RU2836348C1 - Technological line for production of powdered inulin from topinambur - Google Patents

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to food industry, in particular to processing of vegetables, and can be used in production of powdered inulin from topinambur. Process line includes a receiving hopper, a bubble-type washing machine, an inspection conveyor, a grinder, a drying unit and a packing machine. After receiving hopper in process sequence there is an inclined transfer conveyor, a lock bath for preliminary soaking of topinambur tubers from contamination. After the bubbling type washing machine there is a brush type washing machine for obtaining topinambur tubers as cleaned as possible from contamination. After the inspection conveyor there is a receiving hopper with a weighing device, and a hydraulic conveyor is installed in series behind the grinder to supply a mixture of water and ground topinambur to the extractors. Extractors and a complex for juice purification contain a screw centrifuge for coarse purification, a liquid separator for fine purification, a container for acid coagulation of protein, cartridge filters for purification from coagulated protein, capacity for adsorption purification with activated carbon, heat exchanger for juice cooling, bag filter for control filtration, ultrafiltration unit for ultrafine purification of juice, vacuum evaporation unit for production of concentrated inulin syrup. Process line is also equipped with drying complexes for producing dry pulp based on a drum dryer and inulin powder based on a spray dryer, as well as a cyclone for cleaning the spent drying agent.

EFFECT: invention usage will allow to increase the inulin quality and yield, exclude its losses in the process of topinambur tubers processing.

1 cl, 1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке овощей, и может быть использовано при производстве порошкообразного инулина из топинамбура.The invention relates to the food industry, in particular to the processing of vegetables, and can be used in the production of powdered inulin from Jerusalem artichoke.

Известная линия для производства порошка из топинамбура (полезная модель RU №98092 U1, МПК А23N 15/00 (2006.01), авторы Шаззо Р.И., Павлова Г.Н., Ерашова Л.А., Квасенков О.И.), содержащая соединенные в технологической последовательности приемный бункер, моечную машину барботажного типа, инспекционный транспортер, измельчитель, сушильную установку и фасовочную машину.A well-known line for the production of Jerusalem artichoke powder (utility model RU No. 98092 U1, IPC A23N 15/00 (2006.01), authors Shazzo R.I., Pavlova G.N., Erashova L.A., Kvasenkov O.I.), containing a receiving bin, a bubbling washing machine, an inspection conveyor, a grinder, a drying unit and a packaging machine, all connected in a technological sequence.

Недостатком известной линии для производства порошка из топинамбура является низкая эффективность мойки клубней топинамбура, а также технологические потери инулина в связи с отсутствием необходимого технологического оборудования.The disadvantage of the known line for the production of Jerusalem artichoke powder is the low efficiency of washing Jerusalem artichoke tubers, as well as technological losses of inulin due to the lack of the necessary technological equipment.

Технической задачей изобретения является разработка технологической линии производства порошкообразного инулина из топинамбура, позволяющей повысить качество и выход инулина, исключить его потери в процессе переработки клубней топинамбура и организовать безотходное производство.The technical objective of the invention is to develop a technological line for the production of powdered inulin from Jerusalem artichoke, which makes it possible to improve the quality and yield of inulin, eliminate its losses during the processing of Jerusalem artichoke tubers and organize waste-free production.

Техническая задача достигается тем, что в технологической линии производства порошкообразного инулина из топинамбура, включающей приемный бункер, моечную машину барботажного типа, инспекционный транспортер, измельчитель, сушильную установку, фасовочную машину, новым является то, после приемного бункера в технологической последовательности установлен наклонный передаточный транспортер, замочная ванна для предварительной отмочки клубней топинамбура от загрязнений, после моечной машины барботажного типа размещена моечная машина щеточного типа для получения максимально очищенных от загрязнений клубней топинамбура, после инспекционного транспортера размещен приемный бункер с весоизмерительным устройством, после измельчителя последовательно установлены гидротранспортер для подачи смеси воды и измельченного топинамбура в экстракторы, экстракторы для извлечения инулина горячей водой и получения сока, комплекса для очистки сока, в состав которого входят шнековая центрифуга для грубой очистки, жидкостной сепаратор для тонкой очистки, емкость для кислотной коагуляции белка, патронные фильтры для очистки от скоагулированного белка, емкость для адсорбционной очистки активным углем, теплообменник для охлаждения сока, мешочный фильтр для контрольной фильтрации, установка ультрафильтрации для сверхтонкой очистки сока, вакуум-выпарная установка для получения концентрированного сиропа инулина, кроме того, технологическая линия снабжена сушильными комплексами для получения сухого жома на основе барабанной сушилки и порошка инулина на основе распылительной сушилки, а также циклоном для очистки отработанного сушильного агента.The technical task is achieved by the fact that in the technological line for the production of powdered inulin from Jerusalem artichoke, including a receiving bin, a bubble-type washing machine, an inspection conveyor, a chopper, a drying unit, a packing machine, what is new is that after the receiving bin in the technological sequence there is an inclined transfer conveyor, a soaking bath for preliminary soaking of Jerusalem artichoke tubers from contaminants, after the bubble-type washing machine there is a brush-type washing machine for obtaining Jerusalem artichoke tubers maximally cleaned from contaminants, after the inspection conveyor there is a receiving bin with a weighing device, after the chopper there are successively installed a hydraulic conveyor for feeding a mixture of water and crushed Jerusalem artichoke to extractors, extractors for extracting inulin with hot water and obtaining juice, a complex for juice purification, which includes a screw centrifuge for coarse cleaning, a liquid separator for fine cleaning, a tank for acid coagulation of protein, cartridge filters for cleaning from coagulated protein, a tank for adsorption cleaning with activated carbon, a heat exchanger for cooling juice, a bag filter for control filtration, an ultrafiltration unit for ultrafine cleaning of juice, a vacuum evaporation unit for obtaining concentrated inulin syrup, in addition, the process line is equipped with drying complexes for obtaining dry cake based on a drum dryer and inulin powder based on a spray dryer, as well as a cyclone for cleaning the spent drying agent.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества получаемой продукции, в интенсификации процессов очистки и мойки клубней топинамбура, в реализации безотходной переработки клубней топинамбура, возможности получения широкого ассортимента продукции, получаемой из топинамбура.The technical result of the invention consists in improving the quality of the obtained products, in intensifying the processes of cleaning and washing Jerusalem artichoke tubers, in implementing waste-free processing of Jerusalem artichoke tubers, and in the possibility of obtaining a wide range of products obtained from Jerusalem artichoke.

На фиг. 1 представлена технологическая линия производства порошкообразного инулина из топинамбура.Fig. 1 shows the technological line for the production of powdered inulin from Jerusalem artichoke.

Технологическая линия производства порошкообразного инулина из топинамбура содержит последовательно расположенные: бункер для клубней топинамбура 1, передаточный транспортер 2, ванна отмочная 3, барботажная 4 и щеточная 5 моечные машины, инспекционный транспортер 6, бункер некондиционного сырья 7, весоизмерительное устройство 8, резательная машина 9, гидротранспортер 10, экстрактор 11, насос 12, шнековая центрифуга 13, бункер для жома 14, барабанная сушилка 15, бункер сухого жома 16, накопительные емкости 17, 18 с мешалками, насос 19, сепаратор 20, емкость для коагуляции 21, насос 22, патронный фильтр 23, контактный сборник 24, насос 25, теплообменник 26, мешочный фильтр 27, установка ультрафильтрации 28, емкость накопительная 29 с мешалкой, двухкорпусная вакуум-выпарная установка 31, насос 32 и 33, накопительные емкости 34 и 35 с мешалками, насос 36, распылительная сушилка 37, циклон 38, фасовочная машина 39, вентилятор 40.The technological line for the production of powdered inulin from Jerusalem artichoke contains the following sequentially located: bin for Jerusalemartichoke tubers 1, transfer conveyor 2, soaking bath 3, bubble 4 and brush 5 washing machines, inspection conveyor 6, bin for substandard raw materials 7, weighing device 8, cutting machine 9, hydraulic conveyor 10, extractor 11, pump 12, screw centrifuge 13, bin for pulp 14, drum dryer 15, dry pulp bin 16, storage tanks 17, 18 with mixers, pump 19, separator 20, coagulation tank 21, pump 22, cartridge filter 23, contact collector 24, pump 25, heat exchanger 26, bag filter 27, ultrafiltration unit 28, tank storage tank 29 with a stirrer, double-body vacuum evaporation unit 31, pump 32 and 33, storage tanks 34 and 35 with stirrers, pump 36, spray dryer 37, cyclone 38, packing machine 39, fan 40.

Технологическая линия работает следующим образом.The technological line operates as follows.

Поступающие на переработку клубни топинамбура загружают в бункер для клубней топинамбура 1. При значительной загрязненности клубней топинамбура производится предварительное замачивание в ванне с холодной водой, для чего из бункера 1 клубни передаточным транспортером 2 доставляются в отмочную ванну 3.Jerusalem artichoke tubers arriving for processing are loaded into a bin for Jerusalemartichoke tubers 1. If the Jerusalem artichoke tubers are significantly contaminated, they are pre-soaked in a bath with cold water, for which purpose the tubers are delivered frombin 1 by transfer conveyor 2 to a soaking bath 3.

Для удаления с поверхности сырья загрязнений (земли, соломы, песка, камней) клубни топинамбура подвергают двухстадийной мойке в чистой проточной воде в барботажной 4 и щеточной 5 моечных машинах до полного удаления всех видимых загрязнений, не допуская при этом механического повреждения продукта. Сырье после первого этапа мойки поступает на второй этап мойки по транспортеру передаточному 2. Промывную воду от замачивания и мойки сырья направляют в канализацию через фильтр-отстойник.To remove contaminants (soil, straw, sand, stones) from the surface of the raw material, Jerusalem artichoke tubers are subjected to a two-stage wash in clean running water in a bubbling 4 and brush 5 washing machine until all visible contaminants are completely removed, while avoiding mechanical damage to the product. After the first stage of washing, the raw material is sent to the second stage of washing via a transfer conveyor 2. The wash water from soaking and washing the raw material is sent to the sewer through a filter-sedimenter.

По окончании вторичной мойки проводят инспекцию. Клубни топинамбура осматривают на инспекционном транспортере 6, отбраковывая при этом гнилые, пораженные болезнями и вредителями, не типичные по форме экземпляры, а также посторонние примеси в бункер некондиционного сырья 7.After the secondary washing, an inspection is carried out. Jerusalem artichoke tubers are inspected on the inspection conveyor 6, while rotten, diseased and pest-infested, atypical specimens, as well as foreign impurities are rejected into the bunker of substandard raw materials 7.

Подготовленные клубни топинамбура клубни взвешивают на весоизмерительном устройстве 8 и измельчают в резательной машине для топинамбура 9 на кубики с размерами 2×2 см, полученную мезгу гидротранспортером 10 направляют на экстракцию. На гидротранспортер 10 дополнительно подают свежую вода в количестве 0,5 дм³ на 1 т.Prepared Jerusalem artichoke tubers are weighed on weighing device 8 and crushed in cutting machine for Jerusalem artichoke 9 into cubes with dimensions of 2x2 cm, the obtained pulp is sent for extraction by hydraulic conveyor 10. Fresh water is additionally supplied to hydraulic conveyor 10 in the amount of 0.5^dm3 per 1 t.

Для извлечения сухих веществ из измельченного топинамбура проводят экстракцию в двух последовательно установленных экстракторах 11 непрерывным горячим противоточным методом при температуре 80-85°С в течение 60-80 мин, при гидромодуле 1:1,5, для чего в экстрактор дополнительно подают горячую воду.To extract dry substances from crushed Jerusalem artichoke, extraction is carried out in two sequentially installed extractors 11 using a continuous hot counter-current method at a temperature of 80-85°C for 60-80 minutes, with a water ratio of 1:1.5, for which hot water is additionally supplied to the extractor.

По окончании процесса экстракции экстракт, содержащий не менее 12% сухих веществ, насосом 12 перекачивают в шнековую центрифугу 13, где под действием центробежной силы происходит разделение фракций. Твердую фракцию (осадок), полученную в процессе центрифугирования, резервируют в бункере для жома 14, далее направляют на барабанную сушилку 15 с последующим высушиванием для получения сухого жома. Высушенный до определенной влажности жом направляют в бункер сухого жома 16 для хранения.Upon completion of the extraction process, the extract containing at least 12% dry matter is pumped by pump 12 into a screw centrifuge 13, where fractions are separated under the action of centrifugal force. The solid fraction (sediment) obtained during the centrifugation process is reserved in the pulp bin 14, then sent to the drum dryer 15 with subsequent drying to obtain dry pulp. The pulp dried to a certain humidity is sent to the dry pulp bin 16 for storage.

Жидкую фракцию (сок) направляют в накопительные емкости с мешалками 17 и 18, откуда насосом 19 перекачивают в сепаратор 20, где под действием центробежных сил отделяют и очищают целевой продукт от отработанных частиц сырья, из которого получали экстракт.The liquid fraction (juice) is sent to storage tanks with mixers 17 and 18, from where it is pumped by pump 19 into separator 20, where, under the action of centrifugal forces, the target product is separated and purified from the spent particles of the raw material from which the extract was obtained.

Твердую фракцию (мелкие и твердые включения), полученную в процессе центрифугирования, утилизируют. Жидкую фракцию (сок) направляют в емкость для коагуляции 21, в которую вносят кислоту, например, соляную, для коагуляции коллоидов и осветления сока.The solid fraction (small and solid inclusions) obtained during centrifugation is utilized. The liquid fraction (juice) is sent to the coagulation tank 21, into which acid, for example, hydrochloric acid, is added to coagulate the colloids and clarify the juice.

Для удаления коллоидных примесей и получения прозрачного полупродукта полученный гидролизат насосом 22 направляют в патронный фильтр 23, в котором осуществляют первую ступень фильтрования.To remove colloidal impurities and obtain a transparent semi-finished product, the resulting hydrolyzate is sent by pump 22 to cartridge filter 23, in which the first stage of filtration is carried out.

После механического фильтрования осветленный сок резервируют в контактном сборнике 24 для адсорбционной очистки при помощи активного угля.After mechanical filtration, the clarified juice is stored in a contact collector 24 for adsorption purification using activated carbon.

Когда сок станет прозрачным, насосом 25 его перекачивают через теплообменник 26, в котором он охлаждается до определенной температуры, и далее направляют на вторую ступень фильтрования в мешочный фильтр 27, в котором остаточные мелкие частицы активного угля задерживаются стенками мешочного фильтра.When the juice becomes transparent, it is pumped by pump 25 through heat exchanger 26, in which it is cooled to a certain temperature, and then sent to the second stage of filtration in bag filter 27, in which the residual small particles of active carbon are retained by the walls of the bag filter.

Для окончательного удаления оставшихся примесей и получения прозрачного полупродукта полученный сок направляют в установку ультрафильтрации 28, где проводят финишное фильтрование.To finally remove the remaining impurities and obtain a transparent semi-finished product, the resulting juice is sent to the ultrafiltration unit 28, where final filtration is carried out.

Очищенный сок перекачивают в накопительные емкости с мешалкой 29, откуда насосом 30 при температуре не выше 40°С направляют на выпаривание в двухкорпусную вакуум-выпарную установку 31. Из первого корпуса выпарной установки сгущенный до содержания сухих веществ 30-40% сок перекачивают с помощью насоса 32 во второй корпус. Разрежение в выпарной установке поддерживают на уровне 15-20 кПа, что соответствует температуре кипения сиропа около 60°С.The purified juice is pumped into storage tanks with a stirrer 29, from where it is sent bypump 30 at a temperature not exceeding 40°C to be evaporated into a two-body vacuum evaporation unit 31. From the first body of the evaporation unit, the juice, condensed to a dry matter content of 30-40%, is pumped by pump 32 into the second body. The vacuum in the evaporation unit is maintained at a level of 15-20 kPa, which corresponds to a syrup boiling point of about 60°C.

Далее определяют содержание сухих веществ проточным рефрактометром и, при достижении показателя 40-50%, сироп топинамбура винтовым насосом 33 перекачивают в накопительные емкости с мешалками 34 и 35.Next, the dry matter content is determined using a flow refractometer and, when the indicator reaches 40-50%, the Jerusalem artichoke syrup is pumped using a screw pump 33 into storage tanks with mixers 34 and 35.

Для получения сухого инулина после сгущения в вакуум-выпарной установке 31 сироп инулина с помощью насоса 36 направляют в распылительную сушилку 37 для сушки при температуре сушильного агента не выше 160-180°С. Разделение воздуха, насыщенного водяными парами из распылительной сушилки 37, и сухих частиц инулина осуществляют с помощью центробежной очистки в циклоне 38.To obtain dry inulin after condensation in vacuum evaporation unit 31, inulin syrup is sent to spray dryer 37 using pump 36 for drying at a drying agent temperature of no higher than 160-180°C. Separation of air saturated with water vapor from spray dryer 37 and dry inulin particles is carried out using centrifugal cleaning in cyclone 38.

Сухой порошкообразный инулин направляют в фасовочную машину 39 для упаковки, после чего упакованную готовую продукцию перемещают на склад для хранения. Отработанный воздух при помощи вентилятора 40 выводят в атмосферу.Dry powdered inulin is sent to the packing machine 39 for packaging, after which the packaged finished product is moved to the warehouse for storage. The exhaust air is discharged into the atmosphere using the fan 40.

Данная технологическая линия позволяет обеспечить:This technological line allows to provide:

- высокую эффективность мойки клубней топинамбура за счет последовательной установки ванны с холодной водой для предварительного замачивания (при необходимости), отмочной ванны с проточной чистой водой для удаления основной массы загрязнений с поверхности сырья, барботажной и щеточной моечных машинах до полного удаления всех видимых загрязнений;- high efficiency of washing Jerusalem artichoke tubers due to the sequential installation of a cold water bath for preliminary soaking (if necessary), a soaking bath with running clean water to remove the bulk of contaminants from the surface of the raw material, bubble and brush washing machines until all visible contaminants are completely removed;

- существенно снизить технологические потери инулина в связи с наличием в линии технологического оборудования для многостадийной очистки (механического разделения, коагуляции, адсорбционной очистки) сока топинамбура, его сгущения и сушки с получением порошкообразного инулина;- significantly reduce technological losses of inulin due to the presence in the line of technological equipment for multi-stage purification (mechanical separation, coagulation, adsorption purification) of Jerusalem artichoke juice, its thickening and drying to obtain powdered inulin;

- организовать безотходное производство за счет установки в линии барабанной сушилки для получения сухого жома.- organize waste-free production by installing a drum dryer in the line to obtain dry pulp.

Claims (1)

Translated fromRussian

Технологическая линия производства порошкообразного инулина из топинамбура, включающая установленные в технологической последовательности приемный бункер, моечную машину барботажного типа, инспекционный транспортер, измельчитель, сушильную установку, фасовочную машину, отличающаяся тем, что после приемного бункера установлен наклонный передаточный транспортер, замочная ванна для предварительной отмочки клубней топинамбура от загрязнений, после моечной машины барботажного типа размещена моечная машина щеточного типа для получения максимально очищенных от загрязнений клубней топинамбура, после инспекционного транспортера размещен приемный бункер с весоизмерительным устройством, а после измельчителя последовательно установлены гидротранспортер для подачи смеси воды и измельченного топинамбура в экстракторы для извлечения инулина горячей водой и получения сока и комплекс для очистки сока, при этом в состав экстракторов входят шнековая центрифуга для грубой очистки, жидкостной сепаратор для тонкой очистки, емкость для кислотной коагуляции белка, патронные фильтры для очистки от скоагулированного белка, емкость для адсорбционной очистки активным углем, теплообменник для охлаждения сока, мешочный фильтр для контрольной фильтрации, установка ультрафильтрации для сверхтонкой очистки сока и вакуум-выпарная установка для получения концентрированного сиропа инулина, кроме того, технологическая линия снабжена сушильными комплексами для получения сухого жома на основе барабанной сушилки и порошка инулина на основе распылительной сушилки, а также циклоном для очистки отработанного сушильного агента.A process line for producing powdered inulin from Jerusalem artichoke, comprising a receiving bin, a bubble-type washing machine, an inspection conveyor, a chopper, a drying unit, and a packing machine installed in a process sequence, characterized in that an inclined transfer conveyor, a soaking bath for preliminary soaking of Jerusalem artichoke tubers from contaminants are installed after the receiving bin, a brush-type washing machine is installed after the bubble-type washing machine for obtaining Jerusalem artichoke tubers maximally cleaned from contaminants, a receiving bin with a weighing device is installed after the inspection conveyor, and a hydraulic conveyor for feeding a mixture of water and crushed Jerusalem artichoke into extractors for extracting inulin with hot water and obtaining juice and a complex for purifying the juice are installed in sequence after the chopper, wherein the extractors include a screw centrifuge for coarse cleaning, a liquid separator for fine cleaning, a tank for acidic coagulation of protein, cartridge filters for purification from coagulated protein, a tank for adsorption purification with activated carbon, a heat exchanger for cooling the juice, a bag filter for control filtration, an ultrafiltration unit for ultrafine purification of juice and a vacuum evaporation unit for obtaining concentrated inulin syrup, in addition, the process line is equipped with drying complexes for obtaining dry pulp based on a drum dryer and inulin powder based on a spray dryer, as well as a cyclone for cleaning the spent drying agent.

Images