使用切割装置生产明胶的方法与流程

本发明涉及一种使用切割装置生产明胶的方法及切割装置在明胶生产中的使用。本发明尤其适用于从猪皮及/或牛皮及/或鱼皮生产明胶。

背景技术：

1、明胶是半透明、无色、无味的食品成分，通常源自从动物身体部分获得的胶原蛋白。它在干时很脆，且在湿时很粘。它在已经过水解后也可被称为水解胶原蛋白、胶原蛋白水解产物、明胶水解产物、水解明胶及胶原蛋白肽。它通常用作食品、饮料、药品、药物及维生素胶囊、摄影胶片及纸张以及化妆品中的胶凝剂。

2、明胶通常源自动物材料，例如猪皮、牛皮或鱼皮。原料可通过用于提取胶原蛋白的不同固化、酸及碱过程来制备。这些过程可需要几个星期，且此类过程的差异会影响最终明胶产品的生产速度及质量。明胶通常通过从经预处理的原料提取，导致明胶溶解在水中来制备。依据明胶浓度，在冷却时所得原料将自然形成胶状物或凝胶。

3、虽然存在可将胶原蛋白转换为明胶的许多过程，但它们全部具有几个共同的因素。必须打破稳定不溶性胶原蛋白的分子间及分子内键，且必须打破稳定胶原蛋白螺旋的氢键。明胶的制造过程通常以预处理阶段开始。这里，为主要提取步骤制备原料，并移除可对最终明胶产品的物理化学性质有负面影响的杂质。此步骤涉及将动物材料切割成较小段，以改进处理的均匀性，特定来说以便允许较均匀的酶及化学处理。切割常规用刀或刀片完成，特定来说在原材料是动物皮或兽皮时。具有动物材料的较小区增加对稍后处理步骤的控制。

4、在接下来的步骤中，原料中的胶原蛋白被水解以形成明胶。接着，从水解混合物提取明胶，这通常是用热水或稀酸溶液作为多级过程来完成的。最后，执行细化及回收处理的选择，例如过滤、纯化、蒸发、灭菌、干燥、研磨及筛选，以从明胶溶液移除水，混合提取的明胶，并获得干燥、混合、研磨的最终产品。依据最终产品的要求，可增加额外的步骤到上述过程，或者可省略某些处理步骤。

5、在文献cn203683562u中描述此类常规切割方法的实例，其涉及具有分割输送机及多个圆盘切割器的皮分割机。当皮在输送机上方前进时，它被圆盘切割器切割成条。在cn104231943a中公开另一实例，其涉及制造明胶的方法，其中使用与切割机组合的圆形刀或水平刀将兽皮切割成小块。

6、发明人意识到，这些切割方法导致相对高的产出率损失，结果是较高的废水处理成本。特定来说，使用现有的切割方法似乎导致大量细小组织颗粒，这可在随后的处理步骤中被过度处理。平均来说，已知的切割方法似乎产生约5％到10％的小颗粒，所述小颗粒在明胶生产中损失。原材料尺寸的高度可变性影响处理，因为强处理将溶解小块，而较柔和的处理将无法处理大块。而且，大部分小颗粒将穿过洗涤器的滤网，其最终进入废水处理厂，大大增加了成本。

7、因此，需要一种切割动物材料的改进的方法来生产明胶。本发明提供此解决方案。

技术实现思路

1、本发明在第一方面涉及一种生产明胶的方法，其包括以下步骤：提供含有胶原蛋白的动物材料；用至少一个流体切割射流切割动物材料以形成动物材料段；水解动物材料段中的胶原蛋白以形成明胶；及分离明胶。

2、在第一方面的实施例中，切割步骤可包含稳定步骤，优选地压缩步骤，其允许在切割时将动物材料保持在适当位置。此稳定步骤防止由流体切割射流引起的动物材料的不必要移动，并确保动物材料段按期望被切割。优选地，动物材料被放置在用于切割的刚性材料，例如金属、金属合金、不锈钢上。更优选地，动物材料被放置在不锈钢带式输送机上。

3、本发明在另一方面涉及一种用于切割动物材料以生产明胶的流体射流切割装置，所述流体射流切割装置包括：第一带式输送机，其界定进料方向；至少一个固定流体射流切割头，优选地至少三个流体射流切割头，其经布置以提供固定流体切割射流；至少一个移动流体射流切割头，其经布置以提供移动流体切割射流，所述移动流体切割射流经布置以在第一带式输送机上实现第一速度分量，所述第一速度分量垂直于进料方向。

4、在另一方面的实施例中，流体射流切割装置进一步具备至少一个稳定组合件，所述稳定组合件经配置以固持或固定位于流体射流切割头下方的动物材料。流体射流切割头可为至少一个固定流体射流切割头及/或至少一个移动流体射流切割头。稳定组合件可连接到流体射流切割头。优选地，稳定组合件是压缩组合件，且更优选地其是压缩辊组合件。压缩辊组合件包含至少一个压缩辊，所述压缩辊具有与期望的切割方向成一直线的滚动方向。由于流体射流的方向通常在重力方向上，压缩强度由施加在动物材料上的总重量确定。稳定组合件(优选地压缩辊组合件)可包含重量固持器。重量固持器允许改变稳定组合件的总重量并依据动物材料的状况进行调整。例如，较厚的动物材料负载可需要较强压缩力来将材料保持在适当的位置。然而，如果压缩力太强，那么所述力可形成不希望的小部分的动物材料，这可降低产出率。

5、在优选实施例中，稳定组合件是含有安装在流体射流切割头的流体射流喷嘴的每一侧上的两个压缩辊的压缩辊组合件。这种双辊配置允许在流体射流切割头周围更稳定地固定动物材料。

6、在又另一方面，本发明涉及用于切割动物材料以生产明胶的流体射流切割装置的使用。在实施例中，动物材料被放置在用于切割的刚性材料，例如金属、金属合金、不锈钢上。更优选地，动物材料被放置在不锈钢带式输送机上。不锈钢带式输送机可呈金属丝网、穿孔带或任何其它形状的形式，其可形成具有张力的刚性表面。不锈钢带式输送机可包含一组齿轮，其机械连接到带，以确保在放置动物材料之处形成刚性及/或张力表面。

7、凭借本发明，减少材料损失，将获得更好的产出率，且将向废水处理厂递送更低的固体及cod(化学需氧量)。此外，鉴于常规刀片将随着时间而变钝，导致更多摩擦，及因此导致温度增加，使用流体切割射流来切割动物材料维持更恒定的过程参数。

技术特征：

1.一种用于生产明胶的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b.进一步包括用稳定构件稳定所述动物材料，优选地通过用至少一个压缩辊压缩所述动物材料，更优选地其中步骤b.进一步包括使用两个压缩辊压缩所述动物材料，所述两个压缩辊经布置以在其间具有至少一个流体切割射流。

3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，所述方法进一步包括使用所述至少一个移动流体射流切割头切割所述动物材料的步骤，所述至少一个移动流体射流切割头经布置以在所述第一带式输送机上沿所述进料方向提供具有第二速度分量的移动流体切割射流，所述第二速度分量大体上等于所述进料速度。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述方法进一步包括用流体射流切割装置切割所述动物材料，所述流体射流切割装置包括：第一带式输送机，其界定进料方向；至少一个固定流体射流切割头，其经布置以向所述第一带式输送机提供流体切割射流；第二带式输送机，其界定第二进料方向；及至少一个固定流体射流切割头，其经布置以向所述第二带式输送机提供流体切割射流，

6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述流体切割射流包括研磨材料，其中优选地所述研磨材料包括固体食品级材料。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述动物材料是动物皮，优选地猪皮、牛皮或鱼皮。

8.一种用于切割动物材料用于生产明胶的流体射流切割装置，所述流体射流切割装置包括：

9.根据权利要求8所述的流体射流切割装置，其中所述流体射流切割装置进一步包括至少一个稳定组合件，优选地压缩辊组合件，其经配置以在所述至少一个固定流体射流切割头及/或所述至少一个移动流体射流切割头下方压缩所述动物材料。

10.根据权利要求8或9所述的流体射流切割装置，其中所述至少一个压缩辊组合件包括位于所述固定或移动流体射流切割头的流体射流喷嘴的两侧上的两个压缩辊。

11.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的流体射流切割装置，其中所述第一带式输送机进一步包括具有多个开口的带、具有多个开口的底座，及/或

12.根据权利要求8所述的流体射流切割装置，其中所述第一带式输送机经布置以在所述进料方向上实现进料速度，且其中所述至少一个移动流体射流切割头经布置以在所述第一带式输送机上方对角移动，所述移动流体切割射流在所述第一带式输送机上具有第二速度分量，其沿着所述进料方向等于所述进料速度。

13.根据权利要求8到12中任一权利要求所述的流体射流切割装置，其中所述流体射流切割装置进一步包括经由第一及第二垂直连接部件连接的第一及第二连接臂，所述第一及第二垂直连接部件经配置以允许所述流体射流切割头在垂直方向上移动。

14.根据权利要求8到13中任一权利要求所述的流体射流切割装置，其中所述流体射流切割头经布置以在所述流体切割射流中引入研磨材料，优选地其中所述研磨材料包括固体食品级材料。

15.一种根据权利要求8到14中任一权利要求所述的流体射流切割装置用于切割动物材料以生产明胶的用途。

技术总结本发明涉及一种生产明胶的方法，所述方法包括以下步骤：提供含有胶原蛋白的动物原料；用至少一个流体切割射流切割所述动物材料以形成动物材料段；水解所述动物材料段中的所述胶原蛋白以形成明胶；及分离所述明胶。本发明还涉及一种流体射流切割装置及流体射流切割装置在明胶生产中的使用。本发明尤其可用于从猪皮及/或牛皮及/或鱼皮生产明胶。技术研发人员：D·R·弗朗西斯奎尼,G·A·维霍克受保护的技术使用者：泰森德洛集团公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1