17.8. Видалення желеутворювальних речовин

Для виходу, якості та властивостей желеутворювальних речо­вин клею, які вилучаються при виварюванні, велике значення має температура оброблення сировини. Чим вона вища, тим глиб­ший гідроліз колагену і гірша його якість. Для запобігання погір­шенню якості продукту і для найбільш повного видалення жела­тину і клею процес виварювання організовують так, щоб високі температури впливали на мінімальну кількість колагену.

Застосовують три способи організації виварювання: фракцій­ний, батарейний і змішаний.

Фракційний спосіб полягає в тому, що виварювання прово­дять послідовно, по фракціях, підвищуючи температуру виварю­вання для кожної фракції. Завдяки цьому кожна фракція містить продукти визначеної якості. Таким чином отримують значну кіль­кість желеутворювальних речовин за мінімальних температур і, отже, кращої якості. Цей спосіб дає змогу майже повністю видали­ти желеутворювальні речовини і використовується частіше при виробництві желатину.

Виварювання проводять у відкритих котлах різних конструк­цій (рис. 17.8), виконаних із неіржавної сталі, алюмінію, або екст­рагують у тонкому шарі (заввишки до 15 см). Перші 3 — 4 фракції виварюють за невеликого рідинного коефіцієнта, який для осеїну становить 0,8 — 1,0; для суглобів — 0,2 — 0,4.

Якість води залежить від виду сировини. Вода має бути чистою і м’якою. При виробництві високих сортів желатину використову­ють дистильовану воду, щоб запобігти збільшенню концентрації металів при упарюванні бульйонів. Значення рН бульйонів під час виварювання перебуває в межах 5,8 — 6,2, що дає можливість зменшити швидкість гідролізу глютину. За потреби бульйон під­кислюють сульфатною кислотою для відбілювання.

Температура виварювання першої фракції має бути мінімаль­ною. Першу фракцію добре прозоленої сировини виварюють за тем­ператури 50 — 60 °С, другу — 60 — 65 °С, третю — 65 — 70 °С і при рідинному коефіцієнті відповідно 0,5; 0,4; 0,4 для м’якої сировини і

1, 0; 0,8; 0,6 — для осеїну. Для погано прозоленої сировини темпера­туру виварювання на кожній фракції збільшують на 5 °С порівняно з виварюванням добре прозоленої сировини.

Середня кількість фракцій при виварювання становить 4 — 7. Температуру виварювання кожної наступної фракції збільшують на 5 °С, при малій кількості фракцій — на 5 — 10 °С. Останню фракцію виварюють за температури близько 100 °С, а наприкін­ці — при кипінні. Швидкість екстракції підготовленого до вива­рювання напівфабрикату за 1 год варіння на першій фракції для дерми може бути 3,5 — 3,2 %, для осеїну — 4,5 — 4,0; на другій фрак­ції відповідно 3,2 і 2,5 — 2,2 %; на третій фракції 2,0 — 1,8 і

2,2 — 2,0 %. Концентрація бульйону перших трьох-чотирьох фрак­цій без упарювання має становити не менш як 6 %, чого досягають при виварюванні протягом 4 — 6 год. Якщо потрібної концентрації за 6 год виварювання не досягають, то бульйон зливають і після освітлення упарюють.

Бульйон вважається доведеним до нормованих показників, якщо отримані з нього драглі при 3 °С не плавлять під час сушін­ня (відповідно показники пластичності взимку не менш як

24,5 кН/м², влітку не менше ніж 34,2 кН/м²). Бульйон першої і другої фракцій характеризується в’язкістю 10 — 15 Па-с, для осеїну 20 — 50 Па-с, для дерми вищою. Температура плавлення 10%-х драглів 31 — 33 °С, світлий желатин, рН 1%-го розчину 5,1 — 5,8. Бульйони третьої і четвертої фракцій мають в’язкість 5 — 8 Па-с, п’ятої і шостої — від 3 до 5 Па-с, сьомої — близько 3 Па-с.

Желатинові бульйони перших чотирьох-п’яти фракцій вико­ристовують для виробництва харчового желатину. Після фільт­рування їх або розділяють на два-три сорти згідно зі стандартом, або змішують, якщо їхні властивості (якість бульйону) не дуже відрізняються. Всі інші фракції передають на виробництво тех­нічного желатину, виробляючи змішаний або двосортний жела­тин і клей. Останню, сьому, фракцію частіше повертають до котла для наступного циклу виробництва.

Змішуючи фракції, слід мати на увазі, що при змішуванні різ- нопрофільних фракцій не досягають усереднених значень за ефек­тивною в’язкістю (вони нижчі за середньоарифметичні), тому змі­шувати можна лише фракції з однаковими властивостями. Серед­ній вихід харчового желатину становить 80 — 85 % від колагену, технічного — 15 — 20 %.

Спосіб послідовного насичення (батарейний спосіб ви­варювання). Спосіб полягає в насиченні бульйону, починаючи з оброблення найбільш знеклеєної сировини, яка містить незнач­ний відсоток колагену, за високих температур і послідовного змен­шення температури виварювання при переході в батарею із сиро­виною, більш багатою на колаген. Це дає змогу отримати концен­трований бульйон, не обробляючи більшу частину колагену висо­кими температурами. Спосіб економічно доцільний, якщо є потре­ба в желатині середньої якості, і тому використовується переважно для виробництва клею з кісток.

Клей і желатин виварюють в автоклавах (дифузорах), сполуче­них у батареї по 3 — 6 шт.

Згідно з поширеним призначенням (виробництво клею) метод називають знеклеєнням кісток. У дифузорах кістка багатократно обробляється послідовно парою (для диспергування колагену) і розчином (гаряча вода, насичений бульйон) для видалення про­дуктів розпаду колагену.

Свіжу кістку в головному дифузорі обробляють парою низького тиску. Тиск пари в кожному наступному дифузорі поступово збі­льшують у міру знеклеєння кісток. У кожному дифузорі кістки заливають свіжою водою не менше ніж двічі. Бульйон (циркуля­ційна вода) у міру насичення перекачують у наступний дифузор з менш знеклеєною кісткою, оскільки найбільш концентрований бульйон надходить на свіжу кістку.

Цикл роботи дифузора складається з таких фаз:

Перших три розпарювання здійснюють під тиском 1,0...1,5-10⁵ Па, наступні два-три — 2-10⁵, останні — 3-10⁵ Па. Температура цир­куляційних вод 95 — 100 °С. Цикл одного дифузора триває 16 — 22 год, а у разі проведення обводнення в дифузорі — 9 — 28 год.

Залежно від кількості води, що заливається в дифузор, а також від її якості розрізняють дво-, триходову та інші схеми дифузії. Чим більше свіжої води, тим більший вихід клею і краще знекле- єння кісток. За недостатньо м’якої води використовують одноходо- ву схему дифузії. З підвищенням кількості дифузорів у батареї підвищується концентрація бульйону, що виходить з останнього дифузора, і вихід клею, однак погіршується його якість. Так, кон­центрація бульйону на виході з дифузійної батареї становить 18 — 20 %, за шестидифузійної — 12 %. Сировину в дифузор заванта­жують шнековим конвеєром. Щоб запобігти перевитратам пари, циркуляційну пару після розпарювання використовують для про­грівання води, що подається до дифузора.

Кількість свіжої води, тривалість розпарювання і настоювання підбирають, виходячи з якості сировини та її підготовки.

Залишок клею після виварювання з кісток називають парен­кою. Вихід паренки становить близько 80 % до маси полірованого шроту. Паренка містить до 60 % сухого залишку з вмістом 1 % азо­ту і 30 % фосфат-ангідриду і використовується для виробництва добрив або активованого вугілля.

Фракційно-батарейний (змішаний) спосіб виварювання полягає в тому, що один-два перших (нульових) бульйони зі свіжої кістки в кожному дифузорі отримують у вигляді фракцій, а зали­шок кісток знезолюють за способом послідовного насичення, з включенням дифузора в батарею. Бульйон від фракцій направ­ляють на виробництво технічного желатину.

Якісний технічний желатин отримують тільки тоді, коли пере­робляють добре знежирену і калібровану кістку (20 — 35 мм). Пе­ред знеклеєнням її замочують у чанах з водою за температури 10 — 14 °С протягом 20 — 24 год з дво-трикратною зміною води, після чого промивають у промивному барабані. Кістка після замочуван­ня має містити не менше ніж 35 % вологи. Щоб прискорити замо­чування, шрот обробляють гострою парою. Замочену і промиту кі­стку розпарюють не більше ніж 20 хв під тиском 1,5...2-10⁵ Па, на­стоюють при 90 — 100 °С протягом 30 хв. Бульйон, який отриму­ють, має концентрацію 3 — 4 %, в’язкість не нижче ніж 4 Па-с і становить до 35 % від загального виходу клею і желатину. Такий автоклавний спосіб виробництва желатину скорочує тривалість циклу в 8 — 9 разів і знижує собівартість продукції втричі.