СПОСОБ СУШКИ ОВАРИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ОСЕТРОВЫХ РЫБ Российский патент 2011 года по МПК A23J1/04 A23J3/00 A23L3/52 

Изобретение относится к микробиологической, фармацевтической и косметической отраслям промышленности, а именно к получению сухого белкового продукта из овариальной жидкости осетровых рыб, используемого при производстве косметических средств, лечебно-профилактических и лекарственных препаратов, питательных основ для микробиологических сред.

Известен способ получения сухих белковых концентратов [патент РФ №2134524, 1999 г.], предусматривающий диспергирование исходной эмульсии с концентрацией сухих веществ 38-41%, вспенивание и нанесение вспененного продукта на сушильную поверхность в вакууме при давлении не более 8 кПа и сушку при инфракрасном нагреве.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения питательной основы для микробиологических сред [патент РФ №2391392, 2008 г.], который предусматривает: отбор овариальной жидкости осетровых рыб V стадии зрелости; фильтрацию отобранной овариальной жидкости осетровых рыб V стадии зрелости с последующей ее гомогенизацией; дальнейший нагрев овариальной жидкости до температуры 35-40°С; сушку на распылительной сушке при температуре на выходе 80-110°С, окружной скорости дискового распылителя 110-180 м/с с последующим охлаждением до комнатной температуры. Недостатками данного способа являются: сравнительно высокие энергетические затраты, низкий выход сухого белкового продукта, низкий удельный съем продукта; низкое качество сухого белкового продукта ввиду сложности контроля и регулирования процесса, засорения рабочей сушильной камеры и распыливающего устройства вследствие высокой сорбционной способности диспергируемого продукта.

Техническая задача: создание способа, позволяющего высушивать овариальную жидкость осетровых рыб и получать сухой белковый продукт высокого качества.

Технический результат - увеличение выхода и удельного съема сухого белкового продукта.

Он достигается тем, что сушку овариальной жидкости осетровых рыб с содержанием сухих веществ С=48-66% производят во вспененном состоянии с максимальной кратностью пены, в вакууме с остаточным давлением в вакуумной камере не более Р=9 кПа, при плотности теплового потока Е=0,83-2,25 кВт/м² и начальной толщине слоя продукта h=1-4 мм.

Сущность предложенного способа состоит в следующем: овариальная жидкость осетровых рыб, предварительно фильтрованная, концентрированная до содержания сухих веществ С=48-66% и вспененная до образования пены максимальной кратности, подается на плоский носитель в вакууме равномерным слоем толщиной h=1-4 мм. Сушку производят при инфракрасном энергоподводе с плотностью теплового потока Е=0,83-2,25 кВт/м² и остаточном давлении в вакуумной камере не более Р=9 кПа. Вспененную овариальную жидкость осетровых рыб высушивают и выводят из сушильной камеры. Выход сухого белкового продукта составляет 0,97-1,07%, а съем П=0,66-8,51 кг/(м²·ч) или П=1,65-21,28 кг/(м³·ч).

Сущность изобретения поясняется на примерах обезвоживания овариальной жидкости осетровых рыб во вспененном состоянии при инфракрасном энергоподводе. Оценка интенсивности процесса сушки производилась по выходу и удельному съему высушенного продукта (П, кг/(м²·ч)). Оценка качества сухого белкового продукта производилась по следующим критериям: массовая доля влаги; массовая доля жира; массовая доля белка; массовая доля общей золы.

Пример 1. Сушке подвергали отобранную овариальную жидкость осетровых рыб V стадии зрелости, предварительно фильтрованную и концентрированную до содержания сухих веществ С=49%. Овариальную жидкость осетровых рыб вспенивали до образования пены максимальной кратности и наносили на плоский носитель в вакуумной сушильной камере равномерным слоем толщиной h=1 мм. Сушку проводили при плотности теплового потока Е=0,83 кВт/м², при остаточном давлении в вакуумной камере Р=9 кПа. Выход сухого белкового продукта составил 0,97%, а удельный съем П=0,69 кг/(м²·ч) или 1,65 кг/(м³·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: массовая доля влаги - 5,3% от массы; массовая доля жира - 3,8% от массы; массовая доля белка - 37,2% от массы; массовая доля общей золы - 47,5% от массы.

Пример 2. Сушке подвергали отобранную овариальную жидкость осетровых рыб V стадии зрелости, предварительно фильтрованную и концентрированную до содержания сухих веществ С=55%. Овариальную жидкость осетровых рыб вспенивали до образования пены максимальной кратности и наносили на плоский носитель в вакуумной сушильной камере равномерным слоем толщиной h=3 мм. Сушку проводили при плотности теплового потока Е=2,25 кВт/м², при остаточном давлении в вакуумной камере Р=9 кПа. Выход сухого белкового продукта составил 1,02%, а удельный съем П=6,43 кг/(м²·ч) или 16,08 кг/(м³·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: массовая доля влаги - 4,8% от массы; массовая доля жира - 3,5% от массы; массовая доля белка - 33,6% от массы; массовая доля общей золы - 50,8% от массы.

Пример 3. Сушке подвергали отобранную овариальную жидкость осетровых рыб V стадии зрелости, предварительно фильтрованную и концентрированную до содержания сухих веществ С=62%. Овариальную жидкость осетровых рыб вспенивали до образования пены максимальной кратности и наносили на плоский носитель в вакуумной сушильной камере равномерным слоем толщиной h=4 мм. Сушку проводили при плотности теплового потока Е=1,84 кВт/м², при остаточном давлении в вакуумной камере Р=9 кПа. Выход сухого белкового продукта составил 1,03%, а удельный съем П=6,97 кг/(м²·ч) или 17,43 кг/(м³·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: массовая доля влаги - 5,1% от массы; массовая доля жира - 3,7% от массы; массовая доля белка - 34,8% от массы; массовая доля общей золы - 49,6% от массы.

Пример 4. Сушке подвергали отобранную овариальную жидкость осетровых рыб V стадии зрелости, предварительно фильтрованную и концентрированную до содержания сухих веществ С=66%. Овариальную жидкость осетровых рыб вспенивали до образования пены максимальной кратности и наносили на плоский носитель в вакуумной сушильной камере равномерным слоем толщиной h=2 мм. Сушку проводили при плотности теплового потока Е=0,83 кВт/м², при остаточном давлении в вакуумной камере Р=9 кПа. Выход сухого белкового продукта составил 0,99%, а удельный съем П=1,86 кг/(м²·ч) или 4,65 кг/(м³·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: массовая доля влаги - 4,9% от массы; массовая доля жира - 3,9% от массы; массовая доля белка - 35,7% от массы; массовая доля общей золы - 48,3% от массы.

Пример 5. Сушке подвергали отобранную овариальную жидкость осетровых рыб V стадии зрелости, предварительно фильтрованную и концентрированную до содержания сухих веществ С=65%. Овариальную жидкость осетровых рыб вспенивали до образования пены максимальной кратности и наносили на плоский носитель в вакуумной сушильной камере равномерным слоем толщиной h=4 мм. Сушку проводили при плотности теплового потока Е=2,25 кВт/м², при остаточном давлении в вакуумной камере Р=9 кПа. Выход сухого белкового продукта составил 1,07, а удельный съем П=8,51 кг/(м²·ч) или 21,28 кг/(м³·ч). Критерии оценки качества высушенного продукта: массовая доля влаги - 4,7% от массы; массовая доля жира - 3,5% от массы; массовая доля белка - 31,8% от массы; массовая доля общей золы - 52,9% от массы.

Большое влияние на скорость сушки, величину выхода и удельный съем сухого белкового продукта оказывает начальное содержание сухих веществ в нативной овариальной жидкости, варьируемое исходя из данных о структурно-механических, пеноструктурных и теплофизических характеристиках в пределах С=48-66%. Верхний предел С=66% обусловлен способностью овариальной жидкости к пенообразованию, а также возможностью подачи исходной пены через трубопроводы, свободной регулировки расхода, дозирования и нанесения исходной пены на рабочую поверхность. Нижний предел С=48% обусловлен низкой устойчивостью нанесенной равномерно на плоский носитель пены, что в процессе сушки способствует резкому возрастанию кратности пены и приводит к неравномерному высыханию, локальному подгоранию, плавлению и поверхностному перегреву пены при сохранении влаги внутри слоя и, как следствие, ухудшению качества сухого белкового продукта.

Диапазон изменения толщины наносимого слоя пены овариальной жидкости h=1-4 мм обусловлен обеспечением стабильности образующегося в процессе сушки слоя белкового продукта. Уменьшение толщины слоя пены (h<1 мм) технически трудноосуществимо и нецелесообразно ввиду резкого снижения выхода сухого белкового продукта. Увеличение толщины слоя пены выше 4 мм приводит к локальному поверхностному подгоранию и стеклованию высушиваемого продукта при сохранении влаги внутри слоя и, как следствие, ухудшению качества сухого белкового продукта.

Величину плотности теплового потока следует поддерживать в пределах Е=0,83-2,25 кВт/м². Увеличение плотности теплового потока (Е>2,25 кВт/м²) не способствует существенному повышению выхода сухого белкового продукта и приводит к локальному подгоранию, плавлению и поверхностному перегреву высушиваемого слоя пены. Уменьшение плотности теплового потока ниже 0,83 кВт/м² нецелесообразно ввиду резкого снижения выхода сухого белкового продукта.

В результате исследований пеноструктурных характеристик пен овариальной жидкости с концентрацией сухих веществ С=48-66% установлено, что наиболее целесообразным является вспенивание нативной овариальной жидкости до образования пены с максимальной кратностью для обеспечения наибольшей поверхности раздела жидкость-газ и, как следствие, интенсификации тепломассообмена в процессе, значительному увеличению стабильности пены и сокращению количества газа в высушиваемом продукте.

На основе проведенных исследований выявлено, что поддержание остаточного давления в вакуумной камере на уровне технически возможного (не более 10 кПа) является наиболее целесообразным для интенсификации процессов самоиспарения и объемной дегазации при сушке вспененной овариальной жидкости осетровых рыб.

Таким образом, предложенный способ сушки овариальной жидкости осетровых рыб, предварительно фильтрованной, концентрированной до содержания сухих веществ С=48-66% и вспененной до образования пены максимальной кратности, подаваемой на плоский носитель в вакуумной камере равномерным слоем толщиной h=1-4 мм при инфракрасном энергоподводе с плотностью теплового потока Е=0,83-2,25 кВт/м² и остаточном давлении в вакуумной камере не более Р=9 кПа, позволяет усовершенствовать сушку овариальной жидкости осетровых рыб, получить выход сухого белкового продукта 0,97-1,07%, а удельный съем П=0,66-8,51 кг/(м²·ч) (1,65-21,28 кг/(м³·ч)) и обеспечить высокие качественные показатели сухого белкового продукта.

Положительный эффект - предлагаемый способ сушки овариальной жидкости осетровых рыб позволяет увеличить выход и удельный съем сухого белкового продукта.

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии. Овариальную жидкость осетровых рыб предварительно фильтруют, концентрируют до содержания сухих веществ С=48-66% и вспенивают до образования пены с максимальной кратностью. Пену наносят на плоский носитель в вакууме равномерным слоем толщиной h=1-4 мм и сушат при инфракрасном подводе с плотностью теплового потока Е=0,83-2,25 кВт/м² и остаточном давлении в вакуумной камере не более Р=9 кПа. Изобретение позволяет увеличить выход сухого белкового продукта (0,97-1,07%) и его удельный съем П (0,66-8,51 кг/(м²·ч)).

Способ сушки овариальной жидкости осетровых рыб, включающий предварительное фильтрование, концентрирование, вспенивание, нанесение пены на плоский носитель в вакууме и последующий инфракрасный энергоподвод, отличающийся тем, что сушку овариальной жидкости осетровых рыб с содержанием сухих веществ С=48-66%, с максимальной кратностью пены, с остаточным давлением в вакуумной камере не более Р=9 кПа производят при плотности теплового потока Е=0,83-2,25 кВт/м² и начальной толщине слоя продукта h=1-4 мм.