СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК A23L19/10 A23L33/21 

Область техники.

Заявляемый результат интеллектуальной деятельности - изобретение относится к технике и технологии производства, практически, не усваиваемой пищевой добавки для продуктов пониженной калорийности.

Уровень техники.

Известен способ получения пищевых волокон, включающий измельчение сырья, кислотную обработку с последующим отделением твердой фазы, щелочную обработку с последующим отделением твердой фазы и промывкой ее водой, сушку (патент СССР 1836033, кл. А23L 1/10, 1993).

Известна установка для производства пищевых волокон, содержащая последовательно установленные измельчитель, паровой дезинтегратор, шнековый экстрактор, выполненный из соединенных горизонтальной секцией двух вертикальных колонн, соединенный с источником воды и емкостью для сбора водного экстракта, ферментер, пресс и сушилку (патент США 5112638, кл. А23L 1/214, 1992).

Наиболее близким к заявляемому является способ, который включает дезинтеграцию измельченного сырья с использованием жидкой двуокиси углерода, промывку отделенной твердой фазы водой, щелочную обработку жидким аммиаком с последующим отделением твердой фазы и промывкой ее водой, кислотную обработку жидкой двуокисью углерода с последующим отделением твердой фазы и ее сушкой. При этом дезинтеграцию, кислотную и щелочную обработку и каждое отделение твердой фазы осуществляют при давлении выше атмосферного, а в процессе промывки давление снижают до атмосферного путем мгновенного его сброса. По вышеуказанному способу известна установка для производства пищевых волокон, которая включает последовательно установленные измельчитель, три шнековых экстрактора, соединенных между собой, каждый из которых подсоединен к источнику воды и выполнен из соединенных горизонтальной секцией вертикальных колонн, и сушилку. Первые колонны крайних экстракторов сообщены с источниками жидкой двуокиси углерода и образуют рециркуляционные контуры с испарителем и конденсатором, первая колонна среднего экстрактора сообщена с источником жидкого аммиака и образует рециркуляционный контур с испарителем и конденсатором, вторые колонны экстракторов снабжены выхлопными патрубками и подсоединены к источнику воды, а горизонтальные секции сообщены со сборником водного экстракта. Шнеки первых колонн выполнены с геометрической компрессией, горизонтальных секций - без геометрической компрессии, а вторых колонн - с геометрической декомпрессией, начальное значение которой у каждого шнека больше, чем конечное значение у смежного с ним шнека горизонтальной секции (патент РФ 2070810, кл. A23L 1/10, A23L 1/212).

Недостатками всех вышеуказанных способов и устройств являются получение волокон диапазонного спектрального размера и нерегулярной структуры, что приводит к дополнительным издержкам при последующем применении волокон.

Раскрытие.

Задача заявляемого результата интеллектуальной деятельности - устранение указанных недостатков, повышение стабильности качества и свойств готовой продукции.

Технический результат - получение узкой диапазонной размерности и стабильной структуры пищевых волокон.

Указанный результат достигается тем, что применяют способ производства пищевых волокон из растительного сырья, включающий измельчение исходного сырья, химическую обработку, выделение, измельчение, сушку и фасование готового продукта, при том, что в качестве исходного сырья используют сухую свекловичную стружку отходов сахарного производства, которую предварительно моют щелочным раствором с рН 7,5-13,5 при температуре 20-45°С в соотношении гидромодуля 1:9-1:15, затем отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, измельчают до размера твердых частиц 3-5 мм, промывают чистой водой в соотношении 1:2-1:4, повторно центрифугируют при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, осветляют водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л, при температуре не более 20°С и рН>7 в соотношении 1:2-1:4, затем подвергают обработке озоном в количестве 0,01-0,5% в пересчете на сухое вещество путем последовательных барботирования и одновременного перемешивания в течение 15-30 минут, выдержки при перемешивании в течение 15-30 минут, барботирования и одновременного перемешивания в течение 10-20 минут, выдержки при перемешивании в течение 10-20 минут, затем инактивируют атомарный кислород путем добавления тиосульфата натрия в количестве 1,05 эквивалента от остаточного активного кислорода, отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, промывают питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, диспергируют до размеров частиц 0,05-0,4 мм, обезвоживают центрифугированием при факторе разделения 2000-3000 в течение 10-20 минут, высушивают горячим воздухом при температуре 90-180°С до остаточной влажности 5-10% и фасуют в тару весовой емкостью 0,25-250 кг.

Кроме того, в качестве исходного сырья могут использовать сухой гранулированный жом отходов сахарного производства.

Кроме того, в качестве исходного сырья могут использовать влажный жом отходов сахарного производства.

Кроме того, щелочной раствор могут изготавливать с использованием гидрооксида натрия, гидрооксида калия, гидрооксида кальция, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, карбоната натрия, карбоната калия.

Кроме того, при низком значении рН 7,5-10,5 температуру могут удерживать на уровне 45°С, при необходимости увеличивают до 55°С.

Кроме того, поддержание заданной концентрации атомарного кислорода, кислорода, озона могут осуществлять за счет прибавления небольших порций пероксиуксусной кислоты, пероксида водорода.

Кроме того, инактивацию атомарного кислорода могут проводить так же гидросульфитом натрия, пиросульфитом натрия, сульфитом натрия, сульфитом калия, сульфитом кальция, гидросульфитом кальция, бисульфитом калия.

Установка для производства пищевых волокон из растительного сырья по вышеуказанному способу, содержащая последовательно соединенные измельчитель исходного сырья, устройства химической обработки, выделения, измельчения, сушки и фасования готового продукта, при том, что установка снабжена средством предварительной мойки щелочным раствором с рН 7,5-13,5 при температуре 20-45°С в соотношении гидромодуля 1:9-1:15, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства измельчения твердых частиц до размера 3-5 мм, выход которого соединен средством подачи со входом устройства промывки чистой водой в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства осветления водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л, при температуре не более 20°С и рН>7 в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства обработки озоном барботированием и перемешиванием, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, выход которого соединен средством подачи со входом устройства промывки питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства диспергирования до размеров частиц 0,05-0,4 мм, выход которого соединен средством подачи со входом устройства обезвоживающего центрифугирования при факторе разделения 2000-3000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства сушки горячим воздухом при температуре 90-180°С до остаточной влажности 5-10%, выход которого соединен средством подачи со входом устройства фасования в тару весовой емкостью 0,25-250 кг.

Под фактором разделения понимают Fr=w²R/g, где w - угловая скорость вращения ротора, R - радиус ротора, g - ускорение свободного падения (Шкоропад Д.Е. Центрифуги для химических производств. М., 1975; Соколов В.И. Центрифугирование, М., 1976).

Осуществление.

Заявляемый результат интеллектуальной деятельности может быть реализован, например, в следующем варианте.

Исходное сырье, например сухая свекловичная стружка отходов сахарного производства, предварительно промывается щелочным раствором с рН 7,5-13,5 при температуре 20-45°С, в соотношении гидромодуля 1:9-1:15. Щелочной раствор может быть приготовлен с использованием гидрооксида натрия, гидрооксида калия, гидрооксида кальция, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, карбоната натрия, карбоната калия. При низком значении рН 7,5-10,5 температуру держат на уровне 45°С, при необходимости увеличивают до 55°С. Затем отжимается центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, затем ее измельчают до размера твердых частиц 3-5 мм, после чего промывают чистой водой в соотношении 1:2-1:4, после этого повторно центрифугируют при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, затем осветляют водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л. Поддержание заданной концентрации может осуществляться так же за счет прибавления небольших порций пероксиуксусной кислоты, пероксида водорода, при температуре не более 20°С и рН>7 в соотношении 1:2-1:4, после этого подвергают обработке озоном в количестве 0,01-0,5% в пересчете на сухое вещество путем последовательных барботирования и одновременного перемешивания в течение 15-30 минут, выдерживают при перемешивании в течение 15-30 минут, барботирутот и одновременного перемешивают в течение 10-20 минут, выдерживают при перемешивании в течение 10-20 минут, затем инактивируют атомарный кислород путем добавления тиосульфата натрия в количестве 1,05 эквивалента от остаточного активного кислорода. Инактивацию можно проводить так же гидросульфитом натрия, пиросульфитом натрия, сульфитом натрия, сульфитом калия, сульфитом кальция, гидросульфитом кальция, бисульфитом калия. После химобработки отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, затем снова промывают питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, после чего измельчают до размеров частиц 0,05-0,4 мм, затем обезвоживают центрифугированием при факторе разделения 2000-3000 в течение 10-20 минут, направляют на сушку горячим воздухом при температуре 90-180°С до остаточной влажности 5-10%. Полученное пищевое волокно фасуют в тару весовой размерностью 0,25-250 кг.

Установка для получения пищевых волокон заявляемым способом может быть выполнена в следующем исполнении.

Установка снабжена средством предварительной мойки щелочным раствором с рН 7,5-13,5 при температуре 20-45°С в соотношении гидромодуля 1:9-1:15, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства измельчения твердых частиц до размера 3-5 мм, выход которого соединен средством подачи со входом устройства промывки чистой водой в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства осветления водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л, при температуре не более 20°С и рН>7 в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства обработки озоном барботированием и перемешиванием, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, выход которого соединен средством подачи со входом устройства промывки питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства диспергирования до размеров частиц 0,05-0,4 мм (например, установкой гомогенизации с тарельчатым клапаном), выход которого соединен средством подачи со входом устройства обезвоживающего центрифугирования при факторе разделения 2000-3000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства сушки горячим воздухом при температуре 90-180°С до остаточной влажности 5-10%, выход которого соединен средством подачи со входом устройства фасования в тару весовой емкостью 0,25-250 кг.

Применимость.

Заявляемый результат интеллектуальной деятельности соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства пищевых волокон из растительного сырья включает измельчение исходного сырья, химическую обработку, выделение, измельчение, сушку и фасование готового продукта. В качестве исходного сырья используют сухую свекловичную стружку отходов сахарного производства, или сухой гранулированный жом отходов сахарного производства, или влажный жом отходов сахарного производства, которую предварительно моют щелочным раствором с pH 7,5-13,5 при температуре 20-45°C в соотношении гидромодуля 1:9-1:15, затем отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, измельчают до размера твердых частиц 3-5 мм, промывают чистой водой в соотношении 1:2-1:4, повторно центрифугируют при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, осветляют водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л, при температуре не более 20°C и pH>7 в соотношении 1:2-1:4, затем подвергают обработке озоном в количестве 0,01-0,5% в пересчете на сухое вещество путем последовательных барботирования и одновременного перемешивания в течение 15-30 минут, выдержки при перемешивании в течение 15-30 минут, барботирования и одновременного перемешивания в течение 10-20 минут, выдержки при перемешивании в течение 10-20 минут, затем инактивируют атомарный кислород путем добавления тиосульфата натрия в количестве 1,05 эквивалента от остаточного активного кислорода, отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, промывают питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, диспергируют до размеров частиц 0,05-0,4 мм, обезвоживают центрифугированием при факторе разделения 2000-3000 в течение 10-20 минут, высушивают горячим воздухом при температуре 90-180°C до остаточной влажности 5-10% и фасуют в тару весовой емкостью 0,25-250 кг. Изобретение позволяет повысить стабильность качества и свойств готовой продукции, а также получить узкую диапазонную размерность и стабильную структуру пищевых волокон. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ производства пищевых волокон из растительного сырья, включающий измельчение исходного сырья, химическую обработку, выделение, измельчение, сушку и фасование готового продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют сухую свекловичную стружку отходов сахарного производства, или сухой гранулированный жом отходов сахарного производства, или влажный жом отходов сахарного производства, которую предварительно моют щелочным раствором с рН 7,5-13,5 при температуре 20-45°C в соотношении гидромодуля 1:9-1:15, затем отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, измельчают до размера твердых частиц 3-5 мм, промывают чистой водой в соотношении 1:2-1:4, повторно центрифугируют при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, осветляют водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л, при температуре не более 20°C и pH>7 в соотношении 1:2-1:4, затем подвергают обработке озоном в количестве 0,01-0,5% в пересчете на сухое вещество путем последовательных барботирования и одновременного перемешивания в течение 15-30 минут, выдержки при перемешивании в течение 15-30 минут, барботирования и одновременного перемешивания в течение 10-20 минут, выдержки при перемешивании в течение 10-20 минут, затем инактивируют атомарный кислород путем добавления тиосульфата натрия в количестве 1,05 эквивалента от остаточного активного кислорода, отжимают центрифугированием при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, промывают питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, диспергируют до размеров частиц 0,05-0,4 мм, обезвоживают центрифугированием при факторе разделения 2000-3000 в течение 10-20 минут, высушивают горячим воздухом при температуре 90-180°C до остаточной влажности 5-10% и фасуют в тару весовой емкостью 0,25-250 кг.

2. Установка производства пищевых волокон из растительного сырья, содержащая последовательно соединенные измельчитель исходного сырья, устройства химической обработки, выделения, измельчения, сушки и фасования готового продукта, отличающаяся тем, что установка снабжена средством предварительной мойки щелочным раствором с pH 7,5-13,5 при температуре 20-45°C в соотношении гидромодуля 1:9-1:15, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства измельчения твердых частиц до размера 3-5 мм, выход которого соединен средством подачи со входом устройства промывки чистой водой в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства осветления водой, содержащей атомарный кислород, кислород, озон суммарной концентрацией не менее 35 мг/л, при температуре не более 20°C и pH>7 в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства обработки озоном барботированием и перемешиванием, выход которого соединен средством подачи со входом устройства центрифугирования при факторе разделения 1500-2000 в течение 5-10 минут, выход которого соединен средством подачи со входом устройства промывки питьевой водой в соотношении 1:2-1:4, выход которого соединен средством подачи со входом устройства диспергирования до размеров частиц 0,05-0,4 мм, выход которого соединен средством подачи со входом устройства обезвоживающего центрифугирования при факторе разделения 2000-3000, выход которого соединен средством подачи со входом устройства сушки горячим воздухом при температуре 90-180°C до остаточной влажности 5-10%, выход которого соединен средством подачи со входом устройства фасования в тару весовой емкостью 0,25-250 кг.