Elaborazione di farine proteiche e lipidi da insetti: trasformazione a umido
Panoramica del processo
Sistemi di trasformazione a umido Alfa Laval: i fatti
Le principali fasi di lavorazione in un processo di rendering a umido sono
- Preparazione della materia prima
- Riscaldamento della materia prima
- Separazione di lipidi, proteine e liquido viscoso in una centrifuga decanter
- Depurazione dei lipidi in un separatore centrifugo
- Recupero di proteine solubili dal liquido viscoso in un sistema di evaporazione
- Essiccazione finale delle proteine solubili e insolubili in un essiccatore
- Capacità di lavorazione: a partire da 400 kg/h
- Purezza dei lipidi: >99%
- Farina di insetti: <10% di lipidi e basso livello di umidità >
- Temperatura massima di lavorazione: 95°C (203°F)
- Tempo di ritenzione: ≥ 2 min
- Superficie richiesta: 260m2 (1-5 t/h)
Preparazione e riscaldamento della materia prima
Come materia prima possono essere utilizzati vari insetti, i più comuni sono larve di mosca soldato nera, grilli e tarme della farina. La prima fase di lavorazione consiste nel tagliare la materia prima in piccoli pezzi per migliorare la pompabilità e facilitare la lavorazione nelle successive fasi di riscaldamento e separazione.
Successivamente, la materia prima viene riscaldata utilizzando uno di due metodi:
1. Iniezione di vapore
Qui il vapore viene iniettato direttamente nella materia prima in un riscaldatore DSI, mentre il prodotto viene costantemente agitato muovendosi all'interno dell'unità.
L'iniezione di vapore è un metodo efficiente per riscaldare la materia prima e richiede solo pochi minuti. Il ridotto tempo di riscaldamento riduce al minimo l'impatto termico sul prodotto, migliorando la qualità del prodotto finale. Inoltre, il vapore iniettato aiuta a ridurre le incrostazioni e a lavare via i lipidi dalla purea di larve, riducendo il contenuto di lipidi nella farina finale.
2. Riscaldamento indiretto
Quando si utilizza il riscaldamento indiretto, la purea di larve viene riscaldata in uno scambiatore di calore a superficie raschiata Alfa Laval Contherm senza contatto diretto con il vapore. Il riscaldamento si completa in pochi minuti e le lame rotanti nello scambiatore di calore agitano continuamente la purea per garantire un'elevata efficienza termica. Le lame rotanti aiutano anche a ridurre al minimo le incrostazioni sulla superficie interna, prolungando così i tempi di attività.
Confronto tra iniezione di vapore e riscaldamento indiretto
La principale differenza tra l'iniezione di vapore e il riscaldamento indiretto è che, con l'utilizzo del riscaldamento indiretto, il vapore non entra mai in contatto con il prodotto. L'uso dell'iniezione di vapore comporta l'aggiunta di acqua aggiuntiva, che deve essere rimossa nella fase di evaporazione, aumentando i costi legati sia al consumo di acqua che a quello di energia. Tali costi aggiuntivi non sono presenti quando si utilizza il riscaldamento indiretto.
Un secondo vantaggio chiave è che un'unità Contherm è più igienica di un riscaldatore DSI, consentendo di soddisfare i requisiti degli standard più severi.
Un vantaggio dell'iniezione di vapore è che il CAPEX è inferiore e la separazione della frazione lipidica è più efficiente, portando a un aumento della resa dei lipidi e a un contenuto lipidico inferiore nella farina di insetti.
Entrambi i metodi si traducono in una qualità del prodotto notevolmente superiore rispetto alla trasformazione a secco poiché il prodotto viene riscaldato a una temperatura inferiore ed è esposto al calore per un tempo molto più breve. Contattaci per una discussione su quale metodo si adatta meglio alle tue esigenze.
Separazione di lipidi, proteine e liquido viscoso
Dopo il riscaldamento, la purea viene separata in tre frazioni in una o due centrifughe decanter:
- Proteine (solidi)
- Lipidi (liquidi)
- Liquido viscoso (acqua con proteine solubili)
Grazie a una configurazione speciale del decanter, che consente il funzionamento con un recipiente profondo, l'efficacia di separazione in un decanter Foodec di Alfa Laval è molto elevata. Il basso contenuto di acqua nella frazione solida dopo la separazione riduce il consumo di energia nella successiva fase di essiccazione e, di conseguenza, il costo energetico, nonché il costo di investimento per l'essiccatore e la caldaia. Il basso contenuto di lipidi nella farina di insetti aumenta il suo valore di mercato e la redditività.
Una separazione efficace significa anche che la frazione lipidica è molto pulita subito dopo il decanter, perciò il separatore centrifugo a valle può essere più piccolo, con conseguente minori CAPEX e OPEX.
Il decanter può essere dotato di un sistema di pulizia CIP completamente automatico per una pulizia rapida e semplice sia dell'interno che dell'esterno.
Depurazione dei lipidi da insetti
La frazione lipidica viene depurata in un separatore, estraendo dal prodotto i solidi fini e l'acqua residua.
I nostri separatori Clara e AFPX sono in grado di depurare i lipidi da insetti secondo gli standard più elevati oltre che di ridurre il contenuto di lipidi nel liquido viscoso per aumentare il valore dei sottoprodotti. Grazie alle eccezionali prestazioni di separazione, i lipidi lavorati contengono un'umidità minima, con conseguente valore di mercato più elevato e lunga durata di conservazione.
I separatori di Alfa Laval sono caratterizzati da una manipolazione delicata del prodotto, un'eccellente resistenza alla corrosione, un'igiene eccezionale e bassi costi operativi.
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Recupero di proteine dal liquido viscoso
Il liquido viscoso viene inviato a un sistema di evaporazione dove l'acqua viene rimossa e la proteina solubile viene concentrata. Poiché il 10-15% del contenuto proteico totale si trova nel liquido viscoso, il suo recupero influisce notevolmente sulla resa complessiva del processo. Le proteine solubili godono di una migliore digeribilità rispetto alle proteine nel flusso dei solidi, quindi tale recupero incrementa la digeribilità della farina finale.
La concentrazione del liquido viscoso permette anche di ridurre il trattamento delle acque reflue e l'acqua separata può essere riciclata e riutilizzata, riducendo così il consumo complessivo di acqua.
I sistemi di evaporazione a piastre AlfaVap e AlfaFlash di Alfa Laval sono ideali per concentrare il liquido viscoso derivante dalla lavorazione degli insetti. AlfaVap è progettato per processi a bassa e media incrostazione mentre AlfaFlash è per processi a elevata incrostazione.
Sono disponibili in più configurazioni e possono funzionare con:
- Vapore
- Vapore con ricompressore di vapore termico,
- Elettricità con ricompressore di vapore meccanico
- Calore di scarto dall'essiccatore, che consente un risparmio del bollitore fino al 100%
Il sistema di evaporazione Alfa Laval comprende spesso diverse fasi (o effetti) di evaporazione per un efficiente riutilizzo dell'energia, riducendo così al minimo il consumo energetico.
Gli evaporatori AlfaVap e AlfaFlash sono in grado di gestire flussi di prodotto più concentrati rispetto alla maggior parte degli altri sistemi di evaporazione, consentendo di concentrare maggiormente il liquido viscoso e quindi di ridurre il carico sull'essiccatore, portando a un notevole risparmio energetico.
AlfaVap e AlfaFlash sono sistemi molto flessibili che rendono semplici le espansioni, permettendo di aggiungere nuove cassette nello scambiatore di calore a piastre o interi effetti. Inoltre, l'elevata efficienza termica rende gli impianti molto compatti, riducendo i costi di installazione.
Informazioni sul processo di evaporazione di AlfaVap Informazioni sul processo di evaporazione di AlfaFlash
Asciugatura finale della farina di insetti
I solidi del decanter e il liquido viscoso concentrato dell'evaporatore vengono miscelati ed essiccati nell'essiccatore.
Possono essere utilizzate diverse tecnologie di essicazione. In questa applicazione sono solitamente utilizzati essiccatori a disco, essiccatori a letto fluido o essiccatori ad aria.
L'utilizzo di un essiccatore a dischi consente di riutilizzare il calore residuo nell'evaporatore, riducendo così i costi operativi. Tuttavia, gli essiccatori a disco non sono apparecchiature per uso alimentare.
Sistemi per la lavorazione delle farine a base di insetti
Offriamo sistemi di trasformazione a umido completi di tutte le dimensioni, dalla produzione pilota a quella su larga scala, e per tutti i tipi di insetti.
I nostri esperti di elaborazione delle proteine vantano una lunga esperienza nella progettazione di sistemi di trasformazione delle proteine e nella loro ottimizzazione a livello di componenti, moduli e sistema. Contattaci fin dalle fasi iniziali del tuo progetto per ottenere preziosi consigli nella scelta delle attrezzature o nella progettazione della tua linea di processo.