СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОСТОЧКОВЫХ ПЛОДОВ Российский патент 2014 года по МПК A23N4/00 

Среди употребляемых в пищу фруктов немало таких, которые содержат твердую косточку. Косточка в цельном виде в пищу обычно не употребляется и при переработке подобных фруктов в такие продукты, как, например, сок или джем она должна извлекаться из плода перед его переработкой.

При переработке косточковых плодов в промышленных объемах косточка извлекается обычно механическим способом с применением различных машин. По методу извлечения косточки можно выделить два основных класса подобных машин.

При необходимости сохранения мякоти плода косточка извлекается методом вырезания или выдавливания (Патент RU №2063153, МПК A23N 4/06, A47J 23/00, опубл. 10.07.1996).

При таком извлечении косточки плоды пригодны для приготовления таких продуктов, как компоты. Обрабатываются плоды машиной поочередно, без измельчения мякоти. Но машины, автоматически выполняющие такую операцию, достаточно сложны и имеют высокую стоимость.

При переработке плодов в такие продукты, как джемы или соки, допускается измельчение мякоти плода, и обычно применяются технически более простые протирочные машины, в которых мякоть отделяется от косточки с помощью всевозможных сеток или решеток. Плоды в машине обрабатываются общей массой, но сам процесс протирки через сетку выполняется достаточно медленно. Из-за этого малогабаритные машины не отличаются высокой производительностью, а более крупные имеют высокую стоимость и требуют большого объема разовой загрузки, кроме того каждый цикл переработки различных плодов требует дополнительных трудоемких очистных и промывочных операций самого оборудования.

Оба описанных типа машин специализируются только на отделении косточки. При этом свежие косточковые плоды обычно не поддаются длительному хранению и из-за нежной мякоти не очень легко транспортируются. А это значит, что их переработка имеет выраженную сезонность и большую часть года специализированное оборудование по отделению косточки просто не используется. Из-за ярко выраженной сезонности и неравномерности созревания плодов при сборе плодов зачастую теряется наиболее ценная (спелая) его часть именно по причине невозможности качественной мелкотоварной переработки и необходимости накопления и, соответственно, повреждения части спелых и переспелых плодов.

Известен способ переработки косточковых плодов с использованием описанного выше оборудования (Заявка №2000127455, МПК A23L 2/00, опубл. 10.10.2003). Перед смешением с водой из плодов извлекают косточки, для дальнейшего измельчения плодов после выделения косточек используют диспергатор роторного типа.

Недостатком этого способа является его нерентабельность, особенно при малотоннажной переработке косточковых плодов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ переработки косточковых плодов, описанный в патенте RU №2264138, МПК A23L 2/02, опубл. 10.12.2004. На первой стадии способа исходный фруктовый или овощной материал измельчают, нагревают полученную измельченную массу, от которой затем отделяют кожуру и косточки в финишере. Затем на сите или сепараторе частицы кожуры отделяют от косточек или черенков. Частицы кожуры вместе с полупродуктом (кашицей) загружают в миксер, чтобы улучшить структуру кашицы за счет кожуры. Полученную массу подвергают дальнейшей обработке.

Недостатком данного способа является большое число единиц оборудования для его реализации, что затрудняет его практическое использование.

Таким образом, перечисленные выше особенности плодов и оборудования делают нерентабельной переработку небольших количеств плодов в условиях малых производств и во многих случаях приводят просто к потере части урожая из-за невозможности его переработки. Все это заставляет искать такие технические и технологические решения, которые бы сделали малотоннажную переработку косточковых плодов рентабельной.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа переработки косточковых плодов с высокой рентабельностью, повышенной производительностью и уменьшенными затратами на оборудование для повышения экономичности способа с сохранением высоких качеств получаемой продукции.

Поставленная задача решается с помощью способа переработки косточковых плодов, включающего измельчение растительного сырья, отделение от полученной пульпы косточек фильтрованием и дальнейшую переработку отделенной от косточек пульпы.

Измельчение косточковых плодов проводят в емкости с помощью погружного насоса-диспергатора, установленного в емкости таким образом, что уровень пульпы в емкости находится выше входного отверстия насоса-диспергатора, на которое устанавливают сетчатый фильтр, на валу насоса перед сетчатым фильтром устанавливают нож-измельчитель, после измельчения плодов полученную пульпу с косточками сливают из емкости и фильтруют для отделения косточек от пульпы, полученную пульпу возвращают обратно в емкость для дальнейшей переработки с помощью насоса-диспергатора.

Предпочтительно при измельчении увеличивают частоту вращения насоса диспергатора по мере измельчения плодов.

Предпочтительно в емкость сначала заливают воду, или водный раствор, или сахарный сироп, или сок, или пюре в количестве, чтобы после добавления косточковых плодов масса была подвижна.

Предпочтительно на нижней части корпуса насоса-диспергатора перед входным отверстием устанавливают дополнительно стабилизатор с неподвижными лопатками, не позволяющий массе с плодами вращаться под действием ножа-измельчителя.

Предпочтительно на первой стадии измельчения косточковых плодов насос-диспергатор работает на пониженных оборотах с доведением количества оборотов до 450-550 оборотов в минуту, на второй стадии поднимают количество оборотов до 900 оборотов в минуту, после чего добиваются измельчения кусочков мякоти в пульпе, затем пульпу с косточками сливают.

Предлагаемый способ позволяет в условиях малотоннажного производства перерабатывать косточковые плоды в продукты типа пюре, сока или джема. При этом отделение косточки от мякоти плода выполняется с помощью основного оборудования, используемого для приготовления конечного продукта, и дополнительные специализированные машины не требуются. Переработке могут подвергаться как свежие плоды, так и плоды, размороженные после низкотемпературного хранения или распаренные сушеные плоды.

Переработка косточковых плодов с отделением косточки по предлагаемому способу выполняется с применением насоса-диспергатора, погруженного в емкость. Для обеспечения возможности отделения косточки насос-диспергатор комплектуется электроприводом изменяемой частоты вращения и снабжается сетчатым фильтром на входное отверстие и ножом-измельчителем.

Для реализации предложенного способа переработки косточковых плодов может быть использован насос-диспергатор, описанный в патенте №2262979 «Устройство для тепловой обработки и гомогенизации» авторов В.Г.Макаренко и др., после дополнения этого устройства перечисленными необходимыми элементами: сетчатым фильтром, ножом-измельчителем, в предпочтительном варианте - стабилизатором.

Величина ячейки используемого сетчатого фильтра выбирается в зависимости от размеров косточки плода. Ячейка должна исключать попадание косточек внутрь насоса-диспергатора, но не быть слишком мелкой, чтобы не забиваться и не затруднять всасывание пульпы с мякотью во входное отверстие.

На стадии отделения косточки одновременно могут обрабатываться плоды разных фруктов, если они имеют косточки, близкие по размеру и прочности. Мягкие бескосточковые фрукты и ягоды при этом могут добавляться в закладку сырья без ограничений, а плоды с твердой мякотью желательно обрабатывать отдельно.

Согласно предлагаемому способу переработка косточковых плодов в готовый продукт выполняется следующим образом.

В емкость заливается некоторое количество произвольного текучего компонента продукта и загружаются, полностью или частично, подвергаемые переработке плоды. В качестве текучего компонента может использоваться, например, вода или водный раствор, сахарный сироп или ранее приготовленный сок или пюре. Соотношение количества плодов и жидкости должно быть таким, чтобы масса была подвижной, а ее уровень в емкости был выше входного отверстия насоса-диспергатора.

На первой стадии переработки насос-диспергатор включается на пониженных оборотах. На этой стадии происходит первичное иссечение плодов ножом-измельчителем. Мякоть отделяется от косточки и частично измельчается ножом-измельчителем. Крупные кусочки мякоти остаются плавать в пульпе, а мелкие с потоком жидкой фракции (пульпы) всасываются через сетчатый фильтр в насос-диспергатор, измельчаются с выделением сока и возвращаются обратно в емкость.

В зависимости от размеров и степени зрелости, т.е. твердости, плодов обороты подбираются так, чтобы нож-измельчитель отсекал от плода мякоть, не дробя при этом косточки. Освобожденные от мякоти косточки отсекаются сетчатым фильтром и остаются снаружи насоса-диспергатора.

По мере измельчения плодов пульпа в емкости становится более текучей и подвижной, и в нее вносится для измельчения оставшаяся часть предусмотренного количества плодов.

После того как в емкости практически не осталось крупных фрагментов плодов, частота вращения насоса-диспергатора поднимается настолько, чтобы обеспечить измельчение плавающих в пульпе кусков мякоти, не дробя косточки. Через некоторое время пульпа в емкости приобретает вид фруктового пюре с целыми косточками. На этой стадии насос-диспергатор останавливается, пульпа через сито сливается (отцеживается), а косточка выгружается любым приемлемым способом. На этом наиболее проблемная стадия переработки - отделение косточки - заканчивается, и далее выполняется собственно приготовление желаемого продукта по отработанной технологии.

Отделенные от мякоти косточки могут быть направлены на дальнейшую переработку, а полученное сырое фруктовое пюре возвращается обратно в емкость и с помощью того же насоса-диспергатора смешивается с другими ингредиентами, гомогенизируется и подвергается необходимой тепловой обработке с пастеризацией. При наличии насоса-диспергатора подходящей мощности тепловая обработка предпочтительно производится по способам, описанным в патенте №2267350 авторов В.Г.Макаренко и др. По завершении цикла обработки из емкости выгружается готовый товарный продукт (пюре, джем, сок или нектар) либо полупродукт, пригодный для длительного хранения после розлива в асептическую упаковку.

Использование предлагаемого способа при переработке свежих косточковых плодов иллюстрируется далее сводным примером. Применялся емкостный аппарат тепловой обработки с максимальным объемом полезной загрузки 180 литров. Аппарат оснащен насосом-диспергатором мощностью 18,5 кВт. Установленный на валу насоса-диспергатора нож-измельчитель имел габаритный диаметр 125 мм. Для переработки плодов с мелкой косточкой (вишня, черешня, алыча, терн) использовался сетчатый фильтр с размером ячейки 3 мм, а для плодов с крупной косточкой (сливы, абрикосы, персики) - с размером ячейки 5-7 мм. Указанные количества компонентов на единичную загрузку рассчитаны на выработку 120-135 литров сырого фруктового пюре (после отцеживания и удаления косточки).

Пример

В емкость аппарата заливается 50 литров водного раствора лимонной или аскорбиновой кислоты. Количество кислоты на загрузку - 15 граммов. Загружается 75-100 килограммов плодов. Включается насос-диспергатор, и по мере иссечения плодов его обороты доводятся до 450-550 оборотов в минуту. Длительность стадии иссечения плодов 5-7 минут. Далее обороты поднимаются до 750-900 оборотов в минуту, и проводится обработка еще в течение примерно 5 минут для измельчения мякоти в пульпе. Затем пульпа с косточкой сливается и процеживается. Косточка удаляется, а полученное сырое фруктовое пюре возвращается обратно в емкость с целью проведения тепловой обработки и получения товарного продукта либо пастеризованного пюре для дальнейшей переработки после складского хранения.

В изобретении по прототипу при переработке косточковых продуктов по патенту №2264138 выделяют кожуру при фильтровании от косточек, затем кожуру возвращают в кашицу для улучшения ее структуры. В предлагаемом способе за счет интенсивного измельчения с помощью насоса-диспергатора проводят измельчение косточковых плодов, в том числе и кожуры без разрушения косточки, что обеспечивает высокое качество получаемой продукции.

Предлагаемый способ переработки косточковых плодов благодаря его высокой производительности и экономичности, а также малой разовой загрузке позволяет с высокой рентабельностью перерабатывать любые их количества. Громоздкое и дорогостоящее специализированное оборудование для отделения косточки при такой переработке не применяется. Все перечисленные преимущества в совокупности делают возможным использование этого способа в условиях малых перерабатывающих производств, в том числе мобильных.

Техническим результатом является повышение производительности и экологичности способа, отделение косточек от мякоти плода на том же оборудовании, в котором готовят конечный продукт.

Способ переработки косточковых плодов, включает измельчение растительного сырья, отделение от полученной пульпы косточек фильтрованием и дальнейшую переработку отделенной от косточек пульпы. Измельчение косточковых плодов проводят в емкости с помощью погружного насоса-диспергатора, установленного в емкости таким образом, что уровень пульпы в емкости находится выше входного отверстия насоса-диспергатора, на которое устанавливают сетчатый фильтр, на валу насоса перед сетчатым фильтром устанавливают нож-измельчитель, после измельчения плодов полученную пульпу с косточками сливают из емкости и фильтруют для отделения косточек от пульпы, полученную пульпу возвращают обратно в емкость для дальнейшей переработки с помощью насоса-диспергатора. Изобретение позволяет повысить производительность и экологичность способа отделения косточек от мякоти плода. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки косточковых плодов, включающий измельчение растительного сырья, отделение от полученной пульпы косточек фильтрованием и дальнейшую переработку отделенной от косточек пульпы, отличающийся тем, что измельчение косточковых плодов проводят в емкости с помощью погружного насоса-диспергатора, установленного в емкости таким образом, что уровень пульпы в емкости находится выше входного отверстия насоса-диспергатора, на которое устанавливают сетчатый фильтр, на валу насоса перед сетчатым фильтром устанавливают нож-измельчитель, после измельчения плодов полученную пульпу с косточками сливают из емкости и фильтруют для отделения косточек от пульпы, полученную пульпу возвращают обратно в емкость для дальнейшей переработки с помощью насоса-диспергатора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измельчении увеличивают частоту вращения насоса диспергатора до максимальных оборотов в конце стадии измельчения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в емкость сначала заливают воду, или водный раствор, или сахарный сироп, или сок, или пюре в количестве, чтобы после добавления косточковых плодов масса была подвижна.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что на нижней части корпуса насоса-диспергатора перед входным отверстием устанавливают дополнительно стабилизатор с неподвижными лопатками, не позволяющий массе с плодами вращаться под действием ножа-измельчителя.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что на первой стадии измельчения косточковых плодов насос-диспергатор работает на пониженных оборотах с доведением количества оборотов до 450-550 оборотов в минуту, на второй стадии измельчения пульпа обрабатывается при частоте вращения насоса-диспергатора до 900 оборотов в минуту, после чего пульпу с косточками сливают.