Przetwarzanie mączki i lipidów z owadów – mokre wytapianie
Przegląd procesu
Systemy mokrego wytapiania Alfa Laval - najważniejsze informacje
Główne etapy procesu mokrego wytapiania
- Przygotowanie surowca
- Podgrzewanie surowca
- Separacja lipidów, białka i wody technologicznej w wirówce dekantacyjnej
- Oczyszczanie lipidów w separatorze odśrodkowym
- Odzysk białek rozpuszczalnych z wody technologicznej w systemie odparowania
- Końcowe suszenie białek rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w suszarce
- Wydajność przetwarzania: od 400 kg/h
- Czystość lipidów: >99%
- Mączka z owadów: <10% lipidów i niska wilgotność
- Maksymalna temperatura procesu: 95°C
- Czas retencji: ≥ 2 min
- Wymagana powierzchnia: 260 m² (1–5 t/h)
Przygotowanie i podgrzewanie surowca
Do produkcji można wykorzystać różne gatunki owadów, najczęściej larwy muchy czarnej, świerszcze i mącznika młynarka. Pierwszym etapem procesu jest rozdrobnienie surowca na małe kawałki, co poprawia jego przepompowywanie i ułatwia dalsze podgrzewanie oraz separację.
Następnie surowiec jest podgrzewany jedną z dwóch metod:
1. Wtrysk pary
Para wodna jest bezpośrednio wtryskiwana do surowca w podgrzewaczu DSI, podczas gdy produkt jest stale mieszany w trakcie przepływu przez urządzenie.
Wtrysk pary to wydajna metoda podgrzewania surowca, wymagająca zaledwie kilku minut. Krótki czas podgrzewania minimalizuje wpływ termiczny na produkt, co poprawia jakość końcową. Dodatkowo wtryskiwana para pomaga ograniczyć zanieczyszczenia i wypłukać lipidy z purée larw, co obniża zawartość lipidów w końcowej mączce.
2. Podgrzewanie pośrednie
W przypadku podgrzewania pośredniego purée z larw jest ogrzewane w wymienniku ciepła Alfa Laval Contherm zeskrobującym powierzchnię, bez bezpośredniego kontaktu z parą. Podgrzewanie trwa zaledwie kilka minut, a obracające się łopatki w wymienniku stale mieszają purée, zapewniając wysoką efektywność cieplną. Łopatki pomagają również ograniczyć zanieczyszczenia na wewnętrznej powierzchni, wydłużając czas pracy urządzenia.
Porównanie wtrysku pary z podgrzewaniem pośrednim
Główna różnica między wtryskiem pary a podgrzewaniem pośrednim polega na tym, że para wodna nie ma bezpośredniego kontaktu z produktem w przypadku podgrzewania pośredniego. Wtrysk pary oznacza dodanie dodatkowej wody, którą trzeba usunąć na etapie odparowania, co zwiększa zużycie wody i energii - tego można uniknąć stosując podgrzewanie pośrednie.
Drugą kluczową zaletą jest to, że wymiennik ciepła Contherm jest bardziej higieniczny niż podgrzewacz DSI, co pozwala spełnić wymagania najbardziej rygorystycznych norm.
Zaletą wtrysku pary jest niższy koszt inwestycyjny (CAPEX) oraz bardziej efektywna separacja frakcji lipidowej, co prowadzi do wyższej wydajności lipidów i niższej zawartości lipidów w mączce z owadów.
Obie metody zapewniają znacznie wyższą jakość produktu w porównaniu z suchym wytapianiem, ponieważ produkt jest podgrzewany do niższej temperatury i przez znacznie krótszy czas. Skontaktuj się z nami, aby omówić, która metoda najlepiej odpowiada Twoim potrzebom.
Separacja lipidów, białka i wody klejowej
Po podgrzaniu purée jest rozdzielane na trzy frakcje w jednej lub dwóch wirówkach dekantacyjnych:
- Białko (frakcja stała)
- Lipidy (frakcja ciekła)
- Woda klejowa (woda z rozpuszczalnymi białkami)
Dzięki specjalnej konfiguracji wirówki dekantacyjnej, umożliwiającej pracę z głębokim lustrem cieczy, skuteczność separacji w dekanterze Alfa Laval Foodec jest bardzo wysoka. Niska zawartość wody w frakcji stałej po separacji obniża zużycie energii w kolejnym etapie suszenia, a tym samym koszty energii oraz inwestycji w suszarnię i kocioł. Niska zawartość lipidów w mączce z owadów podnosi jej wartość rynkową i rentowność produkcji.
Skuteczna separacja sprawia również, że frakcja lipidowa jest bardzo czysta już bezpośrednio po dekanterze, co pozwala zastosować mniejszy separator odśrodkowy na dalszym etapie, obniżając koszty inwestycyjne (CAPEX) i operacyjne (OPEX).
Dekanter może być wyposażony w w pełni automatyczny system czyszczenia CIP, umożliwiający szybkie i łatwe mycie zarówno wnętrza, jak i zewnętrza urządzenia.
Oczyszczanie lipidów owadzich
Frakcja lipidowa jest oczyszczana w separatorze, który usuwa drobne cząstki stałe oraz pozostałą wodę z produktu.
Separatory Clara i AFPX firmy Alfa Laval mogą oczyszczać lipidy owadzie do najwyższych standardów, a także obniżać zawartość lipidów w wodzie klejowej, zwiększając wartość produktów ubocznych. Dzięki wyjątkowej skuteczności separacji, przetworzone lipidy zawierają minimalną ilość wilgoci, co przekłada się na wyższą wartość rynkową i dłuższy okres przydatności do spożycia.
Separatory Alfa Laval cechują się delikatnym traktowaniem produktu, doskonałą odpornością na korozję, wysokim poziomem higieny oraz niskimi kosztami eksploatacji.
Odzysk białka z wody klejowej
Woda klejowa kierowana jest do systemu odparowania, gdzie usuwana jest woda, a białko rozpuszczalne zostaje zagęszczone. Ponieważ 10-15% całkowitej zawartości białka znajduje się w wodzie klejowej, jego odzysk znacząco wpływa na ogólną wydajność procesu. Białka rozpuszczalne charakteryzują się lepszą strawnością niż białka z frakcji stałej, dlatego ich odzysk zwiększa strawność końcowej mączki.
Zagęszczanie wody klejowej oznacza również, że mniej ścieków musi być przetwarzanych, a oddzielona woda może być poddana recyklingowi i ponownie wykorzystana, co zmniejsza całkowite zużycie wody.
Systemy odparowania płytowego Alfa Laval AlfaVap i AlfaFlash są idealne do zagęszczania wody klejowej z owadów. AlfaVap przeznaczony jest do procesów o niskiej i średniej tendencji do zanieczyszczania, a AlfaFlash do zastosowań o wysokiej tendencji do zanieczyszczania.
Dostępne są w wielu konfiguracjach i mogą pracować na:
- Parze
- Parze z termicznym rekombinatorem pary
- Prądzie z mechanicznym rekombinatorem pary
- Ciepłem odpadowym z suszarki, co pozwala na oszczędności kotłowe nawet do 100%
System odparowania Alfa Laval często składa się z kilku stopni (efektów) dla efektywnego odzysku energii, co minimalizuje zużycie energii.
Wyparki AlfaVap i AlfaFlash mogą obsługiwać bardziej skoncentrowane strumienie produktu niż większość innych systemów odparowania, co pozwala na mocniejsze zagęszczenie wody klejowej i tym samym zmniejszenie obciążenia suszarki, prowadząc do znacznych oszczędności energii.
AlfaVap i AlfaFlash to bardzo elastyczne systemy, które umożliwiają łatwą rozbudowę - poprzez dodanie nowych kaset w wymienniku płytowym lub całych stopni. Ponadto wysoka sprawność cieplna sprawia, że systemy są bardzo kompaktowe, co obniża koszty instalacji.
Końcowe suszenie mączki z owadów
Frakcja stała z dekantera oraz zagęszczona woda klejowa z wyparki są mieszane i suszone w suszarce.
W tym zastosowaniu można wykorzystać różne technologie suszenia, takie jak suszarki talerzowe, suszarki fluidalne lub suszarki powietrzne.
Zastosowanie suszarki talerzowej umożliwia ponowne wykorzystanie ciepła odpadowego w wyparce, co obniża koszty eksploatacji. Należy jednak pamiętać, że suszarki talerzowe nie są urządzeniami spożywczymi.
Systemy przetwarzania mączki z owadów
Oferujemy kompletne systemy mokrego wytapiania w każdym rozmiarze - od instalacji pilotażowych po pełnoskalowe - oraz dla wszystkich rodzajów owadów.
Nasi eksperci w dziedzinie przetwarzania białka mają wieloletnie doświadczenie w projektowaniu i optymalizacji systemów wytapiania białka na poziomie komponentów, modułów i całych systemów. Skontaktuj się z nami już na wczesnym etapie projektu, aby uzyskać cenne wskazówki przy wyborze urządzeń lub projektowaniu linii technologicznej.