Способ и установка для переработки зародышей

006624 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к обработке растительной продукции и, в частности, к способу и установке для переработки зародышей, отделенных от остальной части зерен зерновых культур и другой аналогичной сельскохозяйственной продукции. Предпосылки создания изобретения В настоящее время известны различные способы и установки, пригодные для экстракции масел и семенной оболочки из зародышей путем горячей сушки и прессования измельченных (молотых) зародышей и отделения от них части содержащихся в них масел. Большое количество масла, остающееся в отрубях, экстрагируют из них органическим растворителем, в основном гексаном и хранят вместе с отпрессованным растительным маслом. Основной недостаток известных способов и установок связан с использованием легко воспламеняющегося и токсичного гексана и необходимостью создания сложных и дорогих взрывозащищенных установок, оборудованных специальными устройствами защиты, которые, однако, не исключают полностью возможности аварии и нанесения ущерба здоровью обслуживающего персонала и покупателей готовой продукции. Другим недостатком известных способов и установок является большая потеря витаминов, пигментов и активных компонентов масел. К недостаткам известных способов и установок относится также большое количество белков, остающихся после переработки зародышей в отрубях, наличие которых в кормах для животных не является оптимальным. Фактически, поскольку животные с однокамерным желудком используют в качестве корма главным образом белки и только небольшое количество клетчатки семенной оболочки, а животные с многокамерным желудком используют в основном клетчатку и усваивают только небольшое количество белков, использование в качестве кормов для животных полученных известными способами отрубей с высоким содержанием белков сопровождается большими отходами и снижением химической энергии,выделяющейся у животных в процессе кормления. Еще одним недостатком известных способов и установок является денатурация белков и потеря аминокислот и простых сахаров и, следовательно, снижение усвояемости полученных кормов. Другими недостатками известных способов и установок являются большая потребность в воде и энергии и проблемы экологического характера. В патенте US 1892449 для более эффективного высвобождения масел, в частности кукурузного масла, из содержащего их растительного сырья предлагается применять ферменты, такие как диастаза,которая гидролизует крахмал, и пепсин, который гидролизует белки. Краткое изложение сущности изобретения Основная задача настоящего изобретения состояла в разработке способа и установки, позволяющих в безопасных для обслуживающего персонала условиях без использования органических растворителей получать масла, которые можно безопасно использовать в пищевых целях. Другая задача настоящего изобретения состояла в разработке способа и установки, пригодных для получения усваиваемых масел без заметных потерь витаминов, пигментов и активных компонентов. Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке способа и установки, пригодных для получения из зародышей белков, сепарированных и не денатурированных и поэтому хорошо усваиваемых и безопасных. Другая задача настоящего изобретения состояла в разработке способа и установки, пригодных для получения без использования органических растворителей аминокислот, сахаров, спирта, обогащенных отрубей и другой продукции, пригодной для использования в качестве пищи для людей и для приготовления кормов для животных. Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке способа и установки, позволяющих вторично использовать дистиллированную воду и ее теплосодержание для снижения затрат, связанных с потреблением энергии, и решения экологических проблем, связанных с загрязнением окружающей среды. Краткое описание чертежей Отличительные особенности настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано на фиг. 1 - технологическая схема, иллюстрирующая предлагаемый в изобретении способ, отдельные стадии которого изображены на схеме в виде прямоугольников, а исходные, промежуточные и конечные продукты показаны кружками, и на фиг. 2 - схема части предлагаемой в изобретении установки. Предпочтительные варианты осуществления изобретения На фиг. 1 позицией 1 обозначена вся последовательность операций, выполняемых при переработке зародышей предлагаемым в изобретении способом. Зародыши G получают механическим отделением в мельнице от зерен или ядер зерновых культур, а также экстракцией из сои, пшеницы или других злаковых культур.-1 006624 Поверхность зародыша G зависит от остаточных продуктов семени, из которого его выделяют механическим путем, при этом к таким остаточным продуктам относятся крахмал и другие материалы, такие как белки и масла. Предлагаемый в изобретении способ 1 позволяет перерабатывать зародыши GG без крахмала, получаемые в результате экстракции крахмала на предназначенной для этого установке. При переработке зародышей G последовательно выполняют следующие этапы или стадии:- перемешанные с жидкостью, в частности с водой, зародыши G на стадии 2 подвергают первому гидролизу амилолитического типа при температуре около 95 С с использованием альфаамилазы и соответствующей добавки, превращающей связанный с зародышем G крахмал в декстрины D,- после первого гидролиза на стадии 2 зародыши G на стадии 3 подвергают путем центрифугирования первой сепарации с получением отделенной от зародышей фракции, содержащей декстрин D, первую часть масел Н и содержащиеся в зародышах G белки L, и очищенных таким путем от крахмала и сопутствующих веществ зародышей,- не содержащие крахмал зародыши GG перемешивают на стадии 8 с очищенными зародышами G и жидкостью, в частности водой,- увлажненные очищенные зародыши G и не содержащие крахмал зародыши GG тонко измельчают на стадии 4,- измельченные зародыши G и не содержащие крахмал измельченные зародыши GG подвергают на стадии 5 второму гидролизу протеолитического типа при температуре от примерно 50 до примерно 70 С с использованием соответствующего фермента и соответствующей добавки, необходимой для гидролиза по меньшей мере части белков L, оставшихся в зародышах G и GG,- зародыши G, GG подвергают на стадии 6 путем принудительной декантации второй сепарации с получением фракции, содержащей семенную оболочку (отруби) С, пептиды и не гидролизованные белки,отделенные от остальной части зародышей G, GG, представляющей собой смесь, содержащую аминокислоты А и вторую, большую часть масел Н,- на стадии 7 смесь, содержащую масла Н и аминокислоты А, подвергают путем центрифугирования третьей сепарации с получением раствора аминокислот А, отделенных от остальной части зародышей G, состоящей в основном из второй части масел Н, и- сохраняют вторую часть масел Н. Содержащую отруби С, пептиды и не гидролизованные белки фракцию подвергают на стадии 10 первой сушке с получением сухих отрубей С, содержащих пептиды и белки. При переработке зародышей способом 1 фракцию, содержащую декстрины D, первую часть масел Н и белки L, содержащиеся в зародышах G, отделенную от них на стадии 3 первой сепарации, подвергают на стадии 9 путем центрифугирования четвертой сепарации с получением раствора, содержащего декстрины D и белки L, отделенные от первой части масел Н. Первую часть масел можно хранить вместе со второй частью масел Н. Раствор, содержащий декстрины D и белки L, последовательно на стадии 12 подкисляют органическими или минеральными кислотами при температуре от 50 до 70 С, и на стадии 13 подвергают путем центрифугирования пятой сепарации с получением отдельно растворов декстринов D и белков L. В предлагаемом в изобретении способе 1 раствор белков L на стадии 5 вместе с измельченными зародышами G, GG подвергают второму гидролизу или в другом варианте подвергают на стадии 14 второй сушке с получением пригодных для хранения сухих белков L. Раствор декстринов D подвергают на стадии 15 третьему гидролизу с использованием соответствующего фермента и добавки, необходимой для получения из декстринов D сахаров Z, состоящих в основном из глюкозы. Сахара Z на стадии 16 второй раз концентрируют с получением концентрированных сахаров Z, или в другом варианте последовательно ферментируют на стадии 17 с получением дрожжей и перегоняют(дистиллируют) на стадии 18 с получением отдельно жидкости Q и пригодных для хранения спиртов Е. Жидкость Q на стадии 19 подвергают путем центрифугирования шестой сепарации с получением отдельно водной жидкости S, практически не содержащей твердого остатка, и пригодных для хранения дрожжей Т. Водную жидкость S добавляют к зародышам G на стадии 2 первого гидролиза и к воде, которую перемешивают с зародышами на стадии 8, повторно используя воду и ее теплосодержание. Способ 1 также предполагает использование водной жидкости S для тепловой обработки зерен зерновых культур и получения дезинфицированной пищи или кормов. Раствор аминокислот А, полученный на стадии 7 третьей сепарации, концентрируют первый раз на стадии 11 с получением пригодных для хранения концентрированных аминокислот А. При переработке зародышей предлагаемым в изобретении способом третью, четвертую, пятую и шестую сепарации на стадиях 7, 9, 13 и 19 выполняют в вертикальных центрифугах. Предлагаемая в настоящем изобретении установка для переработки зародышей G содержит первую выполненную в виде контейнера с транспортером секцию 50, которая состоит из бункера и транспортера и предназначена для заполнения бака, соединенного с устройством 61 для подачи воды, измельченными в мельнице или в другом подобном устройстве зародышами G, полученными из зерна зерновых культур,сои, пшеницы или других злаковых культур. Зародыши G связаны с фрагментами эндосперма семян, со-2 006624 держащими крахмал, масла, белки и декстрины в значительном количестве, которое зависит от исходного зерна и его предыдущей обработки. Первая выполненная в виде контейнера с транспортером секция 50 последовательно соединена с аппаратом 53 для первого амилолитического гидролиза, с сепаратором 65 зародышей, на вход которого подается фракция, содержащая по меньшей мере содержащиеся в зародышах G масла, белки и декстрины, и с выхода которого отдельно отбираются очищенные от содержащихся в них веществ зародыши G,с мельницей 71 для тонкого помола очищенных зародышей G, вход которой соединен с выходом сепаратора 65 зародышей, с аппаратом 54 для второго протеолитического гидролиза, в котором содержащиеся в зародышах белки превращаются в аминокислоты, с сепаратором 67 белковой фракции, из которого отбирается фракция, содержащая отруби, пептиды и не гидролизованные протеины, и отдельно отбираются масла и аминокислоты, и с сепаратором 73 аминокислот, на вход которого из сепаратора 67 белковой фракции подаются масла и аминокислоты белковой фракции и с одного выхода которого отдельно отбираются аминокислоты, которые затем подают в концентратор 74, в котором получают концентрированные аминокислоты А, а с другого, отдельного выхода отбирается масляная фракция Н. В качестве сепаратора 65 зародышей, сепаратора 67 белковой фракции и сепаратора 73 используют декантаторы с принудительной декантацией или горизонтальные либо вертикальные центрифуги. В предлагаемой в изобретении установке сепаратор 67 белковой фракции и сепаратор 73 аминокислот можно выполнить в виде одного аппарата с тремя отдельными выходами для фракции, содержащей отруби, пептиды и не гидролизованные белки, для аминокислот N и для масляной фракции Н. Предлагаемая в изобретении установка содержит смеситель 30, вход и выход которого соединены с выходом сепаратора 65 зародышей, через который из него отбирают очищенные зародыши G, и входом мельницы 71, и который имеет еще один вход, соединенный со второй, выполненной в виде контейнера с транспортером секцией 31, в которую из сепаратора крахмала подают зародыши G, практически не содержащие эндосперм и уже очищенные от содержащихся в них продуктов. Первый аппарат 53 для гидролиза содержит теплообменник 64, который соединен со входом и выходом по меньшей мере одного из аппаратов 53, 54 для гидролиза и используется для регенерации тепла. Отбираемую из сепаратора 67 белковой фракции фракцию, в которой содержатся отруби, пептиды и не гидролизованные белки, обрабатывают в сушилке 69 с получением отрубей, не гидролизованных белков и сухих пептидов, которые используют, например, для приготовления корма для животных. Отбираемую из сепаратора 65 зародышей фракцию, в которой содержатся масла, белки и декстрины, подают в сепаратор 33 масла, из которого раздельно отбирают масляную фракцию Н и фракцию, в которой содержатся белки и декстрины. Содержащую белки и декстрины фракцию из сепаратора 33 последовательно обрабатывают в подкислителе 79, в котором протеины становятся нерастворимыми и выпадают в осадок, и в сепараторе 34 декстринов, из которого раздельно отбирают декстрины и белки, которые подают во второй аппарат 54 для гидролиза. Масляную фракцию Н из сепаратора 73 аминокислот и сепаратора 33 масла сливают в обычный и не показанный на схеме масляный бак. Отбираемые из сепаратора 34 декстрины подают в третий аппарат 35 для гидролиза, в котором из них получают сахара, которые подают в камеру 36 ферментации 36, в которой из сахаров получают спирт, который затем подают в дистиллятор 57, из которого раздельно отбирают содержащую дрожжи водную жидкость S и спирт Е. Камера 36 ферментации имеет устройство для подачи дрожжей и соединена с устройством 61 для подачи воды. Отбираемую из дистиллятора 57 водную жидкость S подают в выполненный в виде центрифуги сепаратор 75 дрожжей, из которого раздельно отбирают дрожжи Т и не содержащую дрожжей водную жидкость S, которую подают в упомянутые выше устройства 61 для подачи воды. Первый, второй и третий аппараты 53, 54 и 35 для гидролиза содержат камеру 59 ферментации с регулируемой температурой, оборудованную соответствующими устройствами 58 и 60 для подачи в камеры 59 соответствующих ферментов и добавок. Каждый аппарат 53, 54, 35 для гидролиза имеет расположенные до камеры 59 и после нее сборники 62, 63, выполненные в виде баков, работающих в непрерывном режиме. Камера 59 ферментации первого аппарата 53 для гидролиза соединена с устройством 61 для подачи воды к обрабатываемым в аппарате зародышам. Предлагаемая в изобретении установка содержит также различные (известные и поэтому на схеме не показанные) трубопроводы, клапаны, нагреватели, датчики, насосы и промежуточные емкости, необходимые для нормальной работы установки в непрерывном режиме. Основным преимуществом предлагаемых в настоящем изобретении способа и установки является возможность получения масла без использования органических растворителей в безопасных для обслуживающего персонала условиях, которое можно безопасно использовать в пищевых целях. Другим преимуществом предлагаемых в изобретении способа и установки является возможность получения отделенных аминокислот, сахаров, спирта, масел, отрубей и белков и других, неденатуриро-3 006624 ванных и поэтому хорошо усваиваемых и безопасных для человека и для кормления животных продуктов. Преимуществом предлагаемых в изобретении способа и установки является также возможность снижения расхода воды и электроэнергии за счет вторичного использования водной жидкости и ее теплосодержания. Другим преимуществом изобретения является возможность работы предлагаемой в нем установки в непрерывном режиме с непрерывным получением готовой продукции и непрерывной подачей в нее исходных материалов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки зародышей (G), заключающийся в том, что зародыши (G) подвергают первому гидролизу, в процессе которого содержащийся в зародышах (G) крахмал превращается в декстрины(D), после первого гидролиза зародыши (G) подвергают первой сепарации с получением фракции, содержащей декстрин (D), первую часть масла (Н) и содержащиеся в зародышах (G) белки (L), и очищенных от них зародышей, очищенные зародыши (G) измельчают, измельченные зародыши (G) подвергают второму гидролизу, в процессе которого происходит гидролиз белков (L), содержащихся в зародышах(G), после второго гидролиза зародыши (G) подвергают второй сепарации с получением фракции, содержащей отруби (С), пептиды и негидролизованные белки, отделенные от остальной части зародышей(G), представляющей собой смесь, содержащую аминокислоты (А) и вторую часть масел (Н), смесь, содержащую масла (Н) и аминокислоты (А), подвергают третьей сепарации с получением раствора аминокислот (А), отделенного от остальной части зародышей (G), состоящей в основном из второй части масел(Н), и сохраняют вторую часть масел (Н). 2. Способ по п.1, в котором после первой сепарации и до второго гидролиза вместе с зародышами(G), очищенными от крахмала, измельчают не содержащие крахмала зародыши (GG). 3. Способ по п.1, в котором фракцию, содержащую декстрины (D), первую часть масла (Н) и содержащиеся в зародышах (G) белки (L) и отделенную от них на стадии первой сепарации, подвергают четвертой сепарации с получением раствора, содержащего декстрины (D) и белки (L), отделенные от первой части масла (Н), и собирают первую часть масел (Н) вместе со второй частью масел (Н). 4. Способ по п.3, в котором раствор, содержащий декстрины (D) и белки (L), последовательно подкисляют и подвергают пятой сепарации с получением раздельно раствора декстринов (D) и раствора белков (L), который необязательно подвергают второму гидролизу. 5. Способ по п.4, в котором раствор декстринов (D) подвергают третьему гидролизу с получением из декстринов (D) сахаров (Z). 6. Способ по п.5, в котором сахара (Z) подвергают первому концентрированию с получением концентрированных сахаров (Z) или ферментации и дистилляции с получением раздельно жидкости (Q) и спиртов (Е), которые затем сохраняют. 7. Способ по п.6, в котором жидкость (Q) подвергают шестой сепарации с получением раздельно водной жидкости (S), практически не содержащей твердого остатка и содержащей растворенные вещества, и направляемых на хранение дрожжей (Т). 8. Способ по пп.2 и 7, в котором водную жидкость (S), по меньшей мере, частично добавляют к зародышам (G), по меньшей мере, между стадией первого гидролиза и стадией измельчения. 9. Способ по п.7, в котором водную жидкость (S), по меньшей мере, частично используют для тепловой обработки зерна зерновых культур с получением дезинфицированной пищи или кормов. 10. Способ по п.4, в котором при подкислении используют, по меньшей мере, органическую или минеральную кислоту и проводят его при температуре от 50 до 70 С. 11. Способ по п.1, в котором по меньшей мере первую сепарацию, вторую сепарацию, третью сепарацию, четвертую сепарацию, пятую сепарацию и шестую сепарацию проводят путем принудительной декантации или вертикального либо горизонтального центрифугирования. 12. Установка для переработки зародышей, содержащая, по меньшей мере, последовательно соединенные друг с другом первую, выполненную в виде контейнера с транспортером секцию (50), которая предназначена для хранения и перемещения зародышей (G), аппарат (53) для первого амилолитического гидролиза, сепаратор (65) зародышей, на вход которого подается фракция, содержащая, по меньшей мере, содержащиеся в зародышах (G) масла, белки и декстрины, и с выхода которого отбираются очищенные от содержащихся в них веществ зародыши (G), мельницу (71) для тонкого помола очищенных зародышей (G), вход которой соединен с соответствующим выходом сепаратора (65) зародышей, аппарат (54) для второго протеолитического гидролиза, в котором содержащиеся в зародышах (G) белки превращаются в аминокислоты, сепаратор (67) белковой фракции, с одного выхода которого отбирается фракция,содержащая отруби, пептиды и не гидролизованные протеины, а с другого, отдельного выхода отбираются масла и аминокислоты, сепаратор (73) аминокислот, на вход которого из сепаратора (67) подаются масла и аминокислоты белковой фракции и с выхода которого отдельно отбираются аминокислоты, ко-4 006624 торые затем подаются в концентратор (74), в котором отдельно получают концентрированные аминокислоты (А) и масляную фракцию (Н). 13. Установка по п.12, в которой выход сепаратора (65) зародышей, из которого отбираются очищенные зародыши (G), соединен со входом мельницы (71) через смеситель (30), который имеет также еще один вход, соединенный со второй выполненной в виде контейнера с транспортером секцией (31),которая предназначена для хранения и перемещения очищенных зародышей (G). 14. Установка по п.12, в которой по меньшей мере один из аппаратов (53, 54) для гидролиза содержит теплообменник (64), который соединен со входом и выходом по меньшей мере одного из аппаратов(53, 54) для гидролиза. 15. Установка по п.12, в которой сепаратор (67) белковой фракции и сепаратор (73) аминокислот объединены в один трикантер. 16. Установка по п.12, в которой выход сепаратора (65) зародышей, через который из него отбирается фракция, содержащая масла, белки и декстрины, соединен с сепаратором (33) масла, из которого отдельно отбираются масляная фракция (Н) и содержащая белки и декстрины фракция, которая последовательно подвергается обработке в подкислителе (79), в котором белки и декстрины становятся нерастворимыми, и в сепараторе (34) декстринов, из которого отдельно отбираются декстрины и белки, которые подаются во второй аппарат (54) для гидролиза. 17. Установка по п.16, в которой выход сепаратора (34) декстринов соединен последовательно с третьим аппаратом (35) для гидролиза, в котором декстрины превращаются в сахара, ферментатором(36), в котором сахара превращаются в спирт, и дистиллятором (57), из которого раздельно отбираются содержащая дрожжи водная жидкость (S) и спирт (Е). 18. Установка по п.17, в которой выход дистиллятора (57), через который из него отбирается водная жидкость (S), соединен с сепаратором (75) дрожжей, из которого раздельно отбираются дрожжи (Т) и очищенная от дрожжей водная жидкость (S), которая подается в устройства (61) для подачи воды. 19. Установка по п.17, в которой третий аппарат (35) для гидролиза содержит камеру (59) ферментации с регулируемой температурой, оборудованную устройствами (58, 60) для подачи в нее соответственно фермента и добавки, и устройства (62) хранения, расположенные до и после камеры (59) ферментации.