СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО СОКА Российский патент 2009 года по МПК A23L2/39 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим процессам получения сухих соков.

Известен способ конденсации водяного пара из сушильного устройства в протекающей через вакуумный насос жидкости [1]. Однако данный способ не позволяет получать разрежение (10-5 Па), необходимое для обеспечения низкотемпературного (менее 50°С) режима кипения выпариваемого сока и сохранения биологической активности конечного продукта.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ производства сухого сока, включающий замораживание и сублимационную сушку натурального сока с последующим размельчением высушенного продукта в порошок [2].

Однако сублимационная сушка связана с существенными температурными изменениями продукта. При замораживании температуру сока понижают на 58°С от комнатной до минус 38°С. В процессе сублимации температуру сока повышают на 98°С от минус 38°C до плюс 60°С. Общий перепад температуры сока в процессе сублимационной сушки велик и составляет 156°С. Кроме того, порошкообразный сок, получаемый в результате сублимационной сушки, обладает чрезвычайно большой поверхностью взаимодействия с кислородом воздуха, что приводит к быстрой потере свойств при длительном хранении сока.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в снижении диапазона изменения температуры натурального сока при его переработке с получением гранулированного сока.

Это достигается тем, что в способе получения сухого сока натуральный сок нагревают, испаряют, отводят и конденсируют пар, удаляют конденсат с получением пасты, досушивают пасту при атмосферном давлении и температуре, не превышающей 50°С, до достижения вязкости для осуществления экструзии 20-200 Па·с, экструдируют пасту с получением гранул и сушат гранулированный сок до достижения влажности 6-14%.

Нагрев натурального сока, испарение, отвод и конденсацию пара, удаление конденсата с получением пасты осуществляют в вакууме при разрежении (5-10) Па и температуре до 50°С. Разрежение (5-10) Па обеспечивает высокие скорости удаления влаги из сока при пониженной температуре. Температура до 50°С позволяет сохранять биологически активные вещества выпариваемого продукта. При вакуумном выпаривании температура сока повышается не более чем на 30°С от комнатной не более чем до плюс 50°С. Перепад температур не превышает 30°С и оказывается меньше перепада 156°С, характеризующего сублимационную сушку, не менее чем в 5,2 раза.

Снижение диапазона изменения температуры перерабатываемого сока с кратностью от 5,2 и более обеспечивает пропорциональное снижение затрат энергии на получение сухого сока.

Пасту, полученную в результате вакуумного выпаривания натурального сока, досушивают при атмосферном давлении и температуре, не превышающей 50°С, до достижения вязкости для осуществления экструзии 20-200 Па·с. Данная операция обеспечивает подготовку пастообразного сока к гранулированию.

Экструдирование позволяет формировать гранулированный сок из достаточно влажного и вязкого пастообразного сока.

Сушка гранулированного сока до достижения влажности 6-14%, которую осуществляют при температуре, не превышающей 50°С, является окончательной операцией получения сухого сока. Гранулированный сок, обладающий существенно меньшей поверхностью взаимодействия с кислородом воздуха, чем порошкообразный сок, обеспечивает неизменность свойств при длительном хранении сока в обычных условиях при комнатной температуре.

Испытание способа осуществлено с помощью малогабаритного устройства для удаления влаги в вакууме, позволяющего выпаривать натуральные соки при разрежении (5-10) Па и температуре до 50°С [3].

Пример 1. Согласно заявляемому способу проведены испытания на 17 кг натурального сока черной смородины влажностью 83%. С помощью форвакуумного насоса в системе создано разрежение 6 Па. После 30 мин нагрева процесс выпаривания сока вышел в установившийся режим. В установившемся режиме выпаривание происходило при температуре 32°С. Температурный перепад в процессе выпаривания сока составил 12°С, что в 13 раз меньше перепада при сублимационной сушке. По окончании вакуумного выпаривания, продолжавшегося три с половиной часа, получено 8,7 кг концентрированного сока в виде пасты влажностью 67%. Паста досушивалась при атмосферном давлении и температуре, не превышавшей 50°С, до достижения вязкости (20-100) Па·с, достаточной для осуществления экструзии. После четырех дней сушки вязкость составила 37,2 Па·с, и паста была экструдирована с получением гранул. Гранулированный сок сушили в течение трех дней при температуре, не превышавшей 50°С, до достижения влажности (6-14)%, обеспечивающей длительное хранение гранулированного сока в обычных условиях при комнатной температуре. В результате получено 3,2, кг сухого гранулированного сока черной смородины влажностью 11%.

Пример 2. Испытания проведены на 22,5 кг сока прямого отжима крыжовника с содержанием сухих веществ 14%. Выпаривание осуществлено в вакууме при разрежении 6 Па и температуре до 50°С. Температурный перепад в процессе выпаривания сока составил 30°С, что в 5,2 раза меньше перепада при сублимационной сушке. По окончании вакуумного выпаривания получено 9,2 кг концентрированного пастообразного сока влажностью 72%. Паста досушивалась при атмосферном давлении и температуре, не превышавшей 50°С. По окончании пятидневной сушки вязкость составила 98,1 Па·с и паста была экструдирована. Гранулированный сок сушили в течение трех дней при температуре, не превышавшей 50°С, с получением 3 кг сухого гранулированного сока крыжовника влажностью 13,6%.

Пример 3. Испытания проведены на 25 кг сока прямого отжима клюквы с содержанием сухих веществ 11%. Сок выпаривали при разрежении 6 Па и температуре до 50°С. Температурный перепад составил 30°С, что в 5,2 раза меньше перепада при сублимации. По окончании выпаривания получено 9,7 кг пастообразного сока влажностью 71,6%. Паста досушивалась при атмосферном давлении и температуре, не превышавшей 50°С. После трех дней сушки вязкость составила 21,6 Па·с и паста была экструдирована. Гранулированный сок сушили в течение четырех дней при температуре, не превышавшей 50°С, с получением 2,8 кг сухого гранулированного сока клюквы влажностью 6,2%.

Пример 4. Испытания проведены на 19 кг сока прямого отжима тыквы с содержанием сухих веществ 12%. Сок выпаривали при разрежении 5,5 Па и температуре до 40°С. Температурный перепад при выпаривании сока составил 20°С, что в 7,8 раза меньше перепада при сублимации. По окончании выпаривания получено 5 кг концентрированного пастообразного сока влажностью 55%. Паста досушивалась при атмосферном давлении и температуре, не превышавшей 50°С. После пяти дней сушки вязкость составила 84 Па·с и паста была экструдирована. Гранулированный сок сушили в течение четырех дней с получением 2,5 кг сухого гранулированного тыквенного сока влажностью 12,2%.

Данный способ позволяет снижать диапазон изменения температуры натурального сока при его переработке от 5,2 до 13 раз с получением сухого гранулированного сока.

ТАБЛИЦА СВОЙСТВА СОКОВ СУХИХ ГРАНУЛИРОВАННЫХ Наименование Сухие вещества, % Аскорбиновая кислота, мг% Органические кислоты, % Пищевые волокна, % Черная смородина 89 300 68 13,4 Крыжовник 86 53 16 8,3 Клюква 94 35 80 12,3 Тыква 88 31 1,7 14,1

Источники информации

1. Заявка EP №0240793, кл. A26B 7/00, 1987.

2. Патент RU 2136182. Кл. A23L 2/14, A23B 7/024, 1999 (прототип).

3. Патент RU 2276314. Кл. A26B 5/04. 2006.

Изобретение реализуют следующим способом. Нагревание натурального сока. Испарение, отвод и конденсация пара. Удаление конденсата с получением пасты. Досушивание пасты при атмосферном давлении и температуре, не превышающей 50°С, до достижения вязкости для осуществления экструзии 20-200 Па·с. Экструдирование пасты с получением гранул. Сушка гранулированного сока до достижения влажности 6-14%. 1 табл.

Способ получения сухого сока, включающий нагрев натурального сока, испарение, отвод и конденсацию пара, удаление конденсата с получением пасты, досушивание пасты при атмосферном давлении и температуре, не превышающей 50°С, до достижения вязкости для осуществления экструзии 20-200 Па·с, экструдирование пасты с получением гранул и сушку гранулированного сока до достижения влажности 6-14%.