СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК A23L3/05 

Изобретение относится к технологии стерилизации жидких и пастообразных пищевых продуктов при комбинированном воздействии тепла и ультразвука.

Известен способ стерилизации жидких пищевых продуктов, предусматривающих создание потока продукта пленочного режима течения в поле центробежных сил, его турбулизацию и генерирование в нем ультразвуковых колебаний путем подачи в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковых потоков пара в условиях, обеспечивающих конденсацию пара в пленке продукта (Квасенков О. И. , Тюрина С.Б. Пути развития техники и технологии стерилизации // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная промышленность, 1996, вып. 1, с. 1 - 6).

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость, связанная с необходимость прогрева потока продукта до температуры инактивации нативных ферментов для исключения ферментативных изменений в стерильном продукте.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стерилизации пищевых продуктов, включающий создание потока продукта, его турбулизацию механическими средствами и обработку в поле СВЧ и поле ультразвуковых колебаний при передаче последних потоку продукта от внешнего источника (Губиев Ю.К. Научно-практические основы технологических процессов пищевых производств в электромагнитном поле СВЧ. Автореферат дис. ... д.т.н. - М.: МТИПП, 1990, с. 29 - 30).

Этот способ позволяет инактивировать нативные ферменты до уничтожения микрофлоры, но в стерильном продукте происходит накопление 5-оксимкетилфурфурола или иных продуктов термодеструкции или полимеризации нативных питательных веществ стерилизуемого пищевого продукта вследствие его перегрева.

Техническим результатом изобретения является достижение стерильности продукта в условиях полной инактивации нативных ферментов при отсутствии температурных превращений питательных веществ обрабатываемого продукта.

Этот результат достигается тем, что в способе стерилизации пищевых продуктов, включающем создание потока продукта, его турбулизацию и обработку в поле СВЧ и поле ультразвуковых колебаний, согласно изобретению потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а его турбулизацию и генерирование ультразвуковых колебаний осуществляют путем подачи в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковых потоков пара в условиях, обеспечивающих конденсацию пара в пленке продукта.

Это позволяет создать соотношение мощностей тепловыделений в продукте и ультразвуковых колебаний, обеспечивающих гибель микрофлоры и инактивацию нативных ферментов без термических изменений питательных веществ.

Способ реализуется следующим образом.

Поток жидкого или пюреобразного пищевого продукта подают в поле центробежных сил, создавая пленочный режим течения. Внешним источником создают поле электромагнитных колебаний сверхвысоких частот в зоне течения пленки продукта. Одновременно потоки пара разгоняют до сверхзвуковых скоростей и подают в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил. На выходе из подающих каналов происходит турбулентный срыв потоков пара, сопровождающийся образованием и схлопыванием в пленке продукта кавитационных полостей. Если сверхзвуковым потоком пара была создана закрепленная структура, то на некотором участке траектории до дробления на отдельные пузырьки потоки имеют бочкообразную форму и создают регулярные скачки уплотнений в узлах бочек. За счет адиабатного расширения на выходе из подающих каналов и теплообмена с обрабатываемым продуктом пузырьки пара охлаждаются и конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей. Перемещение пара в пленке продукта сопровождается образованием спутных потоков продукта, то есть обеспечивает турбулизацию течения потока продукта. В результате в пленочном турбулентном потоке создаются ультразвуковые колебания, воздействующие на микрофлору одновременно с полем СВЧ внешнего источника.

Поле СВЧ вызывает одновременный разогрев продукта и клеточного содержимого микрофлоры. Ультразвуковые колебания, генерируемые непосредственно в обрабатываемом продукте, в меньшей степени, чем вводимое от внешнего источника, подвержены диссипации в технологическом оборудовании или интерференции генерируемых и отраженных волн вследствие неупорядоченного возникновения и схлопывания кавитационных полостей по всему объему продукта. Столь же равномерный нагрев продукта и микрофлоры в поле СВЧ приводит к усилению синергетического воздействия ультразвука и нагрева на микрофлору. В результате инактивация нативных ферментов продукта и гибель микрофлоры происходят в одинаковом температурном интервале, для которого не характерны химические изменения питательных веществ, в частности образование проканцерогенного 5-оксиметилфурфурола из моно- и олигосахаров, что подтверждается данными химических анализов различных стерилизованных продуктов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить изменение питательных веществ пищевых продуктов в процесс стерилизации при одновременной инактивации нативных ферментов, что повышает качество стерильных пищевых продуктов.

Способ может быть использован в консервной промышленности. Потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил. Подают сверхзвуковые потоки пара в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил. Условия обеспечивают конденсацию пара в пленке продукта. Одновременно воздействуют на продукт электромагнитным полем СВЧ. Способ обеспечивает стерильность продукта в условиях полной инактивации нативных ферментов.

Способ стерилизации пищевых продуктов, включающий создание потока продукта, его турбулизацию и обработку в поле СВЧ и поле ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что потоку создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а его турбулизацию и генерирование ультразвуковых колебаний осуществляют путем подачи в пленку продукта в направлении к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковых потоков пара в условиях, обеспечивающих конденсацию пара в пленке продукта.