СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО КОНЦЕНТРАТА КВАСНОГО СУСЛА Российский патент 2008 года по МПК C12G3/02 A23L2/00 

Изобретение относится к технологии и технике получения сухих продуктов питания и может быть использовано в безалкогольной, кондитерской и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ получения полуфабриката хлебного кваса (а.с. 1717081, кл. F А23L 2/36, 07.03.92, Бюл. №9), предусматривающий вспенивание концентрата квасного сусла при 25-35°С до плотности 600-800 кг/м³, сушку кондуктивным методом при толщине слоя 1-2 мм и температуре греющей поверхности 125-135°С и охлаждение до температуры 20-30°С кондуктивным методом.

Недостатками известного способа являются высокие энергозатраты, связанные с осуществлением кондуктивного подвода энергии к молекулам воды через вспененную структуру продукта, обладающую высокими показателями термического сопротивления, что ведет к локальному высокотемпературному перегреву продукта и, соответственно, к снижению его качества и производительности, а также большая трудность обеспечения пенной структуры продукта толщиной 1-2 мм, т.е. получения мелкодисперсной пены, пузырьки которой не должны превышать заданную толщину продукта, и низкая эффективность его охлаждения кондуктивным способом.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения сухого концентрата квасного сусла, повышение производительности, качества продукта и снижение энергозатрат путем осуществления адресного и объемного подвода энергии к молекулам воды энергетическими полями при одновременном испарительном охлаждении продукта в разреженной среде.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения сухого концентрата квасного сусла, предусматривающем вспенивание концентрата квасного сусла, сушку и охлаждение, новым является то, что вспенивание квасного сусла осуществляют одновременно с сушкой в вакуумной микроволновой камере со степенью ее заполнения 0,03 в разреженной среде с остаточным давлением 650-900 Па в поле токов СВЧ с мощностью излучения 400-1000 Вт при температуре 40-50°С, которую поддерживают регулированием соотношения мощности СВЧ-излучения и уровня разряжения, а охлаждение производят путем испарения остаточной влаги в сусле под действием разряжения после снятия СВЧ-поля.

Технический результат заключается в разработке способа получения сухого концентрата квасного сусла, повышении качества и снижении энергозатрат путем осуществления адресного и объемного подвода энергии к молекулам воды энергетическими полями, при одновременном испарительном охлаждении продукта в разреженной среде.

На фиг.1 представлена зависимость производительности вакуумной СВЧ-сушилки П, кг/ч от коэффициента заполнения рабочей камеры К, на фиг.2 - зависимость удельных энергозатрат вакуумной СВЧ-сушки концентрата квасного сусла Q, Вт ч/кг от коэффициента заполнения камеры К.

Способ получения сухого концентрата квасного сусла осуществляется следующим образом.

Концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 70% с начальной температурой 25°С подают в вакуумную камеру СВЧ-сушилки в количестве, соответствующем рациональной степени заполнения камеры К=0,03, при которой производительность вакуумной СВЧ-сушилки максимальна (фиг.1), а удельные энергозатраты вакуумной СВЧ-сушки концентрата квасного сусла минимальны (фиг.2).

Затем производят вакуумирование камеры СВЧ-сушилки до начального необходимого остаточного давления 650 Па, под действием которого происходит вспенивание концентрата квасного сусла до плотности 800 кг/м, и снижение его температуры до 3-6°С за счет испарительного охлаждения.

После этого включают СВЧ-излучение и осуществляют регулирование от его начальной мощности 400 Вт до достижения температуры продукта 40°С, при которой происходит его сушка. При этом мощность излучения можно увеличивать до максимально возможного 1000 Вт, при обеспечении предельно допустимой температуры продукта 50°С. Однако в начальный период сушки, когда влагосодержание продукта максимально, т.е. в период постоянной скорости сушки продукта, это может привести к увеличению интенсивности испарения и повышению остаточного давления в камере сушилки более 900 Па, поэтому с целью поддержания максимальной ее производительности целесообразно не допускать разрежения с остаточным давлением более 900 Па путем уменьшения интенсивности СВЧ-излучения.

Процесс сушки заканчивают с влажностью 6-8% путем снятия СВЧ-поля для того, чтобы обеспечить последующее снижение температуры квасного сусла до 20°С, которое осуществляют путем обезвоживания квасного сусла до равновесной влажности 4% в результате испарения под действием разряжения.

В таблице приведены сравнительные технико-экономические данные по осуществлению способа получения сухого концентрата квасного сусла.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ с применением СВЧ-излучения в процессе вакуумной сушки имеет лучшие технико-экономические показатели.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1 (прототип)

Концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 70-72% и степенью заполнения камеры К=0,03 вспенивают при 25-35°С до плотности 600-800 кг/м³, наносят на сушильную поверхность толщиной 1-2 мм, сушат кондуктивным методом при температуре греющей поверхности 125-135°С, охлаждают до 20-30°С кондуктивным методом.

Пример 2

Концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 70% с начальной температурой 25°С подают в вакуумную камеру СВЧ-сушилки в количестве, соответствующем рациональной степени заполнения камеры К=0,03.

Затем производят вакуумирование камеры СВЧ-сушилки до начального необходимого остаточного давления 615 Па, под действием которого происходит вспенивание концентрата квасного сусла до плотности 900 кг/м³ и снижение его температуры до 1-3°С за счет испарительного охлаждения.

После этого включают СВЧ-излучение и осуществляют регулирование от его начальной мощности 400 Вт до достижения температуры продукта, 40°С, при которой происходит его сушка.

Процесс сушки заканчивают с влажностью 6-8% путем снятия СВЧ-поля для того, чтобы обеспечить последующее снижение температуры квасного сусла до 20°С, которое осуществляют путем обезвоживания квасного сусла до равновесной влажности 4% в результате испарения под действием разряжения.

Пример 3

Концентрат квасного сусла с содержанием сухих веществ 70% с начальной температурой 25°С подают в вакуумную камеру СВЧ-сушилки в количестве, соответствующем рациональной степени заполнения камеры К=0,03. Затем производят вакуумирование камеры СВЧ-сушилки до начального необходимого остаточного давления 650 Па, под действием которого происходит вспенивание концентрата квасного сусла до плотности 800 кг/м³ и снижение его температуры до 3-6°С за счет испарительного охлаждения.

После этого включают СВЧ-излучение и осуществляют регулирование от его начальной мощности 400 Вт до 1000 Вт и достижения температуры продукта 50°С, при которой происходит его сушка.

Процесс сушки заканчивают с влажностью 6-8% путем снятия СВЧ-поля для того, чтобы обеспечить последующее снижение температуры квасного сусла до 20°С, которое осуществляют путем обезвоживания квасного сусла до равновесной влажности 4% в результате испарения под действием разряжения.

Таким образом, в предлагаемом способе осуществление вспенивания квасного сусла одновременно с сушкой в вакуумной микроволновой камере со степенью ее заполнения 0,03 в разреженной среде с остаточным давлением 650-900 Па в поле токов СВЧ с мощностью излучения 400-1000 Вт при температуре 40-50°С, которую поддерживают регулированием соотношения мощности СВЧ-излучения и уровня разряжения при одновременном испарительном охлаждении продукта в разреженной среде, позволяет повысить качество и снизить энергозатраты путем осуществления адресного и объемного подвода энергии к молекулам воды энергетическими полями через вспененную структуру продукта, обладающую высокими показателями термического сопротивления и без ограничения, накладываемого на высоту пены.

Параметры способов получения сухого концентрата квасного суслаПример 1 (прототип)Пример 2Пример 3Предлагаемый способСодержание сухих веществ с начальной температурой, %70707070начальной температурой °С25252525Степень заполнения камеры, К0,030,030,030,03Остаточное давление вспенивания, Па1 10⁴615650650Плотность, кг/м³600-800800900800Способ подвода энергииКондуктивныйСВЧСВЧСВЧНачальная мощность СВЧ излучения, Вт-400400400Мощность СВЧ излучения при сушке, Вт-9001000900Температура сушки, °С125-135405040Способ охлажденияКондуктивныйИспарительное охлаждениеИспарительное охлаждениеИспарительное охлаждениеКонечная температура, °С20-30202020Конечная влажность, %4444Удельные энергозатраты процесса сушки концентрата квасного сусла Q, Вт ч/кг1200800900700Производительность П, кг/ч0,650,80,750,85

Способ предусматривает вспенивание концентрата квасного сусла, сушку и охлаждение. При этом вспенивание квасного сусла осуществляют одновременно с сушкой в вакуумной микроволновой камере со степенью ее заполнения 0,03 в разреженной среде с остаточным давлением 650-900 Па в поле токов СВЧ с мощностью излучения 400-1000 Вт при температуре 40-50°С. Температуру поддерживают путем регулирования соотношения мощности СВЧ-излучения и уровня разряжения, а охлаждение производят путем испарения остаточной влаги в сусле под действием разряжения после снятия СВЧ-поля. Данное изобретение позволяет повысить качество продукта и снизить энергозатраты путем осуществления адресного и объемного подвода энергии к молекулам воды энергетическими полями через вспененную структуру продукта, обладающую высокими показателями термического сопротивления и без ограничения, накладываемого на высоту пены. 2 ил., 1 табл.

Способ получения сухого концентрата квасного сусла, предусматривающий вспенивание концентрата квасного сусла, сушку и охлаждение, отличающийся тем, что вспенивание квасного сусла осуществляют одновременно с сушкой в вакуумной микроволновой камере со степенью ее заполнения 0,03 в разреженной среде с остаточным давлением 650-900 Па в поле токов СВЧ с мощностью излучения 400-1000 Вт при температуре 40-50°С, которую поддерживают регулированием соотношения мощности СВЧ-излучения и уровня разряжения, а охлаждение производят путем испарения остаточной влаги в сусле под действием разряжения после снятия СВЧ-поля.