СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУБЛИМИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2005 года по МПК A23L3/44 

Предлагаемое изобретение относится к производству сублимированных пищевых продуктов.

Известен способ непрерывной сублимационной сушки термолабильных материалов (Патент РФ 2187053. Кл. F 26 В 7/00, 08.10.2002), включающий образование гранул и замораживание гранул капиллярно-пористого материала в вакууме, подсушку его в поле ИК-излучения до образования сухой коробки, из гранул с подсушенной внешней поверхностью создают слой с перемещающимися в нем сверху вниз гранулами, которые постоянно облучают в верхней части слоя полем СВЧ, и продувают снизу этот слой высушиваемого материала потоком инертного газа, например аргона, при этом остаточное давление над верхней поверхностью слоя поддерживают соответствующим температуре насыщения сублимирующихся паров, равной минимальной температуре замораживания, температура в слое на одной трети высоты от верхней поверхности не превышает криоскопической температуры продукта, температуру на нижней поверхности высушиваемого слоя материала устанавливают в потоке инертного газа не выше температуры, уменьшающей его биологическую активность по характеристическому параметру при остаточном давлении водяных паров, соответствующему криоскопической температуре замораживания материала, а при перемещении гранул в слое разницу изменения давления водяных паров между верхней и нижней поверхностью слоя оставляют постоянной в процессе непрерывной сушки материала.

Недостатком известного способа являются использование дополнительного инертного газа (например, аргона) для создания необходимого остаточного давления, а также применение поля ИК-излучения для образования сухой коробки из гранул с подсушенной внешней поверхностью, что приводит к высоким затратам энергии и повышению себестоимости продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения сублимированных пищевых продуктов (Патент РФ 2197874. Кл. А 23 L 3/44, 10.02.2003. Бюл. № 4), включающий формование исходного продукта путем его выдавливания методом экструзии непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки за счет одновременной его обработки паром под давлением выше тройной точки с образованием высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры, испарительное замораживание продукта в зоне с давлением ниже тройной точки и его сублимационную сушку в поле сверхвысокочастотной энергии с последующим удалением через шлюзовой затвор, при этом паровой затвор для образования зоны с давлением выше тройной точки создается за счет паров, образованных в результате интенсивного испарения влаги в зоне подачи продукта.

Недостатком известного способа является невозможность обеспечить получение продукта с заданными свойствами и высушить продукт с низким содержанием сухих веществ в результате его бурного кипения, разбрызгивания и получения им неопределенной формы и размеров, что ведет к увеличению энергозатрат и снижению качества при его обработке.

Технической задачей изобретения является получение продукта с заданными свойствами, возможность сушки продукта с низким содержанием сухих веществ и повышение качества готового продукта, снижение энергозатрат на его получение.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения сублимированных пищевых продуктов, включающем формование исходного продукта методом экструзии путем его выдавливания по центральному каналу экструдера непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки, создаваемую за счет парового затвора из паров, образованных в результате интенсивного испарения влаги в зоне подачи продукта с получением высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры, испарительное замораживание продукта в зоне с давлением ниже тройной точки и его сублимационную сушку в поле сверхвысокочастотной энергии с последующим удалением через шлюзовой затвор, новым является то, что дополнительно выдавливание продукта производят по коаксиальному периферийному, по отношению к центральному, каналу, при этом по коаксиальному периферийному каналу вводят продукт с содержанием сухих веществ 30-50% или с высоким содержанием жира или сахара с последующим образованием подсохшего каркаса продукта за счет интенсивного испарения из него влаги под действием разряжения при остаточном давлении 611-620 Па, а по центральному каналу осуществляют в этот каркас подачу продукта, имеющего содержание сухих веществ 3-10%.

Технический результат заключается в получении продукта с заданными свойствами и в возможности осуществления сушки продукта с низким содержанием сухих веществ с высоким качеством и низкими энергозатратами.

На фиг.1 представлен общий вид установки для осуществления способа получения сублимированных пищевых продуктов, на фиг.2 - экструдер и схема формирования структуры продукта при его экструзии непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки.

Установка (фиг.1, 2) для осуществления способа получения сублимированных пищевых продуктов состоит из вакуум-сублимационной камеры 1 с вертикально расположенным экструдером 2 для подачи в нее продукта, который имеет центральный канал 3, где соосно установлен нагнетающий шнек 4 с возможностью вращения от привода (не показан). При этом центральный канал 3 ограничен корпусом 5, также установленным с возможностью вращения, но в противоположную сторону от вращения нагнетающего шнека 4. При этом на внешней стороне корпуса 5 имеются витки шнека 6, расположенные в периферийном коаксиальном канале 7, ограниченном корпусом экструдера 2.

Внутри вакуум-сублимационной камеры 1 (фиг.1) вокруг выходных отверстий каналов экструдера 2 установлена насадка в форме сопла Лаваля 8, диаметр узкой части которого на 15-20% больше диаметра периферийного коаксиального канала 7 экструдера 2. Причем сопло Лаваля 8 в своей узкой части позволяет обеспечить создание парового гидродинамического затвора, разделяющего зону подачи продукта с давлением выше тройной точки от зоны самозамораживания и сублимационной сушки с давлением ниже тройной точки. Насадка в форме сопла Лаваля 8 после узкой его части снабжена источниками 9 сверхвысокочастотной энергии (например, магнетронами). При этом источники сверхвысокочастотной энергии 10, расположенные на нижней образующей сопла Лаваля 8, установлены с возможностью изменения угла наклона. В нижней части вакуум-сублимационной камеры вне зоны действия источников сверхвысокочастотной энергии 10 размещено делительно-упаковочное устройство 11. Установка имеет шлюзовой затвор 12 для выгрузки готового продукта из сушилки и выносной десублиматор (не показан).

Способ получения сублимированных пищевых продуктов осуществляется следующим образом.

Предварительно (фиг.2) приводится во вращение нагнетающий шнек центрального канала и его корпус, но вращаются они в противоположные стороны.

Исходный продукт с высоким содержанием сухих веществ (например, 30-50%) подается в периферийный коаксиальный канал 7 (фиг.1), в котором под действием усилия витков шнека 6 корпуса 5 он перемещается к входу в вакуумную камеру 1 сублимационной сушилки.

При поступлении по коаксальному периферийному каналу 7 продукта с высоким содержанием сухих веществ (например, 30-50%) в вакуумную камеру 1 сушилки из него начинает интенсивно испарятся влага, пары которой позволяют создать паровой затвор в узкой части сопла Лаваля 8 и образовать зону (фиг.1) с остаточным давлением около тройной точки, но не ниже ее (например, 611-620 Па), обеспечивающую исключение блокировки самозамороженным продуктом каналов 4, 7 экструдера 2. В связи с высоким содержанием сухих веществ, т.е. малым количеством влаги в этом продукте, происходит под действием разряжения быстрое его обезвоживание, уплотнение и образование трубчатого подсохшего каркаса (фиг.2).

Кроме этого, по коаксиальному периферийному каналу может вводится продукт с большим содержанием жира или сахара, так как в этих продуктах влага связана и вспенивается не так интенсивно, что позволяет регулировать толщину и форму каркаса жгута.

При достижении трубчатого подсохшего каркаса узкой части сопла Лаваля 8 и входа в зону самозамораживания с остаточным давлением ниже тройной точки (например, 609-100 Па) во внутреннюю его полость посредством нагнетающего шнека 4 по центральному каналу 3 подается продукт с низким содержанием сухих веществ (например, 3-10%). Во внутренней полости трубчатого каркаса продукт с низким содержанием сухих веществ вскипает и образует пенную структуру, которая в зоне с остаточным давлением ниже тройной точки самозамораживается с получением высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры.

Сформированный жгут продукта перемещается в зону действия поля сверхвысокочастотной энергии от источников 9, 10, где одновременно с испарительным замораживанием продукт подвергают сублимационной сушке при рабочем остаточном давлении (например, 50-100 Па) с окончательным образованием высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры за счет интенсивного сублимирования влаги.

Далее высушенный жгут продукта подается в делительно-упаковочное устройство 11 и выгружается из установки посредством шлюзового затвора 12.

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

- выдавливание продукта методом экструзии как по центральному каналу экструдера, так и по коаксиальному к нему периферийному каналу и введение при этом по коаксиальному каналу продукта с высоким содержанием сухих веществ, жира или сахара с последующим образованием подсохшего каркаса продукта за счет интенсивного испарения из него влаги под действием разряжения при остаточном давлении около тройной точки, но не ниже ее, а по центральному каналу осуществление в этот каркас подачи продукта, имеющего низкое содержание сухих веществ, позволяют получить продукт с заданными свойствами и высокого качества при низких энергозатратах;

- подача во внутреннюю полость трубчатого подсохшего каркаса продукта с низким содержанием сухих веществ (например, 3-10%) при достижении им узкой части сопла Лаваля и вход в зону самозамораживания с остаточным давлением ниже тройной точки позволяют образовать пенную самозамороженную массу внутри каркаса, что обеспечивает надежное, бесперебойное получение продукта с высокоразвитой равномерно распределенной пористой структурой, обладающего быстрой растворимостью и соответствующим оригинальным вкусом.

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности при производстве сублимированных пищевых продуктов с заданными свойствами и возможностью сушки продукта, с низким содержанием сухих веществ с высоким качеством и низкими энергозатратами. Способ получения сублимированных пищевых продуктов включает формование исходного продукта путем его выдавливания методом экструзии непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки, испарительное замораживание продукта в зоне с давлением ниже тройной точки и его сублимационную сушку в поле сверхвысокочастотной энергии с последующим удалением через шлюзовой затвор. Дополнительное выдавливание продукта производят по коаксиальному периферийному, по отношению к центральному, каналу. При этом по периферийному коаксиальному каналу вводят продукт с высоким содержанием сухих веществ с последующим образованием подсохшего каркаса продукта. По центральному каналу осуществляют подачу продукта, имеющего низкое содержание сухих веществ. Изобретение позволит повысить качество продукта и снизить энергозатраты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения сублимированных пищевых продуктов, включающий формование исходного продукта методом экструзии путем его выдавливания по центральному каналу экструдера непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки, создаваемую за счет парового затвора из паров, образованных в результате интенсивного испарения влаги в зоне подачи продукта с получением высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры, испарительное замораживание продукта в зоне с давлением ниже тройной точки и его сублимационную сушку в поле сверхвысокочастотной энергии с последующим удалением через шлюзовой затвор, отличающийся тем, что дополнительно выдавливание продукта производят по коаксиальному периферийному по отношению к центральному каналу, при этом по коаксиальному периферийному каналу вводят продукт с содержанием сухих веществ 30-50% с последующим образованием подсохшего каркаса продукта за счет интенсивного испарения из него влаги под действием разрежения при остаточном давлении 611-620 Па, а по центральному каналу осуществляют в этот каркас подачу продукта, имеющего содержание сухих веществ 3-10%.2. Способ по п.1 отличающийся тем, что по коаксиальному периферийному каналу вводят продукт с высоким содержанием жира или сахара.