров’я) можна замінити соєвим замінником. Заощаджене таким чином незбиране молоко можна використати на харчові цілі. Вартість соєвого замінника у 3-5 разів нижча від закупівельної вартості незбираного молока.
Соєве молоко - це сік сої, отриманий внаслідок спеціального технологічного процесу, який містить значну кількість легкозасвоюваних білків, основних жирних амінокислот тощо.
В даний час для приготування соєвого молока на Україні виготовляються установки УПСМ-1, УПСМ-2 і УПС-3 (ВП «Монтажсервіс» (м. Жмеринка Вінницької обл.) та ТЕК-1СМ, ТЕК-2СМ, ТЕК-3СМ і ТЕК-4СМ (ТОВ «Інженерно-технологічний центр «ТЕКМАШ» (м. Київ)).
Установки для виробництва соєвого молока УПСМ-1, УПСМ-2 і УПСМ-3 (ПП «Монтаж сервіс» м. Жмеринка Вінницької обл.) призначені для переробки зерна сої на високопоживне соєве молоко в цехах харчової промисловості і кормовиробництва. Вони відрізняються потужністю, місткістю резервуара та відсутністю парогенератора в складі УПСМ-1: пар до пастеризатора надходить із зовнішнього джерела.
Установка УПСМ-2 складається із пристрою для подрібнення і пристрою для отримання (пастеризації) соєвого молока.
Пристрій для подрібнення призначений для завантаження попередньо замоченого і промитого зерна сої, його подрібнення у водному середовищі і видачі у пристрій для отримання соєвого молока. Всі деталі установки, що контактують з вихідним продуктом і соєвим молоком, виготовлені з корозійностійкої сталі.
Пристрій для отримання соєвого молока складається з теплоізольованої місткості, до якої знизу приєднаний парогенератор з трьома електронагрівачами. На кришці місткості встановлений клапан для регулювання тиску і мановакуумметр для контролю тиску. В нижній частині пристрою розташований зливний кран. Тиск у пароводяній оболонці підтримується за допомогою датчика - реле. Межі настройки реле тиску коливають в межах 0,05-0,6 кг/см2.
Принцип отримання соєвого молока на установці УПСМ базується на методі помелу сої у водному середовищі. Вручну в конусний бункер пристрою для подрібнення завантажується 18 кг заздалегідь замоченої і промитої сої (з урахуванням зміни ваги при замочуванні). Сюди ж подається вода. Співвідношення сої і води становить 1:3 - 1:9.
При багаторазовому подрібненні водо-соєвої суміші з високою частотою відбувається процес розчинення білка і речовин сої у воді. Отримане молоко підлягає пастеризації парою, утвореною в парогенераторі. В процесі теплової обробки нейтралізуються інгібітори трипсину.
Вода, залита в парогенератор, нагрівається електронагрівачами до кипіння. Пар витісняє з пароводяної оболонки повітря, яке виходить через запобіжний клапан. При закритому запобіжному клапані створюється тиск пари. При досягненні верхньої межі тиску пари, електронагрівальний пристрій перемикається на 1/3 потужності. Коли тиск падає до заданої нижньої межі, пристрій автоматично перемикається на повну потужність. Далі цикл повторюється.
Температура в місткості пристрою отримання соєвого молока задається і контролюється регулятором температури ТРМ-1А і датчиком ТСМ-50. Видачу молока проводять за допомогою зливного крана або молочного насоса .
Гідродинамічна установка для переробки зернобобових культур на вологі кормові суміші і соєве молоко ТЕК-СМ виробництва ТОВ «Інженерно-технологічний центр «ТЕКМАШ» включає чотири різні за продуктивністю модифікації - ТЕК-1СМ, ТЕК-2СМ, ТЕК-3СМ і ТЕК-4СМ. Однакові за принципом дії та конструктивною схемою, вони відрізняються потужністю двигунів електронасосних установок (від 11 до 45 кВт), місткістю резервуарів, масою і габаритними розмірами.
Установка ТЕК-СМ (рис. 3) складається з насосного агрегату, резервуара і соплового апарата , з’єднаних між собою трубопроводами і арматурою, які змонтовані на рамі. Пускозахисна апаратура електродвигуна насоса і прилади контролю параметрів технологічного процесу змонтовані в шафі керування.
Насосний агрегат, що складається з відцентрового насоса та електродвигуна, забезпечує циркуляцію суміші соєвих бобів з водою по технологічному контуру установки.
Резервуар має вигляд вертикальної циліндричної місткості з листової сталі, з подвійними стінками, простір між якими заповнений теплоізоляційним матеріалом. В ньому знаходиться основна маса суміші соєвих бобів і води протягом всього циклу приготування порції соєвого молока. Резервуар з`єднаний у нижній частині горизонтальним трубопроводом із вхідним фланцем насоса, а біля верхньої частини - Г-подібним трубопроводом через сопловий апарат з напірним фланцем насоса. Зверху резервуар має люк з фланцем, закритий кришкою. В кришку вмонтовано запобіжний клапан, манометр і кран для випуску повітря. Запобіжний клапан обладнаний дренажною трубкою для скидання у додаткову місткість частини суміші при спрацюванні клапана.
рис. 1. Конструкційна схема гідродинамічної установки ТЕК-СМ
1 - насосний агрегат; 2 - резервуар; 3 - горизонтальний трубопровід; 4- сопловий апарат; 5 - напірний трубопровід; 6 - запобіжний клапан; 7 - манометр; 8 - кран для випуску повітря; 9 - дренажна трубка; 10 - трубка для відведення води; 11 - датчик дистанційного термометра; 12 - датчик дистанційного термометра (граничний); 13 - запобіжний клапан граничного тиску; 14 - кран водяний; 15 - кран випуску готового продукту; 16 - рама установки; 17 - амортизатор; 18 - шафа керування; 19 - захисний кожух електродвигуна; 20 - захисний кожух муфти; 21 - захисний кожух напірного трубопроводу; 22 - захисний кожух соплового апарату.
Горизонтальний трубопровід має ніші для двох датчиків дистанційних термометрів, запобіжний клапан граничного тиску, водяний кран і кран готового продукту. Один із температурних датчиків - регульований - повинен зупиняти насос при досягненні температури суміші 1050С, тобто значення, передбаченого технологічним регламентом (при роботі установки в автоматичному режимі). Другий датчик відключає двигун насоса при найвищій допустимій температурі суміші - 1150С (якщо перший датчик не спрацював або відключений).
Сопловий апарат призначений для інтенсивного змішування потоку рідини, створеного насосом, внаслідок чого механічна енергія потоку перетворюється у теплову, і рідина нагрівається, а також для забезпечення подрібнення соєвих бобів. Він змонтований на кінці горизонтального відрізка Г-подібного напірного трубопроводу, що з’єднує його з насосом.
Принцип роботи установок базується на використанні явища гідродинамічної кавітації. Технологічний процес установки ТЕК-СМ - циклічний і здійснюється у певній послідовності. Через відкритий верхній люк резервуар установки завантажують попередньо промитою та очищеною від твердих сторонніх домішок (металу, каміння, рослинних залишків), замоченою у воді (холодній - щонайменше на 24 години, гарячій - на 6-12 год.) соєю та частково водою через водяний кран, потім кришку люка закривають і подальше заповнення резервуара водою здійснюється до витіснення повітря через відкритий кран для випуску повітря, який після цього також закривають. Потім запускають насосну установку.
Внаслідок інтенсивної циркуляції суміші сої і води по контуру насос-трубопровід-сопловий апарат-резервуар-трубопровід-насос механічна енергія потоку рідини перетворюється у тепло, при цьому насадка соплового апарату розділяє потік і знову з’єднує його, внаслідок чого виділяється тепло (температура суміші поступово піднімається до 1050С), а соєві боби внаслідок багаторазового проходження через насос і сопловий апарат подрібнюються.
Процес нагрівання, подрібнення і навантаження на електродвигун контролюють відповідно до цифрового термометра та амперметра, встановлені на дверцях шафи керування. За технологічним регламентом подальше підвищення температури суміші не потрібне, тому насос автоматично зупиняється, і робиться витримка на 15-20 хв. За цей час закінчуються процеси перетворення суміші подрібнених бобів сої і води в соєву суспензію (пасту). Насос на короткий час запускається, щоб остаточно змішати продукт, і готове молоко (пасту) при зупиненому насосі через вивантажувальний кран випускають з установки. Всі процеси виконуються автоматично, згідно з програмою, заданою при налагоджуванні.
Результати досліджень установок для виробництва соєвого молока наведено в табл. 1.
Таблиця 1. Результати досліджень установок для приготуваннясоєвого молока вітчизняного виробництва
Показник
|
Значенняпоказника
|
1
|
|
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Марка машини
|
УПСМ-2
|
УПСМ-3
|
ТЕК-1СМ
|
ТЕК-2СМ
|
ТЕК-3СМ
|
ТЕК-4СМ
|
Продуктивність, кг/год
|
240
|
73,17
|
54,98
|
90,29
|
112,50
|
233,77
|
Встановлена потужність, кВт
|
32,8
|
17,5
|
11
|
15
|
22
|
45
|
Витрати електро-енергії, кВт·год
|
7,3
|
4,38
|
9,45
|
14,1
|
20,43
|
34,3
|
Кількість обслуговуючого персоналу, чол.
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Показники якості виконання технологічного процесу:
|
Характеристика готового продукту:
|
- вологість, %
|
93,0
|
93,4
|
81,1
|
82,1
|
85,5
|
82,7
|
- об?ємна маса, кг/м3
|
890
|
880
|
853
|
847
|
850
|
840
|
Фізико-хімічні показники готового продукту:
|
- масові частки, %,
- вологи
- жиру
- білка
- золи
|
93,0
0,90
1,8
0,4
|
93,4
0,88
1,8
0,3
|
81,1
22,8
28,7
6,7
|
82,1
24,4
29,5
6,0
|
85,5
18,99
33,28
6,32
|
82,7
16,3
37,9
5,1
|
Активність уреази, різниця рН
|
0,03
|
0,03
|
0,09
|
0,10
|
0,08
|
0,11
|
Місткість резервуара, л
|
250
|
60
|
70
|
120
|
150
|
330
|
Габаритні розміри установки, мм
- довжина
- ширина
- висота
|
1700
850
1940
|
1145
650
1590
|
2150
720
1650
|
2150
720
1650
|
2140
885
1700
|
2450
960
2200
|
Маса установки, кг
|
450
|
218
|
480
|
500
|
620
|
960
|
Також цікаве обладнання УРВА-250 виготовляє ТОВ «Технологічний центр «Система» (Росія), який входить до складу широко відомої за кордоном асоціації «Ассоя». За допомогою такої установки можливо готувати не лише соєве молоко, а й будь-який рідкий корм
рис. 2. Конструкційна схема універсальної установки УРВА-250
1 - варильний апарат; 2 - накопичувальна місткість; 3 - завантажувальна місткість; 4 - подрібнювальний апарат; 5 - насос, з'єднаний трубопроводами з накопичувальною місткістю; 6 - корзина для добавок м'ясокісткової сировини.
На трубопроводах встановлені крани: 7 - для повернення суміші в варильний апарат при циркуляції; 8 - подачі сировини в накопичувальну місткість; 9 - рівня заповнення місткостей; 10 - подачі води у варильний апарат та завантажувальну місткість; 11 - подачі сировини в подрібнювач; 12 - запірний варильного апарата; 13 - рециркуляції готового продукту при охолодженні; 14 - виходу готового продукту; 15 - подачі води у водяний контур накопичувальної місткості; 16 - відбору проб; 17, 18 - зливні; 19, 20, 25 - переливні; 26 - зтравлення повітря при завантаженні сировини; 27 - патрубок для відводу пари; 28 - штуцер для зливання конденсату.
залежно від наявних ресурсів та визначеної зоотехніком рецептури. Так, при виконанні технологічного процесу обладнанням (рис. 5) можна вводити будь-які компоненти: різноманітний зернофураж, шрот, жмих, м'ясокісткову сировину, жир, а також вітамінні та мінеральні добавки. При встановленій потужності у 50 кВт установка має продуктивність 250 л/год виробництва високобілкової суміші, яка успішно застосовується для годівлі різних статево вікових груп свиней та ВРХ - від підсисного молодняку до дорослого поголів'я.
Переваги застосування у тваринництві соєвого молока
- застосування сучасного технологічного обладнання дозволяє отримати якісне соєве молоко, яке в енергетичному відношенні дуже близьке до цільного незбираного молока;
- в кормову суміш у процесі її приготування можна додавати необхідні мінеральні, біологічно активні та лікувальні добавки;
- використання соєвого молока дозволяє на 15-20% підвищити прибуток господарств за рахунок збільшення приросту живої маси тварин та зменшення собівартості кормів і в 3-5 разів зменшити енерговитрати для приготування рідких кормів.
Мікронізація
Перспективним способом обробки соєвих бобів вважається мікронізація - обробка зерна інфрачервоними променями у діапазоні хвиль 1,8-3,2 мкм при температурі 130°С протягом 1-1,5 хв. Такий процес найбільше підвищує поживність оброблюваного корму. Мікронізатори можна ремонтувати в умовах господарства. Вони мають дуже ефективну систему регулювання режиму обробки, не потребують високої кваліфікації персоналу, а також є багатофункціональним обладнанням. За продуктивності 0,2 т/год. мікронізатор переробляє і робить придатною до використання на кормові цілі 1,6 т сої за зміну. Це дає змогу збагатити білком майже 10-15 т комбікорму.
Крім мікронізації бобів сої, мікронізатор дозволяє проводити передпосівну стимуляцію насіння інфрачервоним випромінюванням, яка підвищує їх енергію проростання та схожість, а в підсумку збільшує урожайність у середньому на 10%.
Переваги застосування мікронізаторів:
- зменшення кількості інгібітора трипсина в кінцевому продукті до рівня 2-3 мг/г;
- корисний рівень лізинів зберігається незмінним;
- енергетична цінність кінцевого продукту підвищується вдвічі: з 6,56 до 14,44 МДж/кг.