Обоснование технологии и оборудования с целью получения соевого компонента для пищевых систем различного назначения

Введение. Известно, что в РФ традиционно соя используется в основном на кормовые цели. Однако в последнее десятилетие несколько увеличилось производство соевого масла экстракционным способом. При этом фактически открытым остается вопрос о возможности и целесообразности использования соевых белковых, витаминных и минеральных компонентов в продуктах питания. Связано это с тем, что разработке и созданию продуктов питания с использованием данного вида соевых компонентов в России не уделяется должного внимания. По этой же причине российский потребитель и в настоящее время не имеет достаточно полной и достоверной информации о полезный свойствах сои и ее составных компонентов.

Степень решения этой проблемы на сегодняшний день характеризуется, прежде всего, наличием той базы научно обоснованных данных, которая определяет достигнутый уровень с использованием традиционных подходов к решению проблемы переработки сои на пищевые цели.

Вполне очевидно, что этот уровень для России должен определяться, прежде всего, инно- вационным подходом с учетом положений доктрины продовольственной безопасности РФ и основами государственной политики РФ в области здорового питания населения на период до 2020 г. [1, 2].

Что касается традиционных подходов, то в России существуют две условно разделяемые технологии получения пищевых продуктов из сои – западная и азиатская.

По первой получают соевое масло и тости-рованный шрот, на основе которого производят продукты сухой формы, так называемые изоля-ты, концентраты, текстураты, обезжиренную соевую муку и др. Это достаточно хорошо отработанная технология, которая в широких масштабах в настоящее время используется не только в США, но и в КНР. По второй – сою перерабатывают на соевые молочные продукты.

В настоящее время стремительное развитие получает новая технология по производству необезжиренной соевой муки. Для всех перечисленных технологий требуются адаптированные под каждую из них сорта сои пищевого назначения.

Кроме этого, набор получаемых из сои пищевых продуктов и их гарантированное качество во многом определяются биохимическими показателями исходного сырья.

Цель исследований : разработка технологии получения мучного соевого компонента в виде оболочковой, зародышевой и семядоле-вой муки при использовании оборудования типа КПСП-850.

Задачии исследований:

– усовершенствовать технологию получения необезжиренной соевой муки путем разработки подсистемы по переработке отходов в оболочковую, зародышевую и семядолевую муку;

– разработать обобщенную блок-схему производства смесей для выпечки мучных изделий с использованием полученных видов муки.

Материалы, методы и результаты исследований. Для решения поставленных задач использованы органолептические технологические, физико-химические, биохимические, статистические методы исследования сырья и готовой продукции.

На рисунке 1 представлена принципиальная схема безотходной переработки полножирной сои на муку с использованием комплекта оборудования КПСМ-850.

Рис. 1. Технологическая схема безотходного производства соевой необезжиренной муки и крупы с использованием комплекта оборудования КПСМ-850

Наиболее полно данным требованиям, как показал многолетний опыт эксплуатации оборудования, отвечает технологическая линия, скомпонованная по типу КПСМ-850 [3].

Конструктивно-технологическая схема производства соевой муки и крупки с помощью такого комплекта оборудования представлена на рисунке 2.

Комплект оборудования предназначен для выработки полножирной соевой муки из семян сои. Оборудование, входящее в состав комплекта, разработано с учетом особенностей переработки соевых семян, имеющих в исходном состоянии высокое содержание масла.

Конструктивные решения, принятые при создании оборудования, обеспечивают значительное сокращение затрат электроэнергии на производство соевой муки по сравнению с зарубежными и отечественными аналогами.

Особенностью данного комплекта оборудования является то, что для обеспечения большей мощности производства соевой муки возможна установка еще одного такого же комплекта, т. е. организация производств по выработке соевой полножирной муки по производительности будет кратна 850 кг/ч.

При подготовке соевых семян к переработке очищенные и откалиброванные семена подвер- гаются обработке с целью инактивации вредных для организма человека веществ, содержащихся в них, с одновременной дезодорацией. Эти процессы осуществляются в агрегате для термообработки семян сои, куда они поступают с помощью нории из приемного бункера.

Обработанные в термоагрегате соевые семена поступают в шелушильную машину, где происходит снятие оболочки, отделение зародыша и дробление их на семядоли (половинки). Из шелушильной машины продукт попадает на вибросепаратор, где зародыш и оболочка отделяются от семядолей и пневмотранспортом подаются в бункер для их сбора. В результате этого процесса при дальнейшей переработке остается только эндосперм соевых семян в виде крупки.

Для получения муки высокого качества необходимо соблюдать условие равномерности показателей температуры и влажности крупки. В комплект оборудования входит бункер-отволаживатель, в котором за определенное время эти показатели в массе крупки выравниваются и имеют одинаковые значения по всему объему материала.

Из бункера-отволаживателя крупка поступает для предварительного измельчения на мельницу грубого помола. В мельнице грубого помола происходит дробление семядолей до частиц размером 0,5 мм. Полученная таким образом крупка подается для окончательного помола в вихревую мельницу. Весь объем крупки, поступающей на помол, размалывается в вихревой мельнице до частиц размером 5– 25 мкм и выгружается в циклон-разгрузчик. Фасовка готового продукта осуществляется через два разгрузочных шлюза циклона-разгрузчика в мешки, проложенные полиэтиленовой пленкой. Мешки взвешиваются, зашиваются и отправляются на хранение и реализацию потребителю.

Согласно характеристикам данного комплекта оборудования, на нем производится мука дезодорированная для применения в мясной и кондитерской промышленности. Как установлено исследованиями, данная технология имеет недостатки, которые связаны с тем, что эта технология не является безотходной.

В результате получения муки образуется так называемый отход в объеме 15–20 % от исходного сырья. Причем в составе такого отхода присутствуют наиболее ценные в биологическом отношении компоненты [4] .

В этой связи, на данном этапе исследований необходимо решение задачи по получению продуктов, использование которых в определенных соотношениях обеспечивает улучшенный состав и определенные свойства традиционным изделиям пищевого назначения.

На рисунке 3 представлена технологическая схема переработки вторичного соевого сырья, получаемого при производстве соевой крупки с помощью термоагрегата КПСМ-850.

Семена сои, согласно технологической схеме (см. рис. 3) поступают в термоагрегат, состоящий из пропаривателя 1 и жаровни 2 , где вначале пропариваются, а затем прожариваются при строго заданных параметрах и режимах, зависящих от сорта сои и ее технологических характеристик.

Затем они поступают в штифтовый измельчитель – 3 , где дробятся с получением различных видовых и размерных фракций: крупяных с диаметром; оболочковой (О), зародышевой (З), и семядолевой (С).

Первая фракция направляется в бункер-накопитель 4, а затем на рассев 6. Вторая, тре- тья и четвертая фракции направляются в бункер-накопитель 5, а затем на рассев 7, где происходит разделение вторичного соевого сырья на три фракции – оболочковую, семядолевую и зародышевую, которые после разделения направляются на измельчение в муку или же для формирования оболочково-зародышевой или оболочково-семядолевой композиции с целью последующего получения муки на их основе.

Данные композиции направляются на дробление в измельчители 8 , где превращаются в муку или порошок, в зависимости от дальнейшего назначения. При этом, соотношение фракций в композициях определяет их новые свойства и зависит от каждого из конкретных вариантов приготовления пищевых продуктов, что обусловлено многочисленными их рецептурами с соответствующими составами.

Естественная оболочково-зародышево-семядолевая композиция также направляется в бункер – 5 для накопления и последующего превращения в муку с помощью вихревой мельницы – 9 .

На рисунке 4 приведена конструктивнотехнологическая схема линии получения соевой муки на основе вторичного соевого сырья и его фракций.

Проведенный анализ фракционного состава вторичного сырья от переработки сои на необезжиренную муку показал, что данный вид сырья характеризуется наличием следующего количества фракций: 40 % оболочки, 50 % семядолей в виде крупки и 10 % зародышей семян. При этом химический состав представлен в таблице.

Таким образом, установлено, что вторичное соевое сырье в естественной композиции является ценным источником пищевых нутриентов и может быть использовано в технологии пищевых продуктов для повышения их пищевой и биологической ценности.

Обязательным условием для использований данного вида сырья является получение на его основе муки. На рисунке 5 представлена схема получения смесей для выпечки мучных изделий на основе биоактивного сырья.

Мука семядоли

Семена сои ................Шелуха (оболочка)

Крупка

Мука

Мучная пыль

Н            – нория;

БН-5,0; БН-1,0 – бункера-накопители;

АТ-1,0        – термоагрегат;

МШ         – машина сушильная;

ГШГЭ2.02-02 – вибросепаратор;

ВР-2,5; Р-4,0  – вентиляторы

УЦ-710; УЦ-1200 – циклоны;

БН-7,0           – бункер-накопитель;

ГШГЭ2.02-01     – вибродозатор;

МГП-2          – мельница грубого помола;

МВ             – вихревая мельница;

ЦН            – циклон-фасовщик

Вестник КрасГАУ. 2016. №1

Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема линии по производству термообработанной необезжиренной соевой муки

Семена сои

IIIIIIIIIIVIIIIIIIII

I        и ни пн и пн

Э

Естественная оболочково- зародышево-семядолевая композиция

⁶ < d ⁵

d d d dЭ d5

О

С

З

(ОС)

(СЗ)

Мука

(ОЗ)

Мука или порошок на основе отдельных фракций или их композиций

Рис. 3. Конструктивно-технологическая схема линии производства соевой муки на основе вторичного соевого сырья

Рис. 4. Технологическая схема получения продуктов с использованием усовершенствованного комплекта оборудования линии КПСМ-850