از پدی تا پودر: یک خط هوشمند برای کنسانتره، ایزوله و هیدرولیزات برنج

یک خط تولید پودر پروتئین با استفاده از برنج (برنج شکسته) به عنوان ماده اولیه، با محصولات اصلی شامل پودر پروتئین تغلیظ شده (RPC، ~60-75٪)، پودر پروتئین ایزوله (RPI، ≥ 90٪) و پودر پروتئین هیدرولیز شده (RHRP، وزن مولکولی<3 کیلو دالتون). این سه محصول یک پلتفرم "استخراج مرطوب + تصفیه چند مرحله ای" را به اشتراک می گذارند و فقط بین مراحل "عمق پالایش" و "هیدرولیز آنزیمی/خشک کردن" مسیرها را تغییر می دهند. نمودار فرآیند به شرح زیر است:

1. پیش تصفیه مواد اولیه
-تمیز کردن و حذف سنگ → جداسازی مغناطیسی → انتخاب رنگ، ناخالصی ها<0.1%
-مخزن خیساندن (آب داغ در دمای 50-55 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت) + حباب زدن و چرخاندن برای جلوگیری از فساد؛ مبدل حرارتی صفحه ای زمستانی، گرمایش چرخشی

2. آسیاب مرطوب و مایع سازی (جدا کردن نشاسته)
-آسیاب کلوئیدی (120-150 مش) → غلظت 18-22 درجه بومه
-پاشش دو مرحله ای با دمای بالا: مرحله اول 105-108 درجه سانتیگراد/10 دقیقه، مرحله دوم 120-130 درجه سانتیگراد/45 دقیقه؛ آلفا آمیلاز مقاوم در برابر دمای بالا 5 در هزار، مقدار DE 12-15
-سانتریفیوژ مارپیچی سه فازی: فاز سنگین (فیبر + نشاسته باقیمانده) → خوراک؛ فاز سبک (محلول قند) → شربت گلوکز تغلیظ شده فرعی؛ فاز متوسط، دوغاب غنی از پروتئین وارد خط پروتئین می شود

3. مسیر پودر پروتئین تغلیظ شده (RPC) - "یک غشا، یک خشک کردن"
-سانتریفیوژ دیسکی برای حذف الیاف ریز → اولترافیلتراسیون UF (5 کیلو دالتون) شستشوی چرخشی دو بار، محتوای جامد از 8٪ به 18٪ افزایش یافت
-خشک کردن با دسته لوله (0.4 مگاپاسکال، 15 دقیقه) + تبخیر سریع جریان هوا (لحظه ای 90 درجه سانتیگراد)، رطوبت ≤ 10٪
-آسیاب کردن تا 80 مش، پروتئین ≈ 65٪، خاکستر ≤ 4٪، بازده پودر ≥ 92٪

4. مسیر پودر ایزوله پروتئین (RPI) - "غشای دوتایی + سورفکتانت"
-دوغاب پروتئین را تا 10٪ رقیق کنید، یک سورفکتانت ترکیبی (HLB 8-20، 2 در هزار) اضافه کنید و در دمای 45 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت واکنش دهید تا چربی ها و رنگدانه های باقیمانده حل شوند
-شستشوی سیکلون 12 مرحله ای → پس از تنظیم فاز سنگین، استریل شده توسط میکروفیلتراسیون 0.1 میکرومتر → تغلیظ شده تا 25٪ جامد توسط نانوفیلتراسیون NF
-استریل کردن با اسپری (120 درجه سانتیگراد/4 ثانیه) → فیلتراسیون فشاری صفحه و قاب → رطوبت کیک فیلتر 45٪
-خشک کردن دو مرحله ای با جریان هوا و بستر سیال (دمای ورودی 160 درجه سانتیگراد، دمای خروجی 75 درجه سانتیگراد)، رطوبت ≤ 7٪؛ پودر فوق العاده ریز D90=15 میکرومتر، پروتئین نهایی ≥ 90٪، چربی ≤ 2٪، حلالیت (NSI) ≥ 75٪

5. مسیر RHRP - "هیدرولیز آنزیمی + اسپری"
-استفاده از پیش تصفیه با فشار بالا (500 مگاپاسکال، 25 درجه سانتیگراد، 30 دقیقه) برای باز کردن ساختار پروتئین
-پروتئاز کمپلکس (قلیایی: خنثی: تریپسین = 2:3:1، 0.1٪) را در pH 9.5 اضافه کنید، در دمای 50-55 درجه سانتیگراد به مدت 10-12 ساعت هیدرولیز کنید، با درجه هیدرولیز 18-22٪
-غیرفعال سازی آنزیمی در 90 درجه سانتیگراد → تغلیظ خلاء تا 20٪ جامدات → خشک کردن با اسپری (سانتریفیوژ، 180/75 درجه سانتیگراد)، رطوبت ≤ 4٪، پروتئین ≥ 93٪، پپتید<3 کیلو دالتون که 85٪ را تشکیل می دهد، مقدار تلخی کم، انحلال فوری در آب سرد

6. بخش مشترک پردازش و بسته بندی پس از پردازش
-غربالگری چند مرحله ای + تشخیص فلز (Fe ≥ 0.3 میلی متر) → بسته بندی محافظت از نیتروژن، O₂ ≤ 1٪
-کیسه های اتوماتیک، کیسه های کاغذی 25 کیلوگرمی و کیسه های کوچک فویل آلومینیومی 5 کیلوگرمی به موازات، که نیازهای مختلف خوراک، غذا و تغذیه ورزشی را برآورده می کنند

7. فناوری هوشمند و سبز
-PLC-SCADA برای کل فرآیند، با کنترل حلقه بسته آنلاین برای pH، دما و دبی های کلیدی؛ مدل هوش مصنوعی گره های تمیز کردن را پیش بینی می کند و مصرف آب CIP را 25٪ کاهش می دهد
-آب میعان تبخیر مجدداً برای خیساندن استفاده می شود، با مصرف انرژی جامع 620 کیلووات ساعت در تن پودر که 18٪ کمتر از فرآیندهای سنتی است
-از شربت فرعی و باقیمانده برنج برای تولید پودر گلوکز و فیبر غذایی استفاده می شود و به یک چرخه "بدون ضایعات" دست می یابیم

از طریق اتصال سه مرحله ای "جداسازی غشایی مایع سازی هیدرولیز آنزیمی"، یک خط تولید یکسان می تواند بین محصولات RPC/RPI/RHRP در عرض 30 دقیقه جابجا شود و یک راه حل تولید انعطاف پذیر پودر پروتئین با سود ناخالص بالا، چند سناریو و پایدار برای فرآوری عمیق برنج ارائه می دهد.