СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРНОЙ ПУДРЫ Российский патент 1995 года по МПК C13F3/00 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к технологии получения сахарной пудры из сахара-песка и сахара-рафинада.

Известны способы получения сахарной пудры, предусматривающие измельчение сахара с добавлением или без нерастворимой в воде клетчатки сахарного тростника или пищевой древесины в количестве 1,6-4,5% в сахарную пудру, отделение крупных частиц сахара размером 125-150 мкм и возвращение их на повторное измельчение [1 и 2]
Недостатками известных способов являются то, что перед измельчением сахар не подсушивается, вследствие чего не обеспечивается получение пудры с равномерной степенью дисперсности частиц, а также то, что из общей массы пудры не удаляется наиболее взрывоопасная фракция пудры размером частиц менее 15 мкм, в пудру не вводятся влагопоглощающие компоненты, позволяющие сохранять длительное время ее сыпучесть.

Известен способ получения сахарной пудры, включающий измельчение сахара в сахарную пудру, добавление порошкообразной инвертазы (0,1 кг на 1,3 кг сахарной пудры), расфасовку смеси в полиэтиленовые пакеты, герметизацию пакетов [3]
Недостаток данного способа состоит в том, что сахар измельчается без предварительного подсушивания. Это способствует получению значительного количества крупных частиц сахарной пудры. Также из сахарной пудры не удаляются частицы размером менее 15 мкм, что при последующей работе с ней может привести к накоплению взрывоопасной критической массы тонкодисперсной сахарной пыли в воздухе производственных помещений, так как чем выше дисперсность сахарной пыли, тем ниже ее критическая масса в воздухе. Инвертаза дозируется в сахарную пудру по массе без учета ее гидролитической активности и не увлажняется в процессе катализа. В сахарную пудру не вводятся влагопоглощающие компоненты. Недостаточная сыпучесть пудры затрудняет смешивание ее с другими пищевыми компонентами, например с тертым какао, масло-какао при изготовлении шоколада и др.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ получения сахарной пудры, предусматривающий измельчение сахара влажностью не более 0,10% по дисперсности сахарной пудры, разделение ее на две фракции, смешивание товарной фракции с кукурузным крахмалом и расфасовку в тару [4]
Недостаток этого способа заключается также в том, что в процессе производства сахарной пудры возможно накопление взрывоопасной критической массы тонкодисперсной сахарной пыли в помещении. Кроме того, способ не позволяет предотвратить комкование сахарной пудры в течение дальнейшего ее хранения.

Цель изобретения заключается в уменьшении числа комков в сахарной пудре при ее хранении и поддержании стабильного качества, меньшей способности к комкованию и лучшей смешиваемости с другими компонентами.

Для достижения цели по предложенному способу получения сахарной пудры, предусматривающему измельчение сахара влажностью не более 0,10% по дисперсности сахарной пудры, разделение ее на фракции, смешивание с кукурузным крахмалом и расфасовку в тару, перед измельчением сахара его подсушивают до влажности 0,04-0,10% и смешивают с картофельным крахмалом влажностью 12-16% в количестве 0,5-2 к массе сахара, при этом разделение пудры осуществляют на три фракции: фракцию с размером частиц менее 15 мкм, товарную фракцию с размером частиц 15-125 мкм и фракцию с размером частиц более 125 мкм. Фракцию с размером частиц менее 15 мкм выводят из процесса, фракцию с размером частиц более 125 мкм возвращают на измельчение, а товарную фракцию сахарной пудры направляют на смешивание с кукурузным крахмалом, причем последний используют влажностью 8-11% в количестве 0,5-2% в смеси с ферментным препаратом, содержащим β-фруктофуранозидазу в количестве, эквивалентном гидролитической активности 4000-12000 ИА на 1 т сахара.

При анализе предложенного способа на соответствие критерию "изобретательский уровень" не обнаружены в источниках информации известные способы получения сахарной пудры, которые бы включали в себя его отличительные признаки. Предложенный способ отвечает указанному критерию.

Способ получения сахарной пудры заключается в следующем.

Сахар перед измельчением подсушивали до влажности 0,04-0,10% и смешивают в течение 1-3 мин с подсушенным до влажности 12-16% картофельным крахмалом в количестве 0,5-2,0% к массе сахара.

Высушивание сахара до влажности 0,04-0,10% и картофельного крахмала до влажности 12-16% необходимо для достижения равномерной дисперсноcти сахарной пудры, так как чем суше сахар, тем равномернее и тоньше степень дисперсности сахарной пудры.

Добавление картофельного крахмала, подсушенного до влажности 12-16% на стадии измельчения сахара-песка, обусловлено тем, что при измельчении кристаллов сахара освобождаются силы притяжения, с помощью которых частицы сахарной пудры и зерна крахмала образуют конгломераты. Тесный контакт крахмала с сахарной пудрой дает возможность поглощать зернами крахмала связанную воду из массы измельчаемого сахара. Связанная вода находится внутри кристаллов, а при их измельчении она освобождается и поглощается зернами влагоемкого крахмала. Обычно влажность воздушно-сухого картофельного крахмала составляет не более 20% а воздушно-сухого сахара 0,14%
Полученную смесь сахара и крахмала измельчают (размалывают) до дисперсности сахарной пудры и разделяют на три фракции: фракцию с размером частиц менее 15 мкм, товарную фракцию с размером частиц 15-125 мкм и фракцию с размером частиц более 125 мкм. Фракцию с размером частиц менее 15 мкм выводят из процесса, а фракцию с размером частиц более 125 мкм возвращают на измельчение. В товарную фракцию с размером частиц 15-125 мкм вводят смесь кукурузного крахмала, подсушенного до влажности 8-11% в количестве 0,5-2% к массе сахара и порошкообразного ферментного препарата, β -фруктофуранозидазы (инвертазы), с гидролитической активностью в количестве, эквивалентном 4000-12000 ИА (инвертазных единиц) на 1 т сахара, перемешивают в течение 2-5 мин и расфасовывают. Расход инвертазы в зависимости от активности составляет: дрожжевой 4-12 г, бактериальной 0,7-3 г на 1 т сахара.

Предварительное перед подачей в пудру смешивание малых количеств фермента и кукурузного крахмала дает возможность частицам фермента адсорбироваться на зернах крахмала и затем равномерно распределяться в массе сахарной пудры. Кроме того, кукурузный крахмал, подсушенный до влажности 3-11% (влажность воздушно-сухого крахмала не превышает 13%), легко адсорбирует влагу из воздушной среды, окружающей частицы сахарной пудры, и тем самым увлажняет фермент до оптимальной влажности, создавая благоприятные условия для реализации его гидролитической активности. В условиях достаточной влажности функциональные группы фермента вступают в соединение с субстратом, которым являются микродозы сахарозы, растворенной в пленке на кристаллах, и образуют промежуточные активированные комплексы "фермент-субстрат". Под действием фермента инвертазы сахароза в пленке превращается в инвертный сахар, затем комплекс распадается на фермент и моносахариды. Образовавшиеся из сахарозы моносахариды плохо кристаллизуются, поэтому препятствуют образованию кристаллизационных мостиков между частицами сахарной пудры, тем самым предотвращая их слипание (комкование).

Смешивание кукурузного крахмала и фермента с товарной фракцией сахарной пудры размером частиц 15-125 мкм необходимо для поглощения влаги из ее межкристального пространства.

Использование различных видов крахмала (картофельного и кукурузного) обусловлено тем, что средний размер зерен картофельного крахмала составляет 40-60 мкм, и этот крахмал при отделении фракции сахарной пудры с размером частиц менее 15 мкм с ними не удаляется, а остается в товарной фракции сахарной пудры с размером частиц 15-125 мкм, т.е. крахмал не теряется с отходами, а введение кукурузного крахмала со средним размером зерен 2-10 мкм, обладающих большой площадью поверхности и влажностью 8-11% обеспечивает удаление избыточной влаги из воздушной среды, окружающей частицы сахарной пудры.

Фракция пудры с размером частиц менее 15 мкм при ее накоплении в помещении до критической концентрации взрывоопасна. Поэтому ее удаление из процесса обеспечивает безопасность производства.

Способ подтвержден следующими конкретными примерами на сахаре-песке чистотой 99,7% с содержанием редуцирующих веществ 0,05% золы 0,03% цветностью 0,85 усл. ед. влажностью 0,14%
П р и м е р 1. 1000 г сахара влажностью 0,04% в течение 5 мин смешивают с 20 г картофельного крахмала влажностью 15,9% в течение 10 мин размалывают в лабораторной шаровой мельнице до дисперсности сахарной пудры, рассеиванием выделяют товарную фракцию с размером частиц 15-125 мкм и массой 700 г, добавляют к этой фракции предварительно приготовленную смесь, состоящую из 14 г кукурузного крахмала влажностью 11% и 0,01 г дрожжевой β -фруктофуранозидазы, инвертазная активность которой была 1500 ИА/г, перемешивают 5 мин, расфасовывают в двухслойный бумажный пакет и ставят на хранение при комнатной температуре на 35 сут. По истечении этого времени отбирают усредненный образец массой 100 г и определяют в нем влажность, цветность, массу комков в процентах путем просеивания пудры через сито с размером отверстий 125 мкм и взвешивания остатка на сите (за комки принимают частицы слипшейся пудры размером более 125 мкм каждая), содержание редуцирующих веществ, сыпучесть, заключающуюся в смешивании 25 г пудры и 25 г порошка какао, пропускании смеси через воронку с выходным отверстием диаметром 4 мм и фиксировании времени истечения ее в секундах. Результаты анализов приведены в таблице.

П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но сахар берут влажностью 0,10% добавляют к нему 5 г картофельного крахмала влажностью 12,1% размалывают, отделяют товарную фракцию пудры в количестве 700 г, смешивают ее с 3,5 г кукурузного крахмала влажностью 8% и с 0,005 г дрожжевой β-фруктофуранозидазы, смесь расфасовывают в двухслойный бумажный пакет и хранят в течение 35 сут. Результаты анализа представлены в таблице.

П р и м е р 3. (по способу-прототипу). 100 г сахара влажностью 0,04% размалывают в течение 10 мин в шаровой мельнице, рассеиванием выделяют фракцию пудры размером не более 100 мкм и массой 700 г, добавляют к ней 20 г кукурузного крахмала влажностью 14% перемешивают в течение 5 мин, расфасовывают в двухслойный бумажный пакет и ставят на хранение при комнатной температуре в течение 35 сут. После этого сахарную пудру анализируют. Результаты анализа даны в таблице.

Как видно из данных, приведенных в таблице, использование изобретения по сравнению с известным способом позволяет в 3-9 раз уменьшить количество комков в сахарной пудре, в 1,5 раза повысить ее сыпучесть, а следовательно, и смешивание с дpугими компонентами, в 2 раза снизить влажность после хранения. Сохранение сыпучести и хорошего качества сахарной пудры в течение длительного времени дает возможность расфасовывать ее не в полиэтиленовые пакеты, а в более дешевые бумажные пакеты. Исключается необходимость перед употреблением пудры измельчать ее комки, что обеспечивает безопасные условия труда (исключается возможность локальных взрывов пудры).

Применение: в пищевой промышленности, а именно при получении сахарной пудры. Сущность изобретения: перед измельчением сахара его подсушивают до влажности 0,04 0,10% и смешивают с картофельным крахмалом влажностью 12 16% в количестве 0,5 2% к массе сахара, при этом разделение пудры осуществляют на три фракции: фракцию с размером частиц менее 15 мкм, товарную фракцию с размером частиц 15 125 мкм и фракцию с размером частиц более 125 мкм. Фракцию с размером частиц менее 15 мкм выводят из процесса, фракцию с размером частиц более 125 мкм возвращают на измельчение, а товарную фракцию сахарной пудры с размером частиц 15 125 мкм направляют на смешивание с кукурузным крахмалом, причем используют последний влажностью 8 11% в количестве 0,5 2% и в смеси с ферментным препаратом, содержащим β фруктофуранозидазу в количестве, эквивалентном гидролитической активности 4000 12000 ИА на 1 т сахара. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРНОЙ ПУДРЫ, предусматривающий измельчение сахара влажностью не более 0,10% до заданной дисперсности, разделение ее на фракции, смешивание с кукурузным крахмалом и расфасовку в тару, отличающийся тем, что перед измельчением сахара его подсушивают до влажности 0,04 0,10% и смешивают с картофельным крахмалом влажностью 12 16% в количестве 0,5 2,0% к массе сахара, разделение пудры осуществляют на три фракции: фракцию с размером частиц менее 15 мкм,товарную фракцию с размером частиц 15 125 мкм и фракцию с размером частиц более 125 мкм, при этом фракцию с размером частиц менее 15 мкм выводят из процесса, фракцию с размером частиц более 125 мкм возвращают на измельчение, а товарную фракцию сахарной пудры с размером частиц 15 125 мкм направляют на смешивание с кукурузным крахмалом, причем используют последний с влажностью 8 11% в количестве 0,5 2,0% и в смеси с ферментным препаратом, содержащим β фруктофуранозидазу в количестве, эквивалентном гидролитической активности 4000 12000 ИА на 1 т сахара.