Verwerking van insecteneiwitmeel en lipiden: natte destructie
Procesoverzicht
Natte-destructiesystemen van Alfa Laval: de feiten
De belangrijkste stappen in een natte-destructieproces zijn
- Voorbereiding van grondstoffen
- Verhitting van de grondstof
- Scheiding van lipiden, eiwitten en stickwater in een decanteercentrifuge
- Zuivering van de lipiden in een centrifugaalseparator
- Terugwinning van oplosbare eiwitten uit het stickwater in een verdampingssysteem
- Einddroging van oplosbare en onoplosbare eiwitten in een droger
- Verwerkingscapaciteit: vanaf 400 kg/u
- Zuiverheid van lipiden: >99%
- Insectenmeel: <10% lipiden en laag vochtgehalte >
- Maximale verwerkingstemperatuur: 95°C (203°F)
- Bewaartijd: ≥ 2 min
- Benodigd vloeroppervlak: 260 m2 (1-5 t/u)
Voorbereiding en verhitting van de grondstof
Als grondstof kunnen verschillende insecten worden gebruikt, waarvan de meest voorkomende larven van de zwarte soldaatvlieg, krekels en meelwormen zijn. In de eerste verwerkingsstap wordt de grondstof in kleine stukjes gesneden om de verpompbaarheid te verbeteren en de verwerking in de volgende verhittings- en scheidingsfasen te vergemakkelijken.
Daarna wordt de grondstof op twee manieren verhit:
1. Stoominjectie
Hier wordt de stoom rechtstreeks in de grondstof geïnjecteerd in een DSI-verwarmer, terwijl het product voortdurend wordt geroerd terwijl het door de eenheid beweegt.
Stoominjectie is een efficiënte methode om de grondstof te verhitten, waarvoor slechts enkele minuten nodig zijn. De korte verhittingstijd minimaliseert de thermische impact op het product, wat de kwaliteit van het eindproduct ten goede komt. Bovendien helpt de geïnjecteerde stoom de aangroei te verminderen en de lipiden uit de larvenpuree te spoelen, waardoor het vetgehalte in het eindmeel daalt.
2. Indirecte verhitting
Bij indirecte verhitting wordt de larvenpuree verhit in een warmtewisselaar van Alfa Laval Contherm met geschraapt oppervlak zonder direct contact met de stoom. De verhitting is in slechts enkele minuten voltooid, en roterende bladen in de warmtewisselaar roeren de puree voortdurend om een hoog thermisch rendement te garanderen. De roterende bladen helpen ook om vervuiling van het binnenoppervlak te minimaliseren, waardoor de bedrijfstijd wordt verlengd.
Stoominjectie vergelijken met indirecte verhitting
Het belangrijkste verschil tussen stoominjectie en indirecte verhitting is dat de stoom bij indirecte verhitting nooit in contact komt met het product. Bij gebruik van stoominjectie wordt extra water toegevoegd, dat moet worden verwijderd in de verdampingsfase, waardoor zowel de water- als de energiekosten toenemen, wat bij gebruik van indirecte verhitting wordt vermeden.
Een tweede belangrijk voordeel is dat een eenheid van Contherm hygiënischer is dan een DSI-verwarmer, waardoor u kunt voldoen aan de eisen in de strengste normen.
Een voordeel van stoominjectie is dat de CAPEX lager zijn, en de scheiding van de lipidenfractie efficiënter is, wat leidt tot een hogere lipidenopbrengst en een lager lipidengehalte in het insectenmeel.
Beide methoden leveren een aanzienlijk hogere productkwaliteit op dan droge destructie, aangezien het product tot een lagere temperatuur wordt verhit en veel korter aan hitte wordt blootgesteld. Neem contact met ons op voor een gesprek over welke methode het beste bij uw behoeften past.
Scheiding van lipiden, eiwit en stickwater
Na verhitting wordt de puree gescheiden in drie fracties in één of twee decanteercentrifuges:
- Eiwitten (vaste stoffen)
- Lipiden (vloeibare stoffen)
- Stickwater (water met oplosbare eiwitten)
Door een speciale configuratie van de decanteercentrifuge, die het gebruik van een diep bassin mogelijk maakt, is de scheidingseffectiviteit in een Alfa Laval Foodec-decanteercentrifuge zeer hoog. Het lage watergehalte in de vaste fractie na de scheiding vermindert het energieverbruik in de daaropvolgende droogfase, en dus ook de energiekosten en de investeringskosten voor de droger en de ketel. Het lage vetgehalte van het insectenmeel verhoogt de marktwaarde en uw winstgevendheid.
De effectieve scheiding betekent ook dat de lipidenfractie direct na de decanteercentrifuge zeer schoon is, wat betekent dat de downstreamcentrifugaalseparator kleiner kan zijn, wat resulteert in lagere CAPEX en OPEX.
De decanteercentrifuge kan worden uitgerust met een volautomatisch CIP-reinigingssysteem voor een snelle en eenvoudige reiniging van zowel de binnen- als de buitenkant.
Zuivering van de insectenlipiden
De lipidenfractie wordt gezuiverd in een separator, waarbij fijne vaste stoffen en restwater uit het product worden verwijderd.
Onze Clara- en AFPX-separators kan de insectenlipiden volgens de hoogste normen zuiveren, en ook het lipidengehalte in het stokwater verlagen om de waarde van de bijproducten te verhogen. Dankzij het uitzonderlijke scheidingsvermogen bevatten de verwerkte lipiden een minimum aan vocht, wat resulteert in een hogere marktwaarde en een lange houdbaarheid.
De separators van Alfa Laval worden gekenmerkt door voorzichtige productbehandeling, uitstekende corrosieweerstand, uitstekende hygiëne en lage bedrijfskosten.
Terugwinning van eiwit uit stickwater
Het stickwater wordt naar een verdampingssysteem gestuurd waar het water wordt verwijderd en het oplosbare eiwit wordt geconcentreerd. Aangezien 10-15% van het totale eiwitgehalte zich in het stickwater bevindt, is de terugwinning ervan van grote invloed op het totale rendement van het proces. De oplosbare eiwitten hebben een betere verteerbaarheid dan de eiwitten in de vaste stofstroom, dus door ze terug te winnen neemt de verteerbaarheid van het eindmeel toe.
Concentratie van het stickwater betekent ook dat er minder afvalwater moet worden verwerkt, en dat het afgescheiden water kan worden gerecycleerd en hergebruikt, waardoor het totale waterverbruik daalt.
AlfaVap- en AlfaFlash-plaatverdampingssystemen van Alfa Laval zijn ideaal voor het concentreren van insectenstickwater. AlfaVap is bedoeld voor processen met een lage tot gemiddelde vervuiling en AlfaFlash is voor toepassingen met een hoge vervuiling.
Ze zijn beschikbaar in meerdere configuraties en werken op:
- Stoom
- Stoom met een thermische damprecompressor,
- Elektriciteit met een mechanische damprecompressor
- Restwarmte van de droger, waardoor een ketelbesparing tot 100% mogelijk is
Het verdampingssysteem van Alfa Laval omvat vaak verschillende verdampingsfasen (of -effecten) voor een efficiënt hergebruik van energie, waardoor het energieverbruik tot een minimum wordt beperkt.
AlfaVap- en AlfaFlash-verdampers kunnen meer geconcentreerde productstromen aan dan de meeste andere verdampingssystemen, waardoor u het stickwater meer kunt concentreren en daardoor de belasting van de droger kunt verlagen, wat leidt tot aanzienlijke energiebesparingen.
AlfaVap en AlfaFlash zijn zeer flexibele systemen die eenvoudige uitbreidingen mogelijk maken, hetzij door het toevoegen van nieuwe cassettes in de platenwarmtewisselaar, hetzij door volledige effecten. Bovendien maakt het hoge thermische rendement de systemen zeer compact, waardoor de installatiekosten dalen.
Einddroging van het insectenmeel
De vaste stoffen uit de decanteercentrifuge en het geconcentreerde stickwater uit de verdamper worden gemengd en gedroogd in de droger.
Er kunnen verschillende droogtechnologieën worden gebruikt. Voor deze toepassing worden gewoonlijk schijfdrogers, wervelbeddrogers of luchtdrogers gebruikt.
Het gebruik van een schijfdroger maakt het mogelijk de afvalwarmte in de verdamper te hergebruiken, waardoor de exploitatiekosten dalen. Schijfdrogers zijn echter niet geschikt voor levensmiddelen.
Verwerkingssystemen voor insectenmeel
Wij bieden complete natte-destructiesystemen in alle maten, van pilot tot volledige productie, en voor alle soorten insecten.
Onze deskundigen op het gebied van eiwitverwerking hebben jarenlange ervaring in het ontwerpen van systemen voor eiwitweergave en het optimaliseren ervan op component-, module- en systeemniveau. Neem in een vroeg stadium van uw project contact met ons op voor waardevol advies bij het selecteren van apparatuur of het ontwerpen van uw proceslijn.