RU2779646C1

RU2779646C1 - Method for producing a non-fat product and system for producing a non-fat product

Info

Publication number: RU2779646C1
Application number: RU2021118683A
Authority: RU
Inventors: Бент ЛУДВИГСЕН; Бент МАДСЕН
Original assignee: Альфа Лаваль Корпорейт Аб
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2022-09-12

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to the food and fat and oil industries. Method for producing a non-fat product from a source material made from a fat or oil-containing plant-based or animal-based product, including the following stages: providing the source material at a temperature of at least 35°C and extracting most of the extractable oil or fat initially contained in the plant-based or animal-based product from the source material by means of a first decanter centrifuge so as to preserve the residual solid and liquid substances forming a product with a low fat content, wherein the first decanter centrifuge has a two-phase type wherein the residue is in the form of a suspension. System for producing a non-fat product from a source material produced from a fat or oil-containing plant-based or animal-based product includes a heater for heating the source material to a temperature of at least 35°C and a first decanter centrifuge for extracting most of the extracted oil or fat initially contained in the plant-based or animal-based product from the source material and obtaining the residual solid and liquid substances forming a product with a low fat content, wherein the first decanter centrifuge has a two-phase type wherein the residue is in the form of a suspension.

EFFECT: possibility of reducing the content of fat or oil in a solid product.

15 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

ВВЕДЕНИЕINTRODUCTION

При извлечении масла и/или жира из маслосодержащего растения или животных материалов предпочтительно использовать центробежные способы отделения масла и жира от остаточных твердых веществ и жидкостей. Известно, что центробежные способы используются при извлечении различных продуктов животного и растительного масла и жира, таких как оливковое масло, пищевое влажное топленое сало и жир, рыбий жир, масло криля, пальмовое масло и т.д. When extracting oil and/or fat from oil-bearing plant or animal materials, it is preferable to use centrifugal methods to separate oil and fat from residual solids and liquids. Centrifugal processes are known to be used in the recovery of various animal and vegetable oil and fat products such as olive oil, edible wet lard and tallow, fish oil, krill oil, palm oil, and the like.

Патент США 2015/0136333 A1 описывает извлечение масла из различных животных материалов с использованием двух- и трехфазных декантеров. В нем также раскрывается способ разделения оливковой пасты на масло и сточную воду с помощью нагревателя, месилки и декантерной центрифуги. US 2015/0136333 A1 describes the extraction of oil from various animal materials using two- and three-phase decanters. It also discloses a method for separating olive paste into oil and waste water using a heater, a kneader and a decanter centrifuge.

Шнековый пресс также может использоваться для отделения твердых веществ от жидкостей. WO 2007/38963 A1 описывает процесс получения пальмового масла или растительного масла из фруктов. Маслосодержащие фрукты сначала варятся, а затем прессуются для извлечения нерафинированного масла. После этого нерафинированное масло осветляют с помощью двухфазного декантера для разделения нерафинированного масла на мезгу и масло.The screw press can also be used to separate solids from liquids. WO 2007/38963 A1 describes a process for obtaining palm oil or vegetable oil from fruits. The oily fruits are first boiled and then pressed to extract the unrefined oil. After that, the crude oil is clarified using a two-phase decanter to separate the crude oil into pulp and oil.

Кроме того, соответствующий уровень техники включает патент США 9044702 B2, относящийся к способу и связанной с ним системе для эффективного извлечения значительного количества ценного, пригодного для использования масла из побочных продуктов, образующихся в процессе сухого измельчения, используемого для производства этанола.In addition, the related art includes US Pat. No. 9,044,702 B2 relating to a method and associated system for efficiently recovering a significant amount of valuable, usable oil from by-products from the dry milling process used to produce ethanol.

Таким образом, описанные выше способы разделяют сырье на 3 фракции - влажную твердую фазу с незначительным содержанием остатков жира/масла, водную фазу, включающую большинство растворимых в воде твердых веществ со следами жира/масла, и стабильную при хранении маслянистую фазу. Thus, the methods described above separate the feedstock into 3 fractions - a wet solid phase with little residual fat/oil, an aqueous phase containing most of the water-soluble solids with traces of fat/oil, and a storage-stable oily phase.

Влажная твердая фаза обычно высушивается в твердый продукт, представляющий собой волокнистый и/или белковый продукт. Например, используя вышеуказанные способы экстракции, криль может быть разделен на крилевое масло и твердый остаток криля, который перерабатывается в крилевую муку. Однако было установлено, что содержание остаточного жира/масла в твердом материале может составлять от нескольких процентов сухого вещества до более чем 30% в крайних случаях, таких как криль. Содержание жира/масла представляет собой не только потерю продукта, но и снижение качества твердого продукта, поскольку высокое содержание жира/масла приводит к снижению содержания активных ингредиентов, например, к низкому содержанию белка. Кроме того, твердый продукт более подвержен окислению из-за высокого содержания жира/масла, и существует даже риск окислительного самовозгорания твердых продуктов с высоким содержанием жира/масла. Кроме того, жир/масло поглощает POP, такие как диоксин и PCB, поэтому высокое содержание жира/масла коррелирует с высоким содержанием POP в твердом продукте.The wet solid phase is usually dried into a solid product, which is a fibrous and/or protein product. For example, using the above extraction methods, krill can be separated into krill oil and krill solid residue, which is processed into krill meal. However, it has been found that the residual fat/oil content of the solid material can range from a few percent dry matter to over 30% in extreme cases such as krill. The fat/oil content is not only a loss of product, but also a reduction in the quality of the solid product, since a high fat/oil content leads to a decrease in the content of active ingredients, for example, to a low protein content. In addition, the solid product is more prone to oxidation due to the high fat/oil content, and there is even a risk of oxidative spontaneous combustion of solid products with a high fat/oil content. In addition, fat/oil absorbs POPs such as dioxin and PCB, so a high fat/oil content correlates with a high POP content in the solid product.

Технологические решения для снижения уровня остаточного жира в твердых веществах были разработаны, например, при производстве рыбы и мяса. Обрабатываемый продукт нагревают примерно до 92°C для выделения жира и воды, а затем отделяют в первой декантерной центрифуге. Декантерная центрифуга может быть двух - или трехфазной декантерной центрифугой, где двухфазная декантерная центрифуга выпускает твердую фазу и жидкую смесь жира/масла и воды с растворенными белками и минералами, а трехфазная декантерная центрифуга выпускает твердые вещества, жир/масло и водную фазу с растворенными белками и минералами.Technological solutions to reduce the level of residual fat in solids have been developed, for example, in the production of fish and meat. The product to be treated is heated to about 92° C. to separate fat and water and then separated in the first decanter centrifuge. The decanter centrifuge can be a two- or three-phase decanter centrifuge, where the two-phase decanter centrifuge discharges a solid phase and a liquid mixture of fat/oil and water with dissolved proteins and minerals, and a three-phase decanter centrifuge discharges solids, fat/oil and an aqueous phase with dissolved proteins and minerals.

В двухфазном растворе полученная жидкая фаза может подаваться в еще один тарельчатую центрифугу для дальнейшего улучшения разделения жидких фаз. Обычно к выгруженным твердым частицам из первой декантерной центрифуги добавляют воду (предпочтительно фазу обезжиренной воды из тарельчатой центрифуги, хотя можно использовать свежую воду), а затем используют вторую декантерную центрифугу для извлечения дополнительного твердого продукта с пониженным содержанием жира. Жидкость из второй декантерной центрифуги также может быть разделена на дополнительные фазы с помощью тарельчатого сепаратора.In a two-phase solution, the resulting liquid phase can be fed into another plate centrifuge to further improve the separation of the liquid phases. Typically, water is added to the discharged solids from the first decanter centrifuge (preferably the skimmed water phase from a plate centrifuge, although fresh water may be used), and then a second decanter centrifuge is used to recover additional reduced fat solids. The liquid from the second decanter centrifuge can also be separated into additional phases using a plate separator.

Недостатком использования вышеуказанного двухфазного раствора является то, что декантерная центрифуга должна иметь размер, позволяющий обрабатывать в два раза больший поток водной фазы, поскольку вода добавляется во вторую декантерную центрифугу. Кроме того, для рециркуляции воды из тарельчатой центрифуги должна использоваться точная система, позволяющая повторно вводить ее в твердую фазу перед повторной обработкой вторым декантером, чтобы поддерживать контроль качества продукта и не увеличивать время между сменами партий продукта.The disadvantage of using the above two phase solution is that the decanter centrifuge must be sized to handle twice the aqueous phase flow as water is added to the second decanter centrifuge. In addition, the plate centrifuge water should be recirculated with an accurate system to allow it to be re-introduced into the solid phase before being re-treated by the second decanter, in order to maintain product quality control and not increase the time between batch changes.

Замена первой двухфазной декантерной центрифуги на трехфазную декантерную центрифугу может привести к более упорядоченному процессу, однако трудно управлять потоком продукта между декантерными центрифугами. Использование трехфазного декантера на первой стадии декантера позволяет первой центрифуге декантера отделять сырье непосредственно в маслянистую фазу, водную фазу и твердую фазу, так что улучшенная экстракция может быть достигнута во второй декантерной центрифуге. Однако это требует в то же время разделения твердых веществ и воды, которые затем должны быть повторно смешаны перед второй стадией декантирования. Если подача в первые декантерные центрифуги прекращается, то поток воды и масляных сточных вод немедленно прекращается, в то время как твердые частицы продолжают сбрасываться в систему подающего насоса второго декантера, тем самым создавая перегрузку и засорение в насосе и в декантерных центрифугах. Replacing the first two-phase decanter centrifuge with a three-phase decanter centrifuge can lead to a more streamlined process, but it is difficult to control the product flow between the decanter centrifuges. The use of a three-phase decanter in the first decanter stage allows the first decanter centrifuge to separate the feed directly into an oily phase, an aqueous phase and a solid phase, so that improved extraction can be achieved in the second decanter centrifuge. However, this requires at the same time the separation of solids and water, which must then be remixed before the second decanting step. If the feed to the first decanter centrifuges is stopped, the flow of water and oily waste water is immediately stopped while solids continue to be discharged into the second decanter feed pump system, thereby creating overload and clogging in the pump and in the decanter centrifuges.

Однако вышеуказанные методы по-прежнему приводят к значительному остатку жира/масла в твердом продукте из второй декантерной центрифуги. However, the above methods still result in significant fat/oil residue in the solid product from the second decanter centrifuge.

Таким образом, целью настоящего изобретения является поиск технологий для дальнейшего снижения содержания жира/масла в твердом продукте.Thus, the aim of the present invention is to find technologies to further reduce the fat/oil content of the solid product.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В первом аспекте настоящего изобретения вышеуказанная цель достигается с помощьюIn the first aspect of the present invention, the above object is achieved by

способа получения обезжиренного продукта из исходного материала, изготовленного из содержащего жир и/или масло растительного или животного продукта, способа, включающего стадии:a method for obtaining a defatted product from a starting material made from a vegetable or animal product containing fat and/or oil, a method comprising the steps of:

обеспечение исходного материала при температуре не менее 35°C, иproviding the starting material at a temperature of at least 35°C, and

извлечение большей части экстрагируемого масла и/или жира, первоначально содержащихся в растительном или животном продукте, из исходного материала с использованием первой декантерной центрифуги, таким образом, оставляя остаток твердых и жидких веществ, образующих продукт с низким содержанием жира.recovering most of the extractable oil and/or fat originally contained in the vegetable or animal product from the starting material using the first decanter centrifuge, thus leaving a residue of solids and liquids forming a low fat product.

Процесс разделения может быть улучшен путем внедрения нового типа декантерной центрифуги на первом этапе разделения.The separation process can be improved by introducing a new type of decanter centrifuge in the first separation step.

Стандартная декантерная центрифуга разделяется либо на две, либо на три фазы. Двухфазный декантер разделяет сырье на твердую фазу и жидкую фазу, в то время как трехфазный декантер разделяет сырье на твердые вещества, масло/жир и воду. Под сырьем здесь понимается материал, поступающий в декантер. The standard decanter centrifuge is divided into either two or three phases. The two-phase decanter separates the feedstock into a solid phase and liquid phase, while the three-phase decanter separates the feedstock into solids, oil/fat and water. The raw material here refers to the material entering the decanter.

При использовании другого типа декантерной центрифуги на первой стадии разделения, где вода и твердые вещества выгружаются в виде однородной суспензии через малую разгрузочную камеру, в то время как относительно чистое масло выгружается через большую разгрузочную камеру, было неожиданно обнаружено, что полученный продукт из первого декантера будет содержать гораздо меньший процент жира/масла, чем при использовании любого из вышеупомянутых способов на предыдущем уровне техники.Using another type of decanter centrifuge in the first separation stage, where water and solids are discharged in a homogeneous suspension through a small discharge chamber, while relatively pure oil is discharged through a large discharge chamber, it was surprisingly found that the product obtained from the first decanter will contain a much lower percentage of fat/oil than using any of the above methods in the prior art.

Первый декантер должен быть приспособлен для разделения сырья на масляную и суспензию, практически представляющую собой смесь твердых веществ и воды. Одним из примеров таких декантеров являются декантеры Alfa Laval Sigma, используемые для производства оливкового масла. (https://www.alfalaval.com/products/separation/centrifugal-separators/decanters/sigma/) The first decanter must be adapted to separate the feedstock into oily and slurry, practically a mixture of solids and water. One example of such decanters is the Alfa Laval Sigma decanters used in olive oil production. (https://www.alfalaval.com/products/separation/centrifugal-separators/decanters/sigma/)

Исходный материал может быть предоставлен в виде целых или тонко разделенных частей маслосодержащего растительного или животного продукта. «Продукт» следует понимать как исходную необработанную часть растения или животного, имеющую практически неповрежденные клеточные стенки. Исходный материал может быть обработан, т.е. путем экстрагирования различных веществ, однако до первой стадии декантирования не должно было происходить удаления твердых частиц или масла, т.е. прессования и т.д. На первом этапе продукт нагревается до повышенной температуры, чтобы максимизировать выделение жира/масла и воды из продукта. Высокая температура приводит к тому, что жир в клетке разжижается и/или клеточные стенки исходного материала разрушаются таким образом, что клетки могут высвобождать масло и жир, содержащиеся в клетке. Использование высоких температур для извлечения масла обеспечивает более высокий выход масла по сравнению с методами, проводимыми при комнатной температуре, что приводит к более низкому содержанию жира, остающегося в остаточном твердом материале. Нагревание по крайней мере до 35°C означает, что настоящий способ не может быть использован для производства оливкового масла.The starting material may be provided as whole or finely divided portions of the oily vegetable or animal product. "Product" should be understood as the original unprocessed part of a plant or animal having substantially intact cell walls. The source material can be processed, i.e. by extracting various substances, however, no removal of solid particles or oil should have occurred before the first decanting step, i.e. pressing, etc. In the first step, the product is heated to an elevated temperature to maximize the release of fat/oil and water from the product. The high temperature causes the fat in the cell to liquefy and/or the cell walls of the starting material to collapse so that the cells can release the oil and fat contained in the cell. The use of high temperatures for oil recovery provides a higher oil yield than room temperature methods, resulting in lower fat remaining in the residual solids. Heating to at least 35° C. means that the present method cannot be used to produce olive oil.

Вышеуказанный способ дает твердый продукт с очень низким содержанием масла/жира. Эксперименты с использованием мяса и рыбы показали значения от 2% до 2,5%, в среднем около 2,3%.The above method gives a solid product with a very low oil/fat content. Experiments with meat and fish have shown values between 2% and 2.5%, with an average of about 2.3%.

Важно отметить, что материал не прессуется перед входом в декантер, т.е. весь маслосодержащий материал поступает в декантер. Таким образом, обеспечивается отсутствие потери твердого материала и очень низкое содержание масла/жира в обработанном твердом материале. Также обеспечивается высокий выход масла. Твердый материал может быть впоследствии высушен для удаления любой остаточной жидкости, и высушенный твердый продукт может быть использован для различных целей, таких как корм для животных и т.д. It is important to note that the material is not pressed before entering the decanter, i. all oil-containing material enters the decanter. In this way, no loss of solid material is ensured and a very low oil/fat content in the treated solid material is ensured. It also provides a high oil yield. The solid material may subsequently be dried to remove any residual liquid, and the dried solid product may be used for a variety of purposes such as animal feed, etc.

Согласно дальнейшему способу осуществления первого аспекта, продукт изготавливается из пальмовых плодов, рыбы, мяса или криля.According to a further embodiment of the first aspect, the product is made from palm fruits, fish, meat or krill.

В отличие, например, от оливкового масла, вышеупомянутые растительные и животные масла могут быть извлечены с использованием тепла без потери качества или с незначительной потерей качества.Unlike, for example, olive oil, the aforementioned vegetable and animal oils can be extracted using heat without loss of quality or with little loss of quality.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта исходный материал предоставляется при температуре от 40 до 142°C, более предпочтительно от 60 до 120°C, наиболее предпочтительно от 80 до 100°C, например 92 или 95°C.According to a further embodiment of the first aspect, the starting material is provided at a temperature of 40 to 142°C, more preferably 60 to 120°C, most preferably 80 to 100°C, such as 92 or 95°C.

Для обеспечения быстрого и полного разрушения клеточных стенок продукта и/или разжижения жира можно использовать более высокую температуру нагрева, чем 35°C. Предпочтительно, чтобы продукт нагревался до температуры кипения воды или близко к ней. Продукт может, например, быть приготовлен на пару путем впрыска пара в продукт. To ensure rapid and complete destruction of the cell walls of the product and/or liquefaction of fat, you can use a higher heating temperature than 35°C. Preferably, the product is heated to or near the boiling point of water. The product may, for example, be steamed by injecting steam into the product.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта исходный материал является перекачиваемым и/или исходный материал предоставляется в водном растворе. According to a further embodiment of the first aspect, the feedstock is pumpable and/or the feedstock is provided in an aqueous solution.

Таким образом, продукт легко переносится между нагревателем, первым декантером и вторым декантером. Thus, the product is easily transferred between the heater, the first decanter and the second decanter.

Выход суспензии из первого декантера, как правило, также поддается перекачке.The slurry outlet from the first decanter is also generally pumpable.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта первая декантерная центрифуга имеет двухфазный тип, предпочтительно конвейерного типа. According to a further embodiment of the first aspect, the first decanter centrifuge is of a two-phase type, preferably of a conveyor type.

Использование двухфазной декантерной центрифуги в качестве первой декантерной центрифуги позволяет оптимизировать первый этап, на котором материал разделяется на маслянистую фазу и суспензию. Таким образом, маслянистая фаза вытекает из большой разгрузочной камеры декантерной центрифуги, а суспензия, содержащая воду и твердые частицы, вытекает через малую разгрузочную камеру. Декантерная центрифуга содержит транспортер в виде шнекового конвейера. Шнековый конвейер может быть ведущим, т.е. шнековый конвейер вращается быстрее, чем барабан, или задним, т.е. шнековый конвейер вращается медленнее, чем барабан. Использование подающего конвейера оптимизирует время удержания твердых частиц во время транспортировки суспензии к малой разгрузочной камере декантерной центрифуги, тем самым увеличивая высвобождение масла из суспензии. The use of a two-phase decanter centrifuge as the first decanter centrifuge makes it possible to optimize the first stage, in which the material is separated into an oily phase and a suspension. Thus, the oily phase flows out of the large discharge chamber of the decanter centrifuge, and the slurry containing water and solids flows out through the small discharge chamber. The decanter centrifuge contains a conveyor in the form of a screw conveyor. The screw conveyor may be leading, i.e. the screw conveyor rotates faster than the drum, or rear, i.e. the screw conveyor rotates slower than the drum. The use of a feed conveyor optimizes solids retention time during transport of the slurry to the small discharge chamber of the decanter centrifuge, thereby increasing the release of oil from the slurry.

Согласно дальнейшему варианту осуществления первого аспекта, способ включает дополнительную стадию обезвоживания нежирного продукта с использованием устройства для обезвоживания.According to a further embodiment of the first aspect, the method includes the additional step of dehydrating the non-fat product using a dehydrator.

На следующем этапе твердые и жидкие остатки, образующие продукт с низким содержанием жира, отделяются с помощью устройства для обезвоживания, которое может быть вторым декантером или ленточным фильтр-прессом. Жидкости практически являются водой. Второй декантер может быть стандартным декантером. Таким образом, твердые вещества отделяются от жидкости на этапе второго декантера, а не на этапе первого декантера, как это используется в некоторых известных технологиях. Это уменьшает количество масла/жира, остающегося в твердых веществах, образующих обезвоженный продукт с низким содержанием жира.In the next step, the solid and liquid residues that form the low fat product are separated by a dewatering device, which can be a second decanter or a belt filter press. Liquids are practically water. The second decanter may be a standard decanter. Thus, the solids are separated from the liquid in the second decanter stage, rather than in the first decanter stage, as is used in some known technologies. This reduces the amount of oil/fat remaining in the solids forming the dehydrated low fat product.

Согласно другому варианту осуществления первого аспекта изобретения, обезвоживающим устройством служит второй декантер, в том время как первый декантер представляет собой первый барабан и первый конвейер, вращающиеся с первой разностью скоростей относительно друг друга, а второй декантер представляет собой второй барабан и второй конвейер, вращающиеся со второй разностью скоростей относительно друг друга, причем первая разность скоростей больше, чем вторая разность скоростей.According to another embodiment of the first aspect of the invention, the dewatering device is a second decanter, while the first decanter is a first drum and a first conveyor rotating at a first speed difference relative to each other, and the second decanter is a second drum and a second conveyor rotating with the second speed difference relative to each other, and the first speed difference is greater than the second speed difference.

Более высокая разность скоростей в первой декантерной центрифуге упрощает транспортировку суспензии с высоким содержанием воды, в то время как более низкая разность скоростей во второй декантерной центрифуге дает возможность твердым частицам, транспортируемым в конической части декантерной центрифуги, достаточно времени для высыхания, прежде чем покинуть декантер через выпускное отверстие в малой разгрузочной камере. Это дает большему количеству жидкостей, включая любую небольшую часть масла, остающуюся в твердых телах, больше времени на вытекание через большую разгрузочную камеру, оставляя меньше масла/жира в твердых телах.The higher speed difference in the first decanter centrifuge makes it easier to transport the high water slurry, while the lower speed difference in the second decanter centrifuge allows the solids transported in the cone of the decanter centrifuge to have enough time to dry before leaving the decanter through outlet in the small discharge chamber. This gives more liquids, including any small amount of oil remaining in the solids, more time to flow through the larger discharge chamber, leaving less oil/fat in the solids.

Согласно дальнейшему варианту осуществления первого аспекта изобретения, первая разность скоростей составляет от 25 до 75 об/мин, предпочтительно от 30 до 50 об мин, и/или вторая разность скоростей составляет от 1 до 25 об/мин, предпочтительно от 5 до 15 об/мин.According to a further embodiment of the first aspect of the invention, the first speed difference is 25 to 75 rpm, preferably 30 to 50 rpm, and/or the second speed difference is 1 to 25 rpm, preferably 5 to 15 rpm. min.

Вышеуказанные разности скоростей между барабаном и конвейером подходят для целей, обсуждаемых далее выше.The above speed differences between the drum and the conveyor are suitable for the purposes discussed further above.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта изобретения первый декантер представляет собой первую большую разгрузочную камеру, первую малую разгрузочную камеру, расположенную напротив первой большой разгрузочной камеры, первую центральную ось, проходящую между первой большой разгрузочной камерой и первой малой разгрузочной камерой, первое выпускное отверстие легкой фазы, расположенный в первой большой разгрузочной камере и определяющей первый уровень жидкости, и первое выпускное отверстие тяжелой фазы, расположенное в первой малой разгрузочной камере, причем первое выпускное отверстие тяжелой фазы расположено практически на первом уровне жидкости. According to a further embodiment of the first aspect of the invention, the first decanter is a first large discharge chamber, a first small discharge chamber located opposite the first large discharge chamber, a first central axis extending between the first large discharge chamber and the first small discharge chamber, the first outlet of a light phase located in the first large unloading chamber and defining the first liquid level, and the first heavy phase outlet located in the first small unloading chamber, the first heavy phase outlet being located practically at the first liquid level.

Между большой разгрузочной камерой и малой разгрузочной камерой барабан имеет цилиндрическую форму, примыкающую к большой разгрузочной камере, и коническую форму, примыкающую к малой разгрузочной камере. Выход легкой фазы в большую разгрузочную камеру находится в первой декантерной центрифуге, имеющей выпускное отверстие маслянистой фазы, в то время как суспензия, содержащая воду и твердые частицы, выгружается через выпускное отверстие для тяжелой фазы в малой разгрузочной камере. Первый уровень жидкости определяется между маслянистой фазой и водной фазой в барабане. На выходе легкой фазы расположена сливная перегородка, которая устанавливается на определенном расстоянии от оси для определения первого уровня жидкости, что позволяет сливать масло/жир через выпускное отверстие для легкой фазы, но предотвращает сброс туда твердых веществ/воды. Выпускное отверстие для тяжелой фазы должно позволять отводить воду и твердые частицы в виде суспензии, и поэтому полезно установить выпускное отверстие для легкой фазы таким образом, чтобы первый уровень жидкости имел подходящее радиальное положение для обеспечения хорошего разделения фаз.Between the large discharge chamber and the small discharge chamber, the drum has a cylindrical shape adjacent to the large discharge chamber and a conical shape adjacent to the small discharge chamber. The light phase outlet to the large discharge chamber is in the first decanter centrifuge having an oily phase outlet, while the slurry containing water and solids is discharged through the heavy phase outlet in the small discharge chamber. The first liquid level is determined between the oil phase and the water phase in the drum. At the light phase outlet there is a baffle which is installed at a certain distance from the axis to determine the first liquid level, which allows oil/fat to drain through the light phase outlet, but prevents solids/water from being discharged there. The heavy phase outlet must be capable of withdrawing water and solids in suspension, and it is therefore useful to set the light phase outlet such that the first liquid level has a suitable radial position to ensure good phase separation.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта изобретения подача исходного материала расположена рядом с первой большой разгрузочной камерой. According to a further embodiment of the first aspect of the invention, the feed supply is located adjacent to the first large discharge chamber.

Таким образом, суспензия должна проходить большее расстояние внутри барабана, чем маслянистая фаза. Это позволяет твердым частицам выделять больше масла/жира до достижения выпускного отверстия для тяжелой фазы, и упрощает сброс уже выделенной маслянистой фазы через выпускное отверстие для легкой фазы.Thus, the slurry must travel a greater distance inside the drum than the oily phase. This allows the solids to release more oil/fat before reaching the heavy phase outlet, and makes it easier to discharge the already separated oily phase through the light phase outlet.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта, второй декантер приспособлен для подачи сухого фильтрационного осадка. Это может быть обычный двухфазный декантер или трехфазный декантер.According to a further embodiment of the first aspect, the second decanter is adapted to supply dry filter cake. It can be a conventional two-phase decanter or a three-phase decanter.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта фаза сточных вод дополнительно разделяется с помощью тарельчатого сепаратора на остаточную маслянистую фазу, фазу мезги и жидкую фазу.According to a further embodiment of the first aspect, the waste water phase is further separated by means of a plate separator into a residual oily phase, a pulp phase and a liquid phase.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта первый декантер содержит перегородку внутри первого декантера.According to a further embodiment of the first aspect, the first decanter comprises a baffle within the first decanter.

Перегородка расположена на стыке между цилиндрической частью барабана и конической частью барабана и проходит от оси шнекового конвейера за пределы первого уровня жидкости между маслянистой фазой и водной фазой в барабане первого декантера. Таким образом, он предотвращает сброс маслянистой фазы при сбросе тяжелой фазы.The partition is located at the junction between the cylindrical part of the drum and the conical part of the drum and extends from the axis of the screw conveyor beyond the first liquid level between the oily phase and the aqueous phase in the drum of the first decanter. Thus, it prevents the oily phase from being discarded when the heavy phase is discarded.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта изобретения материал имеет содержание твердого вещества не менее 5%, например, между 5-50%, предпочтительно между 10-30%, более предпочтительно около 15%. According to a further embodiment of the first aspect of the invention, the material has a solids content of at least 5%, for example between 5-50%, preferably between 10-30%, more preferably about 15%.

Содержание твердого вещества в материале должно быть достаточно высоким для получения достаточно большого количества твердого продукта в качестве выходного продукта, в то же время позволяя материалу быть текучим для использования в декантерных центрифугах. Это означает, что материал представляет собой целые или тонко разделенные части маслосодержащего растения или животного, при этом маслосодержащие части растения или животного не удаляются, например, путем прессования материала перед первым этапом декантирования. The solids content of the material must be high enough to produce a sufficiently large amount of solid product as the output, while still allowing the material to be flowable for use in decanter centrifuges. This means that the material is whole or finely divided parts of the oily plant or animal without removing the oily parts of the plant or animal, for example by pressing the material before the first decanting step.

В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления первого аспекта исходный материал нагревается паровым нагревателем.According to a further embodiment of the first aspect, the feedstock is heated by a steam heater.

Паровой нагреватель обеспечивает быстрое повышение температуры материала, что также позволяет некоторому количеству конденсированного пара смешиваться с исходным продуктом, делая исходный продукт более текучим. The steam heater provides a rapid increase in the temperature of the material, which also allows some of the condensed steam to mix with the feed, making the feed more fluid.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения вышеуказанная цель достигается благодаря системе получения нежирного продукта из исходного материала, изготовленного из содержащего жир и/или масло растительного или животного продукта, система, содержащая:According to the second aspect of the present invention, the above object is achieved by a system for obtaining a low-fat product from a source material made from a vegetable or animal product containing fat and/or oil, a system comprising:

нагреватель для нагрева исходного материала до температуры не менее 35°C, иa heater for heating the feed material to a temperature of at least 35°C, and

первую декантерная центрифуга для извлечения большей части экстрагируемого масла и/или жира, первоначально содержащихся в растительном или животном продукте, из исходного материала и выделения остатка твердых и жидких веществ, образующего продукт с низким содержанием жира.a first decanter centrifuge for recovering most of the extractable oil and/or fat originally contained in the vegetable or animal product from the starting material and separating the remainder of the solids and liquids forming a low fat product.

Вышеуказанная система в соответствии со вторым аспектом изобретения предпочтительно используется вместе с любым из способов в соответствии с первым аспектом изобретения.The above system according to the second aspect of the invention is preferably used in conjunction with any of the methods according to the first aspect of the invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 показана установка в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 1 shows an installation in accordance with the present invention.

На фиг. 2 показана первая декантерная центрифуга в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 2 shows a first decanter centrifuge according to the present invention.

На фиг. 3 показана вторая декантерная центрифуга в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 3 shows a second decanter centrifuge according to the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 показана декантерная установка 10 для получения продукта с пониженным содержанием жира из материала в соответствии с настоящим изобретением. Материал, содержащий маслянистый органический материал, сначала нагревают в паровом нагревателе 12. Материал может быть растительным материалом, таким как целые или части пальмовых плодов, или это может быть животный материал, такой как рыба или криль, или часть рыбы, такая как печень трески. Это также может быть другой животный материал, такой как съедобное влажное сало или жир. Материал поступает на впускное отверстие 14 парового нагревателя 12 и подается на выпускное отверстие 16 парового нагревателя 12. Таким образом, материал подвергается воздействию пара через паровой инжектор 18, и температура материала повышается примерно до 92-95°C. Это приводит к тому, что клеточные стенки изделия распадаются на маслянистую фазу, водную фазу и твердые частицы. На следующих этапах маслянистая фаза, водная фаза и твердые частицы отделяются. Таким образом, следует обеспечить, чтобы твердый материал содержал как можно меньше масла, чтобы получить твердый продукт с пониженным содержанием жира.In FIG. 1 shows a decanter plant 10 for producing a reduced fat product from a material in accordance with the present invention. The material containing the oily organic material is first heated in the steam heater 12. The material may be plant material such as whole or parts of palm fruit, or it may be animal material such as fish or krill, or a fish part such as cod liver. It can also be other animal material such as edible wet tallow or tallow. The material enters the inlet 14 of the steam heater 12 and is supplied to the outlet 16 of the steam heater 12. Thus, the material is exposed to steam through the steam injector 18 and the temperature of the material rises to about 92-95°C. This causes the cell walls of the article to decompose into an oily phase, an aqueous phase, and solid particles. In the following steps, the oily phase, the aqueous phase and the solid particles are separated. Thus, it should be ensured that the solid material contains as little oil as possible in order to obtain a reduced fat solid product.

Нагретый продукт вводится в первую декантерную центрифугу 20 через входное отверстие 22. Первая декантерная центрифуга 20 разделяет нагретый материал на суспензию, содержащую твердые вещества и воду. Суспензия выгружается через выпускное отверстие для суспензии 24, а маслянистая фаза, содержащая масло и/или жир, выгружается через выпускное отверстие для маслянистой фазы 26. The heated product is introduced into the first decanter centrifuge 20 through the inlet 22. The first decanter centrifuge 20 separates the heated material into a suspension containing solids and water. The slurry is discharged through the slurry outlet 24 and the oily phase containing oil and/or fat is discharged through the oily phase outlet 26.

Суспензия вводится во вторую центрифугу 28 декантера через впускное отверстие для суспензии 30. Вторая декантерная центрифуга 28 разделяет нагретый материал на твердую фазу, которая выгружается через выпускное отверстие для твердой фазы 32, и жидкую фазу, которая выгружается через выпускное отверстие для жидкости 34. Твердый материал, содержащий в основном клетчатку и белок из материала, и сточная фаза, содержащая в основном воду из изделия.The slurry is introduced into the second decanter centrifuge 28 through the slurry inlet 30. The second decanter centrifuge 28 separates the heated material into a solid phase, which is discharged through the solids outlet 32, and a liquid phase, which is discharged through the liquid outlet 34. Solid material , containing mainly fiber and protein from the material, and a waste phase containing mainly water from the product.

Опционально, сточные воды, полученные из выпускного отверстия для жидкости 34, вводятся в тарельчатую центрифугу 36 через впускное отверстие 38. Тарельчатая центрифуга 36 работает на высокой скорости для дальнейшего разделения жидкости на маслянистую часть, выгружаемую через выпускное отверстие 40, воду, отводимую через выпускное отверстие 42, и мезгу, выгружаемую через выпускное отверстие 44. Optionally, the waste water obtained from the liquid outlet 34 is introduced into the centrifuge 36 through the inlet 38. The centrifuge 36 runs at high speed to further separate the liquid into an oily part discharged through the outlet 40, water discharged through the outlet 42, and the pulp discharged through the outlet 44.

На фиг. 2 показана первая декантерная центрифуга 20 в соответствии с настоящим изобретением. Декантерная центрифуга 20 содержит вращающийся барабан, который состоит из цилиндрической части барабана 46, имеющего выпускное отверстие для маслянистой фазы 26, и коническую часть барабана 48, имеющего выпускное отверстие для суспензии 24. In FIG. 2 shows a first decanter centrifuge 20 in accordance with the present invention. The decanter centrifuge 20 comprises a rotating bowl which consists of a cylindrical part of the bowl 46 having an oily phase outlet 26 and a conical part of the bowl 48 having a slurry outlet 24.

Шнековый конвейер 50 расположен внутри барабана между выпускным отверстием для маслянистой фазы 26 и выпускным отверстием для суспензии 24. Шнековый конвейер 50 содержит отверстия 52 для ввода нагретого материала. Дополнительно предусмотрена перегородка 54 для предотвращения вытекания маслянистой фазы через выпускное отверстие для суспензии 24. Перегородка 54 образует диск, проходящий от центральной оси шнекового конвейера 50 наружу по направлению к барабану. Материал подается в декантерную центрифугу 20 через впускное отверстие 22. Шнековый конвейер имеет полую ось 56 между впускным отверстием 22 и подачей 52. Ось 56 вращается первым двигателем 58 через первую передачу, в то время как барабан вращается вторым двигателем 60. Декантерная центрифуга 20 удерживается в раме 62. The screw conveyor 50 is located inside the drum between the oil phase outlet 26 and the slurry outlet 24. The screw conveyor 50 includes openings 52 for introducing heated material. Additionally, a baffle 54 is provided to prevent leakage of the oily phase through the slurry outlet 24. The baffle 54 forms a disk extending from the central axis of the screw conveyor 50 outward towards the drum. The material is fed into the decanter centrifuge 20 through the inlet 22. The screw conveyor has a hollow axle 56 between the inlet 22 and the feed 52. The axle 56 is rotated by the first motor 58 through the first gear while the drum is rotated by the second motor 60. The decanter centrifuge 20 is held in frame 62.

Вращение барабана приводит к тому, что тяжелый материал накапливается у стенки барабана, в то время как легкий материал накапливается вблизи оси 56. Шнековый конвейер 50 вращается с другой скоростью по сравнению с барабаном, чтобы направить твердые частицы, собранные на стенках барабана, центробежной силой к выпускному отверстию для суспензии. Цилиндрическая часть 46 барабана ограничена большой разгрузочной камерой 64, а коническая часть барабана 48 ограничена малой разгрузочной камерой 66. Выпускное отверстие для маслянистой фазы 26 из большой разгрузочной камеры 64 определяет уровень жидкости, расположенный между маслянистой фазой, которая является легкой и из-за центробежной силы будет накапливаться вблизи оси шнекового конвейера, и водной фазой, которая тяжелее и накапливается ближе к стенке барабана. Выпускное отверстие для маслянистой фазы 26 в большой разгрузочной камере 64 и выпускное отверстие для суспензии 24 в малой разгрузочной камере 66 расположены примерно на одинаковом расстоянии от оси 56, так чтобы обеспечить возможность выгрузки суспензии, представляющего собой смесь водной фазы и твердой фазы, через одно и то же выпускное отверстие для суспензии 24 . Вход 52 предпочтительно расположен ближе к большой разгрузочной камере 64, чем к малой разгрузочной камере 66, чтобы дать материалу достаточно времени для перемещения внутри барабана и чтобы высвободить как можно больше маслянистой фазы. The rotation of the drum causes heavy material to accumulate against the wall of the drum while light material accumulates near the axis 56. The screw conveyor 50 rotates at a different speed than the drum to direct the solids collected on the walls of the drum by centrifugal force towards slurry outlet. The cylindrical part 46 of the drum is limited by a large discharge chamber 64, and the conical part of the drum 48 is limited by a small discharge chamber 66. The oily phase outlet 26 of the large discharge chamber 64 determines the liquid level located between the oily phase, which is light and due to centrifugal force will accumulate near the axis of the screw conveyor, and the aqueous phase, which is heavier and accumulates closer to the wall of the drum. The oily phase outlet 26 in the large discharge chamber 64 and the slurry outlet 24 in the small discharge chamber 66 are located at approximately the same distance from the axis 56 so as to allow the slurry, which is a mixture of the aqueous phase and the solid phase, to be discharged through one and the same slurry outlet 24 . The inlet 52 is preferably located closer to the large discharge chamber 64 than to the small discharge chamber 66 to give the material sufficient time to move within the drum and to release as much of the oily phase as possible.

На фиг. 3 показана вторая декантерная центрифуга 28 в соответствии с настоящим изобретением. Вторая декантерная центрифуга 28 аналогична первой декантерной центрифуге, однако она имеет несколько иную настройку для оптимизации разделения жидкости и твердых веществ. Контрольные цифры, используемые в связи со второй декантерной центрифугой 28, снабженной (‘), относятся к той же части, выполняющей ту же функцию, что и соответствующая контрольная цифра в связи с первой декантерной центрифугой 20. Далее будет обсуждаться только отличительный признак. In FIG. 3 shows a second decanter centrifuge 28 in accordance with the present invention. The second decanter centrifuge 28 is similar to the first decanter centrifuge, however it has a slightly different setting to optimize liquid/solid separation. The check digits used in connection with the second decanter centrifuge 28 provided with (') refer to the same part having the same function as the corresponding check digit in connection with the first decanter centrifuge 20. In the following, only the distinguishing feature will be discussed.

Выпускное отверстие для жидкости 34 расположено на большем расстоянии от оси 66’ по сравнению с первым декантером 20, что позволяет конической части барабана 48’ образовывать сухую зону пляжа, которая позволяет твердым частицам высыхать перед выпуском через выпускное отверстие для твердых частиц 32. Кроме того, впускное отверстие 52’ расположено практически посередине между большой разгрузочной камерой 64 и малой разгрузочной камерой 66, чтобы предотвратить выброс любых твердых частиц через выпускное отверстие для жидкости 34.The liquid outlet 34 is located further away from the axis 66' than the first decanter 20, which allows the conical portion of the drum 48' to form a dry beach area that allows the solids to dry before being discharged through the solids outlet 32. In addition, the inlet 52' is positioned substantially midway between the large unload chamber 64 and the small unload chamber 66 to prevent any solid particles from being ejected through the liquid outlet 34.

ПРИМЕРEXAMPLE

Эксперимент по проверке концепции был проведен заявителем с использованием вышеуказанной установки. Исходный продукт имеет следующий состав: 40% масла, 15% твердых веществ и 45% воды. Паровой нагреватель добавил 16% воды в виде пара. A proof-of-concept experiment was conducted by the Applicant using the above setup. The starting product has the following composition: 40% oil, 15% solids and 45% water. The steam heater added 16% water as steam.

Первый декантер разделил нагретый материал на маслянистую фазу и суспензию, причем маслянистая фаза имеет следующий состав: 99% масла, 0% твердых веществ и 1% воды. Суспензия имеет следующий состав: 2,6% масла, 19,3% твердых веществ и 78,1% воды. The first decanter separated the heated material into an oily phase and a slurry, the oily phase having the following composition: 99% oil, 0% solids and 1% water. The suspension has the following composition: 2.6% oil, 19.3% solids and 78.1% water.

Второй декантер разделил суспензию на твердый продукт и фазу сточных вод, причем твердый продукт имеет следующий состав: 2,3% масла, 42,7% твердых веществ и 55% воды. Фаза сточных вод имеет следующий состав: 1,6% масла, 5,6% твердых веществ и 92,8% воды.The second decanter separated the slurry into a solid product and a waste water phase, the solid product having the following composition: 2.3% oil, 42.7% solids and 55% water. The wastewater phase has the following composition: 1.6% oil, 5.6% solids and 92.8% water.

Тарельчатая центрифуга (опция) разделила сточные воды на маслянистую часть, мезгу и клеевой бульон, причем маслянистая часть имеет следующий состав: 62% масла, 3,0% твердых веществ и 35% воды. Мезга имеет следующий состав: 2,4% масла, 12% твердых веществ и 85,6% воды. Клеевой бульон имеет следующий состав: 0,2% масла, 5,4% твердых веществ и 94,4% воды.A plate centrifuge (optional) separated the wastewater into an oily part, pulp and sticky broth, with the oily part having the following composition: 62% oil, 3.0% solids and 35% water. The pulp has the following composition: 2.4% oil, 12% solids and 85.6% water. The glutinous broth has the following composition: 0.2% oil, 5.4% solids and 94.4% water.

Claims

1. A method for obtaining a defatted product from a source material made from a vegetable or animal product containing fat or oil, comprising the steps:

providing the starting material at a temperature of at least 35°C, and

extracting most of the extractable oil and/or fat originally contained in the vegetable or animal product from the starting material using the first decanter centrifuge, thus leaving a residue of solids and liquids forming a low fat product,

where the first decanter centrifuge is of a two-phase type,

where the remainder is in the form of a suspension.

2. The method of claim 1 wherein the material is derived from palm fruit, fish, meat or krill.

3. Process according to any of the preceding claims, wherein the starting material is obtained at a temperature of 40 to 142°C, more preferably 60 to 120°C, most preferably 80 to 100°C, such as 92 or 95°C.

4. A method according to any one of the preceding claims, wherein the feedstock is pumpable and/or wherein the feedstock is contained in an aqueous solution.

5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first decanter centrifuge is of a conveyor type.

6. The method according to any one of the preceding claims, further comprising the additional step of dehydrating the non-fatty product using a dehydrator.

7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the dewatering device is preferably a second decanter or belt filter press.

8. The method according to any one of paragraphs. 6, 7, where the dehydrator is a second decanter, wherein the first decanter is a first drum and a first conveyor rotating at a first speed difference relative to each other, and the second decanter is a second drum and a second conveyor rotating at a second speed difference relative to each other, and the first speed difference is higher than the second speed difference.

9. The method according to claim 8, where the first speed difference is from 25 to 75 rpm, preferably from 30 to 50 rpm, and/or the second speed difference is from 1 to 25 rpm, preferably from 5 to 15 rpm

10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first decanter is a first large discharge chamber, a first small discharge chamber located opposite the first large discharge chamber, a first central axis passing between the first large discharge chamber and the first small discharge chamber, the first outlet for the light phase, located in the first large unloading chamber and defining the first liquid level, and the first outlet for the heavy phase, located in the first small unloading chamber, and the first outlet for the heavy phase is located practically at the first liquid level.

11. The method of claim. 10, where the supply of raw material is located near the first large discharge chamber.

12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the first decanter comprises a baffle to guide flow within the first decanter.

13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the material has a solids content of at least 5%, such as between 5-50%, preferably between 10-30%, more preferably about 15%.

14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the starting material is heated with a steam heater.

15. A system for obtaining a defatted product from a starting material obtained from a vegetable or animal product containing fat or oil, a system comprising:

a heater for heating the feed material to a temperature of at least 35°C, and

a first decanter centrifuge for extracting most of the extractable oil and/or fat originally contained in the vegetable or animal product from the starting material and separating the remainder of the solids and liquids forming a low fat product,

where the first decanter centrifuge is of a two-phase type,

where the remainder is in the form of a suspension.