مصنعو أجهزة الطرد المركزي الصينية لمعالجة البروتين النباتي والنشا - شنتشو

في إنتاج البروتين، تُستخدم أجهزة الطرد المركزي من نوع "ديكانتر" من شركة شنتشو لاستخلاص البروتين وتركيزه وغسله. وتضمن أنظمة الدفع المتطورة نسبة عالية من المادة الجافة. ويتيح نظام الدفع الخاص الذي طورته شركة ريفر إمكانية ضبط السرعة التفاضلية باستمرار لتناسب حجم البروتين المراد فصله. وبهذه الطريقة فقط يمكن الحصول على أقصى معدلات التجفيف. وبمساعدة المروحة القابلة للتعديل، يمكن ضبط عمق غمر جهاز الطرد المركزي أثناء تشغيله. وبفضل هذا النظام، يتم تجنب فترات توقف الجهاز تمامًا. كما أن الضبط الأمثل لعمق الغمر دون أي مشاكل يزيد من مساحة التصفية النسبية، بحيث يتم فصل حتى أصغر الجزيئات بكفاءة عالية.

تتألف عملية تصنيع البروتين النباتي أساسًا من استخلاص البروتين وتنقيته وتجفيفه، سواءً استُخدمت هذه العملية لإنتاج مُركّز أو مُستخلص معزول. وتشمل العملية أيضًا معالجة إضافية للمنتجات الثانوية، مثل الألياف والنشا والمكونات الذائبة في مياه الصرف. ويُكمّل نظام التنظيف الآلي (CIP) والتشغيل الآلي هذه العملية لضمان إنتاج موثوق وصحي لمكونات البروتين النباتي لتطبيقات الأغذية والأعلاف.
غالباً ما تكون المادة الأولية لاستخلاص البروتين دقيقاً يُستخرج من البقوليات أو البذور عن طريق التقشير والطحن والنخل، ثم يُخلط بالماء بنسبة محددة مسبقاً لتحقيق التوازن بين التكلفة ونقاء البروتين وكميته. بعد ذلك، تُعدّل درجة حموضة الخليط إلى حمضية أو قلوية، حسب المنتج النهائي المراد تصنيعه.

استخلاص مركز البروتين
تبدأ عملية استخلاص البروتين المركز من السائل بتخثير البروتين وفصل البروتينات المترسبة والألياف غير القابلة للذوبان باستخدام جهاز فصل البروتينات من شركة شنتشو. يحدث التخثير عند درجة حموضة قريبة من نقطة التعادل الكهربائي أو عند درجات حرارة مرتفعة. ثم تُجفف المادة الصلبة المُجمعة إما في مجفف حلقي أو مجفف رذاذ، وذلك حسب نوع المنتج والاستخدام النهائي للبروتين المركز. تُنتج هذه العملية مركزات نباتية تحتوي على نسبة بروتين لا تقل عن 50%.

استخلاص البروتين المعزول
استخلاص البروتين في محلول قلوي
في ظروف الاستخلاص القلوية، يذوب جزء البروتين بشكل أساسي في المستخلص المائي؛ وهذه هي الخطوة الأولى في صنع عزل نباتي.

ترسيب البروتين وتنقيته
تحتوي المرحلة المائية الناتجة عن الاستخلاص القلوي على معظم البروتينات الذائبة؛ والتي تُرسّب لاحقًا من المرحلة المائية وتُفصل في جهاز طرد مركزي. تتكون المرحلة المائية الخارجة من جهاز الطرد المركزي - وهي جزء مصل اللبن - بشكل رئيسي من الأملاح والكربوهيدرات الذائبة.

تُعرف المرحلة الصلبة المتبقية في جهاز الفصل باسم خثارة البروتين. تخضع هذه الخثارة لعمليات التخفيف، وضبط درجة الحموضة، والمعالجة الحرارية قبل أن تُجفف البروتينات المعزولة منها بالرش لتُصبح مسحوق بروتين معزول. يُؤدي إجراء غسل إضافي في جهاز طرد مركزي ذي قرص ترشيح إلى زيادة نقاء البروتين المعزول.

يُستخلص النشا بشكل أساسي من النباتات الغنية بالنشا مثل القمح والبطاطا والذرة والأرز والبازلاء والتابيوكا. النشا هو المادة التي تخزن فيها النباتات مخزون الطاقة، وهو عديد السكاريد يتكون من وحدات الجلوكوز. وتختلف حبيبات النشا وتوزيع أحجامها وتركيبها الجزيئي باختلاف المصدر النباتي.

يُعرف المنتج الناتج عن عملية الاستخلاص بالنشا الطبيعي. ويُستخدم هذا النشا في صورته الحالية أو كنشا مُعدّل، أو يُخضع لمزيد من المعالجة لإنتاج أنواع مختلفة من المحليات، كما يُستخدم في مجموعة واسعة من عمليات التخمير.

بغض النظر عن نوع المحصول الذي يُستخلص منه النشا، فإن عمليات الإنتاج متشابهة في جوهرها. وتعتمد جميعها على تفتيت المادة الخام (الطحن)، ثم فصل مكوناتها المختلفة ميكانيكيًا. تُطحن الحبوب كالذرة والقمح، بينما تُفرم الدرنات/الجذور كالبطاطس والكسافا/المنيهوت باستخدام المبشرات. ويتم فصل المكونات لاحقًا إما بناءً على أحجامها المختلفة - باستخدام المناخل أو المرشحات - أو أوزانها المختلفة - باستخدام قوى الجاذبية في أجهزة الطرد المركزي (أجهزة الطرد المركزي الدوارة، أو أجهزة الطرد المركزي ذات الفوهات، أو أجهزة الطرد المركزي الهيدروليكية).

تُستخدم أجهزة الطرد المركزي من نوع "شنتشو" لاستخلاص:

النشا (المعدل، والمُحَوَّل إلى سكريات، والمُحَوَّل إنزيميًا)

نشا أ و ب، جلوتين، لب، بشر، نخالة

الفصل ثنائي الطور
صُممت طاردة الطرد المركزي ثنائية الطور من شنتشو لفصل المواد الصلبة عن السائلة. يتم الفصل على طول الجزء الأسطواني من الوعاء، المُجهز بناقل لولبي متحد المركز. يُغذى المنتج إلى الوعاء عبر أنبوب إدخال، ويتسارع بسلاسة داخل الناقل. تتسبب قوى الطرد المركزي في ترسيب المواد الصلبة فورًا على جدار الوعاء. يخرج السائل الصافي من الوعاء متدفقًا بفعل الجاذبية، فوق حاجز قابل للتعديل (سد فائض)، ثم إلى الغلاف. كما يتوفر تصريف السائل المضغوط (باستخدام مضخة طاردة مركزية)، مما يُتيح نقل السائل مباشرةً دون أي تلامس مع البيئة المحيطة ودون رغوة. يدور الناقل في نفس الاتجاه داخل الوعاء، ولكن بسرعة مختلفة قليلاً. يمكن ضبط هذا الفرق بين سرعة الوعاء والناقل يدويًا أو تلقائيًا. يدفع هذا الفرق في السرعة المواد الصلبة إلى الطرف المخروطي، حيث تُرفع من السائل. يتم تصريف المواد الصلبة قبل إخراجها من الآلة عبر منفذ المواد الصلبة.

المعايير الفنية لجهاز الفصل ثنائي الطور:

الفصل ثلاثي الأطوار
صُممت طاردة شنتشو ثلاثية الأطوار لفصل المواد الخام إلى ثلاثة أطوار: سائل خفيف، سائل ثقيل، ومواد صلبة. تُغذى المواد الخام إلى الوعاء عبر أنبوب إدخال، ثم تُسرّع بسلاسة. تتم عملية الفصل في وعاء أسطواني أفقي مزود بناقل لولبي. تتسبب قوة الطرد المركزي في ترسيب المواد الصلبة فورًا على جدار الوعاء. يدور الناقل في نفس اتجاه دوران الوعاء، ولكن بسرعة مختلفة، وينقل المواد الصلبة إلى الطرف المخروطي.
نظرًا لخفة وزنه، يتدفق السائل الخفيف في الداخل، وتتحرك المواد الصلبة نحو المحيط الخارجي، بينما يبقى السائل الثقيل في المنتصف. ويحدث الفصل على طول الجزء الأسطواني من الوعاء. تُفرغ المرحلتان السائلتان في خزانات تجميع بفعل الجاذبية، أو تحت ضغط بواسطة مضخة مركزية.

المعايير الفنية لجهاز الفصل ثلاثي الأطوار: