HU200703B - Method for drying vegetal or animal materials - Google Patents

Description

Találmányunk tárgya eljárás növényi vagy állati anyagok szárítására oly módon, hogy ezeket az anyagokat — előnyösen körfolyamatban vezetett - gázárammal hozzuk érintkezésbe és az elválasztandó vizet elvezetjük.

Különböző módszerek ismertek állati és növényi anyagok tárolhatóságának nedvességelvonás útján történő biztosítására.

Ginzburg „Szárítás az élelmiszeriparban (Műszaki Kiadó, Budapest, 1968) című szakkönyvének 166-167. és 138-139. oldalán az ismert szárítóberendezéseket és víztelenítési módszereket általánosan ismertették. Az áttekintő jellegű szakkönyvben előnyös eljáráskőrülményeket (pl. előnyösen felhasználható szárítószereket, hőmérséklet-értékeket és nyomástartományokat) nem írtak le.

Ezen eljárások egyik klasszikus képviselője a forrólevegős szárítás.

Sok érzékeny növényi és állati anyag azonban a szokásos szárítási eljárások során károsodást szenved; ezeket az anyagokat termikus és oxidatív hatások érik és denaturálják azokat. A szokásos szárítási eljárásoknál a magas hőmérséklet, oxigén és vízgőz hatására egy sor nemkívánatos mellékreakció elkerülhetetlenül bekövetkezik. így pl. sok élelmiszernél „kozmás szag lép fel, a sejtszerkezet károsodik, enzimatikus és oxidatív lebomlási reakciók játszódnak le, az aromaanyagok lebomlanak vagy más anyagokkal reagálnak, észterek elszappanosodnak.

Sokfajta anyag (pl. friss gyümölcsök, friss zöldségféleségek vagy kagylós állatok húsa) jelen ismereteink szerint sem forrólevegős szárítással, sem vákuumban végzett fagyasztvaszárítással nem szárítható minőségromlás nélkül.

A fenti hátrányok kiküszöbölésére számos kísérlet történt.

A 4.251.923. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint élelmiszereket (pl. főzelékféleségeket, gyümölcsöket, gabonaféleségeket vagy húst) vákuumszárításból és száraz gázárammal végzett szárításból álló műveletek kombinációjának vetnek alá. A keringetett gázáramot (pl. nitrogént vagy szén-dioxidot) adszorpciós rétegen vezetik át, amely a vízgőztartalmat és egyidejűleg az anyagból elillanó aromaanyagokat is megköti; az aromaanyagok azután folyékony alakban ismét felszabadühatók és visszavezethetők.

A gázáram hőmérséklete 10 °C és 50 ’C közötti érték. Általában atmoszférikus nyomáson dolgoznak, a gáz azonban alacsonyabb vagy magasabb nyomáson is felhasználható. A fent ismertetett eljárás sikeres elvégzése szempontjából azonban a vákuumszárítás és gázárammal történő szárítás kombinálása meghatározó jelentőségű és ez a két művelet váltakozva vagy egyidejűleg alkalmazható; a vákuumszárítás során ügyeim kell arra, hogy az anyag ne fagyjon meg.

A 2.921.701. sz. német szövetségi köztársaságbeli kőzrebocsátási iratban anyagok keringetett gázzal történő kezelését írják le. Az ismertetett kezelés célja nem szárítás, hanem élelmiszerek tárolása bizonyos tartányokban (pl. kirakatban, tárolópultokon). Az eljárás kíméletes körülmények között elvégzendő szárításra egyébként alkalmatlan, minthogy a kezeléshez felhasznált gáz vízgőzt és adott esetben levegőt tartalmaz.

A WO 86/01686. közzétételi számú PCT-bejelentésben ismertetett eljárás szerint növényi termékek szárítása oly módon történik, hogy ezeket az anyagokat meleg levegővel kis víztartalomig szárítják, majd lényegében oxigénmentes atmoszféra alatt tárolják. Minthogy érzékeny anyagok esetében a minőségromlás már a meleg levegővel történő szárításkor bekövetkezik, ez az eljárás oxigénnel szemben érzékeny anyagok szárítására nem alkalmas.

A 3511.671. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban élelmiszerek víztelenítésére közölt eljárás során a vákuumban vagy forró levegővel végzett szárítást az anyag dinitrogén-monoxiddal történő kezelésével kombinálják. A dinitrogén-monoxidot kb. 1,5 és 2,4 bar közötti nyomáson alkalmazzák, adott esetben nitrogénnel vagy más inért gázokkal képezett elegy alakjában. A dinitrogén-monoxid más gázokkal képezett elegyeinek felhasználása esetén a kezelési idő meghosszabbodik. Az eljárás sikere a dinitrogén-monoxidnak az élelmiszerekre kifejtett különleges hatására vezethető vissza.

Találmányunk célkitűzése, eljárás kidolgozása víznek a fent ismertetett növényi és állati anyagokból történő elválasztására az érzékeny anyagok egyszerű és nem költséges, minőségromlással nem járó kezelése útján.

Találmányunk értelmében a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy gázként szén-dioxidot vagy szén-dioxid és nitrogén elegyét alkalmazzuk, 30 ’C és 80 ’C közötti hőmérsékleten, és 1 bar és 30 bar közötti nyomáson.

A felhasznált szén-dioxid vagy szén-díoxid/nitrogén elegy az anyagban lejátszódó kémiai, enzimatikus vagy más nemkívánatos reakciókat megakadályozza, illetve csökkenti. Szén-dioad/nitrogén elegyek esetében a nitrogéntartalom legfeljebb 80%, előnyösen legfeljebb 50%, különösen előnyösen kb. 20%. Előnyösen szén-dioxidot alkalmazhatunk.

A kívánt eljárás-hőmérsékletet a gáz melegítésével vagy sugárzó vagy konvekciós hővel biztosítjuk. A gáznyomást az általában zárt rendszerben a bevezetett gáz vagy gázelegy nyomása szabályozza.

A kezelési hőmérséklet kevésbé érzékeny anyagok esetében általában 30-80 ’C, míg a legtöbb érzékeny anyag esetében 30-50 ’C. E tekintetben az eljárás alkalmazási területétől függően az anyag kímélése és az elválasztási művelet sebessége közötti kompromisszumra kell jutni. Célszerűen járhatunk el oly módon, hogy a hőmérsékletet a vízelválasztási művelet alatt változtatjuk. Az eljárás előnyös foganatosítás! módja szerint kezdetben magasabb hőmérsékletet alkalmazva a lehető legnagyobb vízmennyiséget gyorsan elválasztjuk, majd a maradék nedvességtartalmat a lehető legkíméletesebb körülmények között távolítjuk el.

Az eljárás során előnyösen a tartomány felső részébe tartozó nyomáson dolgozhatunk, minthogy magasabb nyomáson a gázáram egységnyi térfogatra vonatkoztatva minden komponensből — vízgőzből is — többet tartalmaz és ezáltal a hő- és

-2HU 200703 Β anyagtranszport erősödik. A nyomásálló berendezések költségessége miatt előnyösen közepes nyomásokon dolgozhatunk. A találmányunk szerinti eljárást célszerűen 16 bar-ig terjedő nyomáson, előnyösen 2-10 bar nyomáson, különösen előnyösen

2-6 bar nyomáson hajthatjuk végre.

A víz eltávolításához szükséges időtartam 1-48 óra, előnyösen 4-24 óra.

Költségmegtakarítási okokból a gázáramot előnyösen keringetjük és a felvett vizet a körfolyamat megfelelő helyein leválasztjuk A leválasztást hűtéssel és/vagy fesztelenítéssel végezhetjük el; utóbbi módszert elsősorban nagyobb nyomáson végzett eljárás során alkalmazhatjuk, minthogy ily módon a gáz egyszerű fúvókákbán lehűthető és a kondenzált víztől elválasztható. A gáz ezután összenyomás útján ismét felmelegíthető.

A víz a keringetett gázból adszorber segítségével is felvehető.

A gázáram keringetésekor előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a felvett vizet tartalmazó gáznak csupán egy részét vetjük alá az elválasztási műveleteknek. Ezáltal a gáznak a kezelendő anyagon való átáramoltatási sebessége nő és a gáz több vizet képes felvenni.

A találmányunk szerinti eljárásnál felhasználható anyagok közül pl. a gyümölcsöket, zöldség- és főzelékféleségeket, gombákat, bogyós gyümölcsöket, gumós növényeket, gabonaféleségeket, mogyoróféleségeket, szőlőt, káposztát és más növényeket vagy gyümölcsöket, továbbá melegvérű állatok, halak, kagylós és lágytestű állatok húsát és sejttartalmú részeit, továbbá mikroorganizmusok sejttartalmú részeit vagy egyéb sejtanyagokat alkalmazhatunk.

A fentemlített érzékeny anyagok esetében meglepő módon azt találtuk, hogy minőségromlás nem következik be. Az oxidációs és enzimatikus lebomlási reakciók még magasabb hőmérsékleten (kb. 50 ’C-on) is gyakorlatilag teljesen háttérbe szorulnak. A fenti magasabb hőmérsékleten gyorsan bekövetkező száradás ellenére rendkívül meglepő módon nem tapasztaltunk sejtroncsolással összefüggő minőségromlást. A szárított anyagok aromaveszteség és a természetes íz romlása nélkül tárolhatók és újrahidratálhatók. A külső rétegek megkeményedése sem figyelhető meg.

A találmányunk szerinti eljárást a végrehajtására alkalmas berendezés ismertetése kapcsán az alábbiakban részletesen ismertetjük. A mellékek rajzra hivatkozunk, amelyen a berendezést sematikusan ábrázoljuk.

Az -1- kondicionáló tartályban a gázáram áramlási irányában helyezkednek el egymás felett a -2lyuggatott lemezek. A rajzon feltüntetett kiviteli alaknál a száraz védőgáz az -1- kondicionáló tartály alsó részén áramlik be és a felvett vízgőzzel együtt a felső oldaton távozik; a -2- lyuggatott lemezek vízszintesen a védőgáz áramlási irányára merőlegesen egymás felett helyezkednek el.

A szárítandó anyag—a rajzon sematikusan ábrázolt módon—a -2- lyuggatott lemezeken helyezkedik el oly módon, hogy a -2- lyuggatott lemez nyílásain átmenő gáz a szárítandó anyagon áthalad.

A védőgázáram a -3- keringető vezetéken szárazon halad át és az -1- kondicionáló tartályban való belépés előtt a -10- fűtés a kívánt kondicionáló hőmérsékletre melegíti. A gáz az -1- kondicionáló tartályba a -4- belépési helyen lép be, az anyag felületéről elvezeti a vízgőzt és az -1- kondicionáló tartályt vízgőzzel telítve az -5- kilépő helyen hagyja el. A vízgőztartalmú védőgázáram a -3- keringető vezetéken keresztül a -6- vízelválasztóba kerül, ahol a -8- füvókán keresztül fesztelenítjuk. Az ekkor bekövetkező lehűlés hatására a víz a -6- vízelválasztó belső falán kondenzálódik; a -6- vízelválasztót megfelelő időpontokban a -7- vízleeresztő csapon keresztül ürítjük ki.

A fesztelenített és a magávalragadott vízgőz nagy részétől megszabadított védőgázáramot a -6vízelválasztóból a -9- szivattyú szívja ki és nyomja össze; a gáz ekkor felmelegszik. A védőgázáramot ezután a -9- szivattyú a -3- keringető vezetéknek az -1- kondicionáló tartályba vezető részébe nyomja és a védőgázáram itt ismét vízgőzt vesz fel.

Eljárásunk további részleteit az alábbi példában ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példára korlátoznánk.

Példa

Álló, hengeres, 1 m átmérőjű és 1,5 m magasságú, az alsó részben központi gázbevezetőt tartalmazó kondicionáló tartályban darabos árú befogadására 5, egymás felett elrendezett lyuggatott lemez helyezkedik el. A tartályba a szárítandó anyagot betöltjük, majd a tartályt fedelével nyomásállóan lezárjuk, gázzal előbb átöblítjük, majd nyomás alá helyezzük. Egy gázvezeték a fedéltől fesztelenítő tartályba torkolló fúvókához vezet; a fesztelenítő tartály segítségével a fesztelenítés során lehűlt elegyből az elvezetésre kerülő kondenzátumot és a gázt egymástól elválasztjuk. A gázvezeték innen kompresszorhoz vezeL súrol a gáz a kondicionálást hőmérsékletre felmelegszik. A szárított gáz ezután a kondicionáló tartály alján levő bevezetőn keresztül a körfolyamatba visszakerül, a szárítandó terméken átáramlik és annak nedvességtartalmát felveszi.

A fent ismertetett berendezésben 150 kg finomra vagdalt főzött sertéshús 70 ’C-on 6 óra alatt 8 bar nyomáson és 500liter/perc kompresszorszívó-teljesítmény mellett szén-dioxid és nitrogén 1:1 arányú elegyével szárítható.

100 kg aprított friss paprikadara szén-dioxiddal 50 ’C-on és 4 bar nyomáson kb. 24 óra alatt különösen kíméletes körülmények között szárítható.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás növényi vagy állati anyagok szárítására, ezen anyagok—előnyösen körfolyamatban vezetett — gázárammal történő érintkeztetóse és az elválasztandó víz elvezetése útján, azzal jellemezve, hogy gázként szén-dioxidot vagy szén-dioxid és nitrogén legfeljebb 80% nitrogént tartalmazó elegyét alkalmazzuk, 30 ’C és 80 ’C közötti hőmérsékleten, és 1 bar és 30 bar közötti nyomáson.
2. 2. Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárást 30-50 ’C-on végezzük el.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőmérsékletet a szárítás alatt változtatjuk.

   -3HU 200703 Β
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárást 16 bar értékig terjedő, előnyösen 2-10 bar, különösen előnyösen 2-6 bar nyomáson végezzük el.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a távozó gázt kondenzátoron és/vagy adszorberen vezetjük át.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gázáramot kondenzá6 torban és/vagy adszorberben lehűtjük, illetve fesztelenítjük.
7. 7. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyagot a gázzal való érintkezés alatt külön felmelegítjük.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyagon 1-48 órán — előnyösen 4-24 órán — keresztül áramoltatjuk át a gázt.