Bearbetning av insektsproteinmjöl och lipider – våtutsmältning
Processöversikt
Alfa Laval våtutsmältningssystem – Fakta
De huvudsakliga bearbetningsstegen i en våtutsmältningsprocess är
- Råvaruberedning
- Uppvärmning av råvaran
- Separering av lipider, protein och processvatten i en dekantercentrifug
- Rening av lipiderna i en centrifugseparator
- Återvinning av lösliga proteiner från processvatten i ett förångningssystem
- Sluttorkning av lösliga och olösliga proteiner i en torkare
- Bearbetningskapacitet: Från 400 kg/h
- Lipidrenhet: >99 %
- Insektsmjöl: <10 % lipider och låg fukthalt >
- Maximal bearbetningstemperatur: 95 °C (203 °F)
- Retentionstid: ≥ 2 min
- Golvyta som krävs: 260 m2 (1–5 t/h)
Förberedelse och uppvärmning av råvaran
Olika insekter kan användas som råvara, de vanligaste är larver av svarta soldatflugor, syrsor och mjölmaskar. Det första bearbetningssteget är att skära råvaran i små bitar för att förbättra pumpbarheten och underlätta bearbetningen i de efterföljande uppvärmnings- och separeringsstegen.
Därefter värms råmaterialet med en av två metoder:
1. Ånginjektion
Här injiceras ångan direkt i råvaran i en DSI-värmare, medan produkten ständigt omrörs när den rör sig genom enheten.
Ånginjektion är en effektiv metod för att värma upp råvaran, det tar bara några minuter. Den korta uppvärmningstiden minimerar termisk påverkan på produkten, vilket förbättrar slutproduktens kvalitet. Dessutom hjälper den injicerade ångan till att minska nedsmutsning och tvätta ut lipiderna från larvpurén, vilket minskar lipidhalten i det slutliga mjölet.
2. Indirekt uppvärmning
När indirekt uppvärmning används, värms larvpurén i en Alfa Laval Contherm skrapvärmeväxlare utan direktkontakt med ångan. Uppvärmningen är klar på bara några minuter, och roterande blad i värmeväxlaren omrör purén kontinuerligt för att säkerställa hög termisk effektivitet. De roterande bladen hjälper också till att minimera nedsmutsning på innerytan och förlänger därmed drifttiden.
Jämför ånginjektion med indirekt uppvärmning
Den största skillnaden mellan ånginjektion och indirekt uppvärmning är att ångan aldrig kommer i kontakt med produkten med indirekt uppvärmning. Ånginjektion innebär att extra vatten tillförs, som måste avlägsnas i förångningssteget, vilket ökar både vatten- och energikostnaderna, något som undviks vid användning av indirekt uppvärmning.
En andra viktig fördel är att en Contherm-enhet är mer hygienisk än en DSI-värmare, vilket gör att du kan uppfylla kraven i även de strängaste standarder.
En fördel med ånginjektion är att CAPEX är lägre, och separeringen av lipidfraktionen är mer effektiv, vilket leder till högre lipidutvinning och lägre lipidhalt i insektsmjölet.
Båda metoderna resulterar i betydligt högre produktkvalitet jämfört med torrutsmältning eftersom produkten värms upp till en lägre temperatur och utsätts för värme under mycket kortare tid. Kontakta oss för en diskussion om vilken metod som passar dina behov bäst.
Separering av lipider, protein och processvatten
Efter upphettning separeras purén i tre fraktioner i en eller två dekantercentrifuger:
- Protein (fasta ämnen)
- Lipider (flytande)
- Processvatten (vatten med lösliga proteiner)
Tack vare dekanterns särskilda utformning, är separeringseffektiviteten i en Alfa Laval Foodec-dekanter mycket hög. Det låga vatteninnehållet efter separering i fraktionen med fasta ämnen minskar energiförbrukningen i det efterföljande torkningssteget, och i sin tur energikostnaden, samt investeringskostnaden för torken och boilern. Den låga lipidhalten i insektsmjölet ökar marknadsvärdet och din lönsamhet.
Den effektiva separeringen innebär också att lipidfraktionen är mycket ren direkt efter dekantern, vilket betyder att separatorn kan vara mindre, vilket ger lägre CAPEX och OPEX.
Dekantern kan utrustas med ett helautomatiskt CIP-rengöringssystem för snabb och enkel rengöring av både in- och utsida.
Rening av insektslipiderna
Lipidfraktionen renas i en separator som avlägsnar små fasta ämnen och restvatten från produkten.
Våra Clara- och AFPX-separatorer kan rena insektslipiderna till högsta standard, och även minska lipidhalten i processvattnet för att öka värdet på biprodukterna. Tack vare den exceptionella separeringsprestandan innehåller de bearbetade lipiderna minimal fukt, vilket resulterar i ett högre marknadsvärde och lång hållbarhetstid.
Alfa Lavals separatorer kännetecknas av skonsam produkthantering, utmärkt korrosionsbeständighet, enastående hygien och låga driftskostnader.
Återvinning av protein från processvattnet
Processvattnet skickas till ett förångningssystem där vattnet avlägsnas och det lösliga proteinet koncentreras. Eftersom 10–15 % av det totala proteininnehållet finns i processvattnet, påverkar återvinningen i hög grad den totala avkastningen i processen. De lösliga proteinerna har bättre smältbarhet än proteinerna i fasta ämnen, vilket innebär att du genom att återvinna dessa ökar smältbarheten för det slutliga mjölet.
Att koncentrera processvattnet innebär också att mindre avloppsvatten måste behandlas, och det separerade vattnet kan återvinnas och återanvändas, vilket minskar den totala vattenförbrukningen.
Alfa Lavals AlfaVap- och AlfaFlash-plattförångare är perfekta för koncentrering av processvatten från insekter. AlfaVap är avsedd för processer med låg till medelhög nedsmutsning och AlfaFlash är avsedd för tillämpningar med hög nedsmutsning.
De finns i flera konfigurationer och kan drivas med:
- Ånga
- Ånga med en termisk ångåterkompressor,
- El med en mekanisk ångåterkompressor
- Spillvärme från torkaren, vilket möjliggör boilerbesparingar på upp till 100 %
Alfa Lavals förångningssystem består ofta av flera förångningssteg (eller effekter) för effektiv energiåteranvändning och därigenom lägre energiförbrukning.
AlfaVap- och AlfaFlash-förångare kan hantera mer koncentrerade produktströmmar än de flesta andra förångningssystem, vilket innebär att du kan koncentrera processvattnet ännu mer och därigenom minska belastningen på torkaren, vilket leder till betydande energibesparingar.
AlfaVap och AlfaFlash är mycket flexibla system som möjliggör enkel utökning av verksamheten, antingen genom att lägga till nya kassetter i plattvärmeväxlaren eller hela effekter. Dessutom gör den höga termiska effektiviteten systemen mycket kompakta, vilket minskar installationskostnaderna.
Slutlig torkning av insektsmjölet
De fasta ämnena från dekantern och det koncentrerade processvattnet från förångaren blandas och torkas i torkaren.
Olika torktekniker kan användas. Skivtorkar, torkar med fluidiserad bädd eller lufttorkar används vanligtvis för detta.
Med en skivtork är det möjligt att återanvända spillvärmen i förångaren och därmed sänka driftskostnaderna. Skivtorkar är dock inte livsmedelsgodkänd utrustning.
Bearbetningssystem för insektsmjöl
Vi erbjuder kompletta våtutsmältningssystem i alla storlekar, från pilot till full skala, och för alla typer av insekter.
Våra proteinbearbetningsexperter har lång erfarenhet av att konstruera proteinutsmältningssystem och optimera dessa på komponent-, modul- och systemnivå. Kontakta oss i ett tidigt skede i ditt projekt för att få värdefulla råd när du väljer utrustning eller konstruerar din processlinje.