CN86102620A - 提取动物脂肪的设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从动物原料中提取脂肪的加工方法和设备。根据本发明，采用将动物原料通过单管形式的套筒I中的两个连续区，也就是一个熔化区B及一个提取区C，连续地熔化脂肪，然后提取脂肪。在熔化区B内有加热装置13，在提取区C内为了通过熔化的脂肪设有过滤壁。图中上述的套筒I内装有被驱动的两个迭置的输送机螺杆。

Description

本发明涉及从动物原料中提取脂肪的一种加工方法和设备，而且特别适用从屠宰场的废物中回收脂肪。

一般地说，在屠宰场内将鲜肉及有用的部分切除之后，还剩有许多的东西如皮、血、内藏等。从整体上而言，有时这些被称为“下水”（fifth    quarter）。皮和血是可以分开的回收的，但一定会去掉另外的产品，而这些产品希望能尽可能多地利用起来。然而，不论怎样，这些产品中含有大量的动物脂肪或包含有大量脂肪的原料部分。一般这些至少在蛋白质构成的称为胶原的细胞内含有一定量的水份。

一般，屠宰场内及有特殊用途的废物含有大量的脂肪原料及至少附有水份和蛋白质组织。因此，将它们经受传统的加温，使其能熔化出脂肪原料，以便从含有蛋白质的余物中分离去熔化的脂肪。通常，在大槽内加工这种原料，或者引入蒸气，或者用加热槽壁，这种原料的加工方法叫做“干熔化法”，它需要增加大量的而又必须经常地从这种原料中排出的水份。为了得到足够的产量，通常在一个大尺寸的设备内加工大量的原料。在已完成脂肪原料的熔化时，提取脂肪，例如用螺旋压力机加压，通过过滤的作用，使其能排出熔化的脂肪，叫做“油渣”的剩余物是分开回收的。

至今，这种型式的各种设备以及为各自特殊功能设计的不同设备已陆继投入运行。此外，即令是使用干熔化的加工方法，需要加工大量的动物原料，而且这类设备引起严重的污染。从而，回收脂肪有时是在远离屠宰场的单独工厂内进行的，因此，首先要在所有的屠宰场回收动物原料，然后，加工之前要贮存相当长的时间，但是，这便会使各种原料有再次污染的危险，因此，会导致原料的变质，从而这种原料需要经常地进行纯化处理。

本发明是一种能克服上述缺点的新的加工方法。

根据本发明，将动物原料通过单管形式的延伸套筒内的至少两个连续的区域，即一个熔化区和一个提取区，不断地熔化脂肪，然后提取之。在熔化区内有加热装置，在提取区内的熔化脂肪通过的过滤壁;上述套筒内装有两个被驱动的重迭的输送螺杆，经过设置在套筒一端的即前端的进料口，动物原料连续地进入套筒内，而且由于螺杆的转动使动物原料向后端流动，在熔化区内，连续地受到进一步的加热到水蒸气的温度。如果揉搓和加压的共同作用达到足够的水平，那么就可维持过热的水处在分解状态中，然后水蒸气突然膨胀，并且水蒸气从一个设置在套筒中部的孔排出。由于加热套筒的结果，干的原料以这种方法保持脂肪在熔化的温度，然后在提取区内，经受可把熔化脂肪与剩余物分开的加压，脂肪经过滤壁流出，剩余物经设置在后端的芯管排出。

根据加工的其他重要特性，原料经螺杆输送时，在熔化区内，至少要受揉搓和剪切的共同作用，从而引起蛋白质组织的突然破裂，这样，加速脂肪的熔化。

在一个最佳实施例中，在熔化区内加压时，动物原料的加热温度大约90℃，而在膨胀期后，然后又加热到温度大约105℃，采用在蒸气排出口减压而实现蒸气膨胀。随后，原料可以经受更进一步的加压，然后在经过进入脂肪提取区之前，通过加热到大约115℃的温度使其膨胀。在这个区内原料受到朝过滤壁方向的连续压力，用旋转的作用，在加压的情况下，挤压出的剩余物通过设在套筒后端的管芯流出。

此外，在进入熔化区之前，经进料孔引入的动物原料经受第一次加压，使其完全注入螺杆内，而且形成一个连续的注入物，从而能经受住后端的蒸气压力，并且在这操作期间，由于套筒的冷却作用，使原料保持在不超过大约50℃的水平。

本发明也包含用于实现这种加工方法的设备，它由一个螺旋输送机组成，它至少包括两个以旋转方式驱动的输送机螺杆，在一个延伸的套筒内至少有三个连续的区域，也就是在两个螺杆的前端有一个前端进料区，在该区内，套筒有一个引进动物原料的孔;一个中间熔化区，在该区内套筒配有加热的装置，在它的中间部位有一个排气孔开在螺杆的上方;以及一个后端提取区，在该区内套筒配有用于熔化脂肪排出的过滤壁，螺杆具有螺旋形的叶片或其他园周的加工零件，用揉搓、旋转和剪切的共同作用，决定着原料向后端的输送。由变化螺距的连续部分组成的上述叶片，沿前端到后端的方向，确定的熔化区至少有两个阶段，也就是一个压力增加阶段和与中间排气孔垂直的一个膨胀阶段以及在提取区内增加压力使其能排出熔化的脂肪，经过滤壁排放，剩余物经设在套筒后端的芯管排出。

特别是在一个较佳的实施例中的熔化区内，螺杆有许多叶片，在输送的方向，它们连续地确定一个压力增加部分;一个具有揉搓和剪切作用的第一个阻滞部分，用于形成不受水蒸气压力的影响的连续的注入物;一个加压的揉搓部分;一个膨胀部分和具有加压作用的第二个阻滞部分。最好，在第一个阻滞部分内，所提供的螺杆上有与输送方向相反的各种螺距的叶片，同时提供了许多的开口，以便使受控制的原料朝后运动，且具有剪切的作用。在第二个阻滞部分内，螺杆由一组偏心盘组成。

然而，从附图中所例举的实施例的说明中可以更清楚的了解本发明。

图1是一台装置中螺杆轴线方向的垂直平面剖视图，以表示这个加工的过程。

图2是图1中1-1处的横截面剖视图。

完成这项加工过程的设备表示在图1中，它于螺旋输送机式的设备，概括地说，它是由细长的套筒壳体1组成，其内部排列着由一台电机20驱动的两个输送机螺杆2。每个螺杆是由一个中心轴21、绕轴延伸的螺旋叶片3或其它周围的加工部件如例图中的揉搓园盘30等组成。

如图2所示，它是沿螺杆轴线的横向方向上的平面剖视图，后面一个螺杆重叠于另外一个螺杆，套筒1的内壁上形成两个园筒相交凸起角，套筒内壁直径略微大于叶片3的外侧直径，从而使螺杆完全包在壳体内。两个螺杆2和2′的叶片相互重叠，在例图中，两个螺杆朝同一个方向转动，由于两个叶片直径相等和它们之间的相互偏置就可以使两螺杆重叠，图1是其中一个螺杆轴线上的垂直平面剖视图，位于后面的另外一个螺杆已无法用简化的图形表示。

根据本发明的特征，螺旋输送机1由几个连续的区域组成，每一个区域都有一个特殊的作用。概括地讲，从螺杆输送方向前端到后端，可以分成一个进料区A，一个熔化脂肪原料区B，一个脂肪提取区C和一个残余物出口区D。

在套筒1前端的两个螺杆2和2′上开有两个宽的进料口11，在整个进料区A的伸延线范围内有一个进料口11，在套筒1的这段区域内稍靠后处装有一个冷却系统12，该系统是由内部套筒形成的通道和与它相连的冷水的给排回路12′组成的。

熔化区B形成套筒1的主要部分，它的中部至少超过它长度的一半。在这个区中，套筒1装有加热装置，例如它是由绕在套筒外边并通过电感或热交换流体循环作用的套筒13构成的。最好采用相互连接的多个套管，这样可以调整熔化区B中各个区的温度。在熔化区B的中部，套筒上开有宽的一个口14，它与一个室15相通，而该室连到真空泵上。

在提取区C中，套筒上装有过滤壁16，如图2所示，过滤壁16由覆盖在螺杆大部分周缘上的壳体构成。这种排布在1978年10月10号登记的法国专利NO.78/29，370中介绍过，此专利出自同一个公司。

最后，在它的后端部，套筒1至少开有一个出口17，最好由两个管心形成此出口，每个管心沿螺杆轴线布置。

根据已知的一个实施例，螺杆包括花键轴、套在轴上的衬套、装在衬套内的相应花键和在其外部用于输送和加工原料的园周部件，如螺旋叶片或偏心园盘。在这方式中，每一个螺杆可以由变螺距的各个部分组成，它的特点将决定于螺杆旋转输送和加工原料的特殊情况，如压力的增加，剪切揉搓、膨胀、转动效果等。

在附图所示的实施例完全是一个例子，螺杆驱动的原料连续通过以下几个阶段：

在进料区A中装有大螺距的叶片31，通过进料口11进入的原料被迅速排向后端，原料分布在叶片之间。在这个区中，借助于通道12来冷却套筒1，以便推迟原料融化，从而有助于叶片沿套筒方向输送原料。

随后，原料进入该熔化区B，该区占据设备的大部分，至少大于套筒的一半，该区可以再分成几个连续部分。

在第一部分B₁中，通过一些加热套管13加热套筒来首先熔化原料。

头道小螺距部分32处于进料区A的后面，起阻滞作用。使原料能够填充在叶片之间。此外，特别是在两个螺杆2相同并朝同一个方向转动时，由泵吸作用驱动的原料从一个螺杆运动到另外一个螺杆，这样就起到了揉搓和与套管1重新接触的作用。这样就导致温度第一次增加，温度可以通过与螺杆的头道区段32上相应的特殊加热套管131进行调整。这个区段后面跟着第二个区段，其中，叶片33的螺距相反，而叶片上开有口即通道330，该口在轴2和叶片33的园周之间延伸，这些口绕轴均匀地分布着，而且两个螺杆上的开口数相等，这两个口同时与两个螺杆啮合区中的另外一个相重合，从而达到啮合。因此，在这个区中，当通道330同时跨过另外一个，而它们的运动方向相反时，这样就能够使一些原料周期地向后端流出，而剩下的原料在反螺距的作用下停留在叶片之间，由于周期地开关啮合区向后流的通道，这就增加了压力和揉搓作用，而剪切作用又促进了原料的均匀性。此外，摩擦是剧烈的，并增加了原料的温度，而且在任何情况下，可以利用覆盖在反向螺距33的区段和它的后面区段34上的加热套管132来提高其温度。在这个区段中，叶片具有比较小的螺距，它用来使原料留在反向螺距的区段33中，保持其压力及揉搓作用。

由于摩擦所产生的自热和加热套管131、132产生的热的共同作用，原料的温度逐步升到大约100℃的温度，原料中所含的水份理应蒸发，但由于螺杆和反向螺距33的阻滞区段中的压缩原料所形成连续堵塞物的压力作用，使得水份保留在原料中，这样就防止在螺杆剧烈的揉搓作用下，使水中的脂肪形成乳液。

与加热结合在一起的这种揉搓作用，将有助于破坏蛋白质细胞组织，促进脂肪熔化，原料成为高度液体，但由于使用两个具有重叠叶片的螺杆的推动作用，螺杆还是能够输送液体的。

接下来原料进入抽气区B₂，它是由较大螺距的区段35构成，在这当中，可以进行突然膨胀作用。在这区段35中，为了迅速地把叶片之间绕轴分布的原料送往后端，甚至可以使用双头叶片，因此，这有助于上述提到的原料中的水份蒸发，产生的蒸气通过中心口14吸出，所开中心口的直径大约是两个螺杆的直径，该口由与真空泵相连的密闭室15覆盖着。由于膨胀的原料不能完全地填充在叶片之间，因此可以在整个区B₂的长度上产生抽吸作用，这就导致抽去这个区B₂端部原料的气体，最终使原料完全不含水份。

为了使排气容易并尽可能地保持原料温度，在套筒1上围一个加热套管133，它在排气口14的后端立即开动，而且它越过这个区B₂的后端部分，并伸到熔化区的第三部分B₃上。区段B₃最好有一个由一组揉搓园盘组成的部分33。这些园盘最好是绕偏离每个螺杆轴线的中心线做螺旋形的转动，如图2中所示，特别是这些揉搓园盘应起到阻滞原料的作用，这就必然要增加叶片的填充速度和区35中后部的揉搓作用，这样，在加热套管的共同感应下，规定的温度增加，可以超过100℃，例如可以达到大约105℃。通过部分36的通道也可限定辗压作用，其作用能够使原料变均匀并完全地挤出在口14蒸馏时可能返回到叶片未充满部分的水份。

在揉搓园盘36的出口处，原料处于具有较大螺距的部分37中，在这当中，使加热套管134加热的干燥原料变均匀，然后再次加压使原料通过过滤区C。

实事上，在这个区内，螺杆由许多大量的偏心揉搓园盘38组成，它们起阻滞作用，必然对前面的原料起挤压作用，但是，揉搓园盘的作用基本上是把原料挤压在套筒壁上，如图2所示，套筒壁上有过滤壁16。这些最好按已经提到的专利NO.78/29，370所述的方法制造。实际在这个实施例中，这壁是由许多平行的环箍161组成，它们基本上按垂直于螺杆轴线的平面排布，并把内部的正向面分成许多宽度很小的狭缝;环箍161靠着沿轴线平行的外导杆162，整体的装配形成网体，网体的端部装有法兰盘163，它们可以靠在套筒内部上的导向杆164、165上，导向杆164、165是套筒中部形成的V字形园柱扇形体。如图2所示，由于导向杆164的扇形面大于导向杆165，因此法兰盘163的平面最好形成朝上开的一个角度。其结果，液态下的脂肪在揉搓园盘的作用下，很容易通过位于环箍161处的狭缝排出。

在脂肪被排出后，含有称之为裂化的蛋白质组织的残余物处在最后挤压部分39中，并通过位于套筒后端的管心17挤出，这种最终的压挤能够保证最后脱去脂肪，脂肪通过过滤壁16排出。

例如，把称之“下水”的屠宰废料作为原料，将它们放入螺杆长度约为1m、螺杆之间的中心距为45mm的上述的这种设备中进行加工。

螺杆的平均转速为50转/分。

过滤壁由3mm宽的环形杆组成，其杆之间的间隙为几十微米。

通过冷却或加热套筒，使进料区A中的输送原料的温度维持在50℃，接下来，区B₁为90℃，区B₂为105℃，区B₃为125℃。

对于原料进料速度为75kg/h，那么口14排出的蒸气大约为5kg，30-50kg/h的脂肪通过过滤壁16排出，而35-40kg/h的剩余物通过管心17排出。

如果它和从动物废料中提取脂肪的传统设备相比，其产量似乎较低，但事实上，这些传统的设备体积庞大，而且为了收取利润，有时不得不从遥远的几家屠宰场收集大量的废料进行加工。这就导致在运输和贮藏过程中产品的污染和损坏，此外，贮藏废料所引起的污染是众所周知的。

相反，利用本发明的加工方法，就可以把本发明的设备与一般规模的屠宰场联系在一起，从而加工生产过程中产生的废料，然而这种设备的特点可以适应屠宰场的场地并适用于这种形式的废料。这样就可以立即加工，因此，在同一地点和同一时间内消除了内料变坏及污染的隐患。在这些状态下，可以很容易地得到酸度低于1%称之为“头汁”（first    juice）的脂肪，但这取决于原料的质量。此外，另外一个加工优点就在于原料在整个提取过程中维持在一个较高温度中，因此不会有污染。

但是，提取脂肪的特殊的加工过程同样具有很大意义，事实上，通过在头道熔化过程中的压力下保持水份和通过实现突然排气，来防止乳液形成，因为乳液在分离脂肪时，会产生许多困难。

上述的实施例是最简单的，但它以具有替换形式和改进措施。

特别是有许多特殊的螺旋输送机，可以通过把一种试剂加入到套筒中来对输送中的原料进行化学加工。例如，如果使用二等质量的原料，那么在熔化区和提取区之间可以插入一个碱性加工区，因此在提取之前，可以提炼出脂肪。试剂通过一个与本套筒相应部分上的开口进入套筒内，或在脂肪已经燥化以后用一种简单的方式直接把试剂送入套筒上端的进口11。由于螺杆的均匀揉搓输送作用和温度精确调整，加工过程可以在套筒相对较短的部分中迅速完成。

此外，为了保证提取较好的脂肪，在膨胀区的后面可以跟着提取区C，如果需要的话，装上加热套筒的装置，以便维持上述位置中的原料温度，然后在第二个提取区上装上与揉搓园盘毗连的过滤壁。

很明显，这样的改进必然要增加套筒长度，因此，概括地讲，设备的参数，特别是螺杆的叶型，各种部分的长度及数量、温度、压力等都将通过预先试验确定，在进行大规模工业生产之前，定型结构的设备使它很容易实现这样的精加工。

最后，在任何情况下，最好把加工过的原料再次送到套筒的进口处，一些干燥的原料在套筒的后端被排出，至少一些裂化压延可以增加固体的比例，特别是使原料在螺杆的叶片中很容易输送。

但是，本发明当然不限于已经描述过的一个详细的实施例，在没有违背权利要求的保护范围内，为了达到该设备特点，可以对所用的原料以及脂肪的质量进行改进，例如，尽管把排气口布置在熔化区的中部左右是较佳的，但是在排气后，可以不必增加原料的温度。在这种情况中，排气口后面跟着一个部分，该部分填充和挤压着位于过滤区之前的原料，同样，如上所述，尽管最好冷却进料区，以防止原料过早熔化，但在某些情况下，这种冷却可能是多余的。

最后，通过位于设备出口处的芯管排出的残余原料，一方面，可以形成所希望的横截面裂化物，而另一方面，增加了脂肪的排出作用，尽管通过留在后端上的套筒口就可以自由地把残余原料排出，但是，借助于揉搓园盘38也可以获得排出效果。

Claims (15)

1、从由蛋白质构成的许多细胞及至少含有脂肪原料和水组成的动物原料中提取脂肪的加工方法，其特征在于将动物原料通过单管形式的延伸套筒(1)内的至少两个连续的区域也就是一个熔化区(B)和至少一个提取区(C)，在熔化区(B)内有加热装置(13)，在提取区(C)内为了让熔化的脂肪通过没有过滤壁(16)，上述的套筒(1)内装有被驱动的两个迭置的输送机螺杆(2)，同时将原料经设置在一端的也就是套筒(1)前端的进料孔(11)连续地引入套筒(1)内，而且在熔化区(B)内连续地经受加热到水蒸气的温度，用揉搓和加压的共同作用，以便足以维持过热的水在分解的状态，然后蒸发的水突然膨胀，同时经设置在套筒(1)中间部分的一个孔(14)排出蒸气，用这种方法维持干燥的原料，由于加热套筒到脂肪的熔化温度，然后在提取区(C)内进行加压，以便分离去熔化的脂肪经过滤壁(16)排出，由设置在套筒(1)后端的一个芯管排出剩余物。

2、根据权利要求1的脂肪提取工艺，其特征在于当原料通过螺杆（2）输送时，至少在熔化区（B）内，要经受揉搓和剪切的共同作用引起蛋白质组织的突然裂开，这便加速了脂肪的熔化。

3、根据权利要求1的脂肪提取工艺，其特征在于在熔化区（B）内，当在加压的阶段（B₁）时，将动物原料加热到大约90℃的温度;在膨胀阶段（B₂）以后，然后加热到大约105℃的温度;在膨胀阶段（B₂）以后，然后加热到大约105℃的温度;采用减压，在中间孔（14）排出蒸气，以实现膨胀阶段。

4、根据上述权利要求中任何一条的脂肪提取工艺，其特征便是水蒸气膨胀之后，原料要经受进一步的加压，然后用加热到大约115℃的温度以使其膨胀，随之原料进入提取区（C）。

5、根据权利要求4的脂肪提取工艺，其特征便是在提取区（C）内，将原料朝过滤壁（16）连续地加压，用滚动的作用，在压力作用下，经过设在套筒（1）后端的芯管（17）将剩余物挤出。

6、根据权利要求1至4中的任何一条的脂肪提取工艺，其特征就是在离开提取区（C）后，由螺杆驱动的原料要膨胀，维持它的温度，然后在第二个过滤区内借助于压力要进行第二次的提取。

7、根据权利要求1的脂肪提取工艺，其特征便是在扩散到熔化区（B）之前，经进料孔（11）注入的原料为了填满螺杆的各叶片要经受第一个压力增加阶段（A），同时在那里由于套筒（1）被冷却的结果，它的温度保持在不超过大约50℃的水平。

8、根据权利要求1的脂肪提取工艺，其特征就是在套筒后端排出的部分剩余物连同要加工的原料又重新引入套筒的前端。

9、根据权利要求1的工艺，用于提取脂肪的设备，其特征就是它是由螺杆输送机组成，在延伸的套筒（1）内至少有两个被驱动的输送机螺杆（2），在套筒（1）内至少有三个连续区，也就是在螺杆的输送方向，一个前端进料区（A），在该区内套筒有一个引入原料的孔（11）;一个中间熔化区（B），在该区内套筒配有加热装置（13），以及在它的中间部分有一个排气孔较宽地开在螺杆（2）的上方;以及至少一个后端提取区（C），在该区内套筒配有为了排出熔化脂肪的过滤壁（16）;螺杆2上有许多螺旋形叶片3或其他的园周加工零件，用联合的揉搓、滚动和剪切作用，它们决定了原料向后端输送，从前端到后端由各种变化螺距的连续部分组成的叶片（3），在熔化区内规定至少两个阶段，也就是一个压力增加阶段B₁以及与中间排气孔垂直的一个膨胀阶段B₂，在提取区（C）内，加压使熔化的脂肪可以排出，而且经过滤壁（16）排出，经设置在套筒（1）后端的一个孔（17）排出剩余物。

10、根据权利要求9的脂肪提取设备，其特征就是在螺杆输送机的前端有一个进料区（A），它延伸到与进料口（11）垂直的地方，在进料口（11）的后面的套筒上配有热交换循环液体的冷却装置。

11、根据权利要求9的脂肪提取设备，其特征就是在于熔化区（3）至少在整个套筒（1）的一半以上，并处在中间位置上。

12、根据权利要求9的脂肪提取设备，其特征就是在熔化区（13）内螺克（2）上装有许多叶片或许多园周零件（3），在输送的方向它们连续地规定了压力增加的部分（32）。第一个阻滞部分（33），用揉搓和剪切形成连续的注入原料而不受水蒸气压力的影响，一个增压揉搓部分（34），一个膨胀部分（35）和一个有加压作用的第二个阻滞部分（36）。

13、根据权利要求12的提取设备，其特征就是朝输送的方向用一种螺距的叶片（33）提供给螺杆，同时为了控制原料向后端的流通用装置330提供给螺杆。在第二个阻滞部分有剪切作用，螺杆是由一组揉搓园盘（36）组成。

14、根据权利要求9的提取设备，其特征就是在提取区（C）内，螺杆是由一组揉搓园盘（38）组成的。

15、根据权利要求9的提取设备，其特征就是提取区（C）的后端输送机有一个膨胀区，该区内有一个加热套筒的装置用以维持原料的温度，随后便是配备有过滤壁的第二个提取区。

Images