UA45752A - Спосіб отримання порошкоподібних продуктів з рослинної сировини - Google Patents

Abstract

Спосіб отримання порошкоподібних продуктів з рослинної сировини включає подрібнювання продукту, заморожування в рідкому азоті, вакуумне сублімаційне сушіння, що здійснюють до досягнення продуктом температури 20...30 °С при безупинному зменшенні тиску в камері. Вакуумне сублімаційне сушіння, для видалення зв'язаної і вільної вологи з продукту, проводять без додаткового заморожування і подрібнення в середовищі азоту. Отриманий із залишковою вологістю 2...5 % продукт подрібнюють у повітряному середовищі в дезінтеграторі-активаторі до розмірів часток 10...40 мкм. Далі проводять розфасування готового продукту.

Description

Опис винаходу

Спосіб відноситься до харчової промисловості, зокрема до способів сушіння без застосування тепла шляхом 2 заморожування і випару у вакуумі, і може бути використаний при одержанні порошків із рослинної сировини, в т.ч. лікарських трав, фруктів, ягід, овочів, пряно-ароматичних матеріалів.

Відомий спосіб переробки плодово-ягідної сировини, (А. с. Мо1220614 від 30.03.86, Бюл. Мо12 ), що включає подрібнювання продукту, заморожування в рідкому азоті, вакуумне сублімаційне сушіння і розфасовку у герметичну упаковку, заповнену інертним газом, де з метою підвищення біологічної і харчової цінності готового продукту, сублімаційне сушіння ведуть до досягнення продуктом температури 20...307С і вологості 0,1...0,0190 при безупинному зменшенні тиску з 1073...8 х 107Па до 107, а після сублімаційного сушіння додатково заморожують у рідкому азоті, подрібнюють у середовищі азоту до розмірів часток 1 - 5Омкм і сушать при тиску 103,,,107Па і температурі 20...302С.

Недоліками цього способу є: по-перше, те що КПД більшості сучасних подрібнювачів менше 3905, тобто майже вся енергія, що підводиться переходить в них у теплоту; по-друге те, що при кріоподрібненні в середовищі рідкого азоту спостерігається яскраво виражений процес утворення електричних зарядів, що веде до псування продукту (втрати біологічної і харчової цінності); по-третє спосіб потребує значних витрат азоту на вакуум сублімаційне сушіння продукту до досягнення їм вологості 0,1...0,0195, додаткове заморожування і кріоподрібнення.

В основу винаходу поставлено задачу підвищення біологічної засвоюваності і цінності готового продукту шляхом використання методів механсактивації та механохімії при зменшенні витрат азоту.

Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі, який передбачає подрібнювання продукту, заморожування в рідкому азоті, вакуумне сублімаційне сушіння, що здійснюють до досягнення ов продуктом температури 20...30"С при безупинному зменшенні тиску в камері і розфасовку готового продукту, згідно винаходу вакуумне сублімаційне сушіння, для видалення зв'язаної і вільної вологи з продукту, проводять « без додаткового заморожування і подрібнення в середовищі азоту, а отриманий із залишковою вологістю 2...590 продукт подрібнюють у повітряному середовищі в дезінтеграторі-активаторі до розмірів часток 10...40мкм.

Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом у наступному: сч зо Пропонується використовувати сублімаційне сушіння до отримання готового продукту з залишковою вологістю 2...596 без додаткового заморожування та подрібнення в середовищі азоту, а подрібнювання сублімованого т) продукту здійснювати в дезінтеграторі-активаторі. чн

Дезінтегратор дозволяє здійснювати активацію і гомогенізацію оброблюваного матеріалу; оброблення матеріалу за рахунок співударів його часток в діапазоні швидкостей зіткнень часток 145...200м/с. іс)

Подрібнювання відбувається доти, поки частки, що руйнуються, можуть подолати повітряний прикордонний « шар і одержати удар від обертових пальців ротора. Частки, що досягли граничних розмірів, захоплюються потоком повітря й обтікають пальці ротора. На цьому етапі істотну роль починають грати термічні ефекти за рахунок сил тертя. Однак цей процес не справляє негативного впливу на якість готового продукту: Незначними локальними підвищеннями температури в середовищі матеріалу, що подрібнюється, можна знехтувати, « 20 особливо при подрібнюванні сублімованих продуктів з низькою кінцевою вологістю - 2...5956, про що свідчить - с відсутність зареєстрованого розкладання вітамінів, поліфенольних сполук і інших біологічно активних речовин, що входять до складу готового продукту. :з» Оброблення матеріалів у дезінтеграторі дозволяє одержати високодисперсні порошки, що є основною умовою високої якості приготовлених на їхній основі соків, напоїв, концентратів, інших продуктів.

Ефективність дезінтеграторного подрібнювання перевірена на різних кріопродуктах рослинного походження їз (з яблук, моркви, топінамбура, смородини, цитрусових і т.п.).

Спосіб здійснюється наступним чином. Подрібнюють сировину (яблука, моркву, топінамбур, смородину, о цитрусові з цедрою чи без на часточки 2...5мм) і т.п., ії кладуть на піддон. Швидко заморожують шляхом -І зрошування рідким азотом (2 - З хвилини). Заморожений продукт поміщають у сублімаційну камеру.

Сублімаційне сушіння ведуть до залишкової вологості отриманого продукту 2...596 (контроль здійснюють о барометричним методом), починаючи його при тиску 103...8 х 107 і температурі мінус (25...30)С і

ІЗ закінчуючи при тиску 10 Па і температурі (20...30)2С.

Тривалість сублімаційного сушіння для забезпечення зазначеної вологості продукту залежить від виду сировини і ступеню попереднього подрібнювання і знаходиться в межах 5 - 7 годин (яблука - 5 годин, морква, топінамбур, цитрусові з цедрою /5мм/ - 6 годин, чорна смородина -7 годин).

Після закінчення сублімаційного сушіння тиск у камері підвищують до атмосферного шляхом введення » газоподібного азоту, відкривають камеру і отриманий продукт піддають подрібнюванню /-в дезінтеграторі-активаторі в повітряному середовищі при кімнатній температурі.

Приклад 1. Отримання кріопорошку з яблук. во Вихідна вологість яблук сорту Семеренко дорівнює 87,895. Відповідно до проведених раніше досліджень, при такій вологості температурний інтервал кристалізації вільної вологи знаходиться в межах від мінус (9 до 16)"С, температура сублімації становить мінус (2...0)"С. Ці параметри і були закладені в технологічний процес сублімації. Тривалість сублімації - 25Охв., залишкова вологість 4,3495. Через кожні ЗОхв. проводили виміри температури в сублімаційній камері на поверхні продукту й усередині його. 65 Отримані дані показують, що в процесі сушіння яблук температура в сублімаційній камері залишається в межах 16...18"С; різниця температур на поверхні шару яблук і усередині його складає до 5"С через те, що товщина пластинок незначна (2 - Змм). Таким чином, обраний режим сушіння дає можливість витягу вологи при невисокій температурі, що забезпечує придатність готового продукту для отримання з нього харчових добавок з високим вмістом біологічно активних компонентів. Підтвердженням служить хімічний склад яблук і отриманого порошку, наведений у таблиці 1. то тювият 11205 о твютк 0011105) й

Приклад 2. Отримання кріопорошку з моркви

Вихідна вологість моркви 73,695, тобто значно нижче аналогічного показника для яблук. Ця обставина обумовила ряд розходжень у технологічному процесі її сублімації. По-перше температура кристалізації вологи в моркві знижується до мінус (11...20)"С, температура сублімації знаходиться в межах мінус (6...2)"С. Текстура гр Моркви більш щільна, з великим вмістом клітковини, великим вмістом зв'язаної вологи. Тому видалення вологи в даному випадку йде повільніше, тривалість процесу збільшилася до 320хв. Процес закінчується при досягненні кінцевої вологості 5,290.

Аналіз отриманих даних показує, що для даної сировини процес сублімації завершується при температурі 25"С. Різниця температур на поверхні висушеного матеріалу й усередині його досягає 107С (для яблук 5"С ).

Вирівнювання температур середовища і матеріалу (усередині і на поверхні) досягається через 4 години, як і в першому випадку (з яблуками). Ці умови також цілком прийнятні для отримання кінцевого продукту високої « якості, що підтверджують дані, наведені в таблиці 2 см зо ю те мови! 14,09 ю з їй

Приклад З . Отримання кріопорошку з топінамбура.

Вихідна вологість топінамбура 79,4905. Бульби свіжі, не підв'ялені. Це свідчить про переважний вміст вологи « у вигляді вільної її частини, що підтверджується і результатами досліджень: кристалізація вологи починається 7 70 при мінус 9"С, а завершується при мінус 18"С. Тривалість сушіння до кінцевої вологості 4,995 складає З1ОХхв. с Сублімація проводиться при температурі мінус 4...4"С. Отримані дані показують, що в основному, зміна "з температурного режиму йде ідентично першим двом наведеним дослідам (яблука, морква). А саме: температура на поверхні шару топінамбура (скибочки товщиною до бмм) змінюється за тим же законом, що і температура усередині продукту - спочатку вона трохи падає (що свідчить, мабуть, про додаткове самозаморжування 75 матеріалу при внесенні його в сублімаційну камеру), а потім підвищується, досягаючи в кінці сушіння е температури повітря навколишнього середовища, тобто температури в сублімаційній камері. Ця температура не с перевищує 25"С, що забезпечує високу якість отриманого порошку. Порівняльні дані (таблиця 3) дають -1 можливість зробити висновок, що хімічний склад сухого матеріалу дещо відрізняється від складу вихідної сировини з точки зору збільшення частки розчинних легкозасвоюваних компонентів. с 50 їз »

С вн 05 05 60 Подрібнювання сублімованих продуктів проводили в повітряному середовищі при кімнатній температурі.

Седиментаційний аналіз зразків з різним ступенем оброблення показав, що в результаті триразового помелу доля часток розміром 10..4О0мкм складає більше 8095 загальної маси. Збільшення числа циклів помелу не привело до підвищення ступеню дисперсності часток. Це обумовлюється конструктивними особливостями дезінтегратора і, зокрема, існуванням навколо пальців ротора прикордонного повітряного шару, внаслідок чого 62 дрібні частки матеріалу захоплюються потоком повітря і уникають таким чином подальшого диспергування.

Таким чином запропонована технологія дає можливість не лише зберегти у готовому продукті практично повністю вітамін С, найбільш термолабільну природну сполуку, а й збільшити його реєстровану кількість за рахунок дезінтеграторного подрібнення, при якому руйнуються хімічні зв'язки між вітаміном С та

Високомолекулярними сполуками, завдяки чому вітамін С із зв'язаної форми переходить у вільну форму, що підвищує його біодоступність та засвоюваність живим організмом.

Прототип Запропонований спосіб

Субсушка я кріопомел Субсушка «х дезінтегратор 70 Вітамін С: 93,4...99,295 95...12095 при збереженні інших якісних показників продукту на рівні прототипу.

Витрати азоту на 1 об'єм сировини: заморожування 10 об'ємів 7 об'ємів кріоподрібнення 10 об'ємів -

Claims (1)

1. Формула винаходу Спосіб отримання порошкоподібних продуктів з рослинної сировини, який включає подрібнювання продукту, заморожування в рідкому азоті, вакуумне сублімаційне сушіння, що здійснюють до досягнення продуктом температури 20...30"С при безупинному зменшенні тиску в камері, розфасування готового продукту, який відрізняється тим, що вакуумне сублімаційне сушіння, для видалення зв'язаної і вільної вологи з продукту, проводять без додаткового заморожування і подрібнення в середовищі азоту, а отриманий із залишковою вологістю 2...5 96 продукт подрібнюють у повітряному середовищі в дезінтеграторі-активаторі до розмірів часток 10...40 мкм. « Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 4, 15.04.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і сч зо науки України. ІФ) у ІФ) «

   - . и? ЧК» 1 -і 1 Ко) 60 б5