СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВЕКЛОВИЧНЫХ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН Российский патент 2019 года по МПК A23L19/10 A23L33/21 

Область техники.

Заявляемый результат интеллектуальной деятельности изобретение, которое относится к технике и технологии производства практически не усваиваемой пищевой добавки для продуктов пониженной калорийности, в т.ч. загустители для мясных полуфабрикатов, влагоудерживающие компоненты, а также стабилизаторы для мучных и кондитерских изделий, соусов и молочных продуктов, улучшители для хлебобулочных изделий.

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 N 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 N 5112638, кл. А23L 1/214, 1992).

Известен 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 обработки 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 N2070810, кл. A23L 1/10, A23L 1/212).

Наиболее близким является 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 или сухой гранулированный жом отходов сахарного производства или влажный жом отходов сахарного производства, которые 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 (смотр. патент на изобретение РФ №2578057).

Недостатками всех вышеуказанных способов и устройств являются значительные энергозатраты, наличие примесей, относительно низкая влагоудерживающая способность, нерегулярность структуры, дисперсия качества.

Раскрытие.

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

Технический результат - снижение энергозатрат, отсутствие примесей, высокая влагоудерживающая способность.

Указанный результат достигается тем, что применяют способ производства пищевых волокон из растительного сырья, включающий измельчение исходного сырья, химическую обработку, отбеливание, измельчение, сушку и фасовку готового продукта, при этом в качестве исходного сырья используют сухую свекловичную стружку отходов сахарного производства, которую предварительно направляют в пневмосортировальную машину, очищают от примесей, колотого и мелкого жома, далее очищают от металлических примесей с помощью магнитов, направляют на отмывку, по меньшей мере, в одной барботажной ванне при температуре воды от 10 до 70°С, затем замачивают в воде с диапазоном гидромодуля от 1/8 до 1/50 при температуре от 5 до 50°С, добавляют реагент до концентрации в реакционной смеси 0,5-5 г/л, интенсивно перемешивают в течение 30-180 минут, затем полученный раствор суспензии нейтрализуют до рН 6,5-8 с помощью нейтрализующего агента, затем отбеливают отбеливающим агентом, обеспечивающим бесперебойное образование активного кислорода в течение 1-24 часов при температуре 18-55°С в щелочной среде с диапазоном рН 8,5-13, далее отбеленный полуфабрикат промывают водой температурой 10-60°С не более 20 минут, обрабатывают острым паром 100-110°С, затем полуфабрикат отжимают шнековым прессом до влажности 60-80% и направляют на сушку длительностью 1-20 минут с температурой теплоагента 60-170°С, высушенный продукт измельчают и сортируют по размерным фракциям.

Кроме того, при нейтрализации суспензии свекловичной стружки в растворе могут использовать следующие нейтрализующие реагенты или их комбинации: гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, гидроксид магния, карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, гидрокарбонат кальция, гидрокарбонат магния, фосфат натрия, фосфат калия.

Кроме того, для отбелки могут использовать следующие отбеливающие реагенты или их комбинации: перекись водорода, пероксид кальция, надуксусная кислота, перекись бензоила.

Кроме того, при отмывке могут использовать одну стадию в барботажной ванне с температурой воды 20-70°С со временем отмывки 10-60 минут.

Кроме того, при отмывке могут использовать каскад из трех барботажных ванн с температурами 10-30, 30-40, 40-60°С соответственно.

Кроме того, после стадии отмывки могут осуществлять измельчение до размера частиц не более 5 мм.

Кроме того, на стадии замачивания могут использовать следующие реагенты или их комбинации: сульфат аммония, дигидроортофосфат натрия, дигидроортофосфат калия, дигидроортофосфат магния, хлорид натрия, хлорид аммония, фосфорная кислота, фосфат аммония, сульфаминовая кислота, серная кислота, гидроортофосфат натрия, гидроортофосфат калия, гидроортофосфат аммония, дигидроортофосфат аммония.

Кроме того, для обеспечения заданного диапазона рН могут использовать следующие реагенты или их комбинации: гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, гидроксид магния, карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, гидрокарбонат кальция, гидрокарбонат магния, фосфат натрия, фосфат калия.

Кроме того, отбелку могут осуществлять в специальных емкостях с механическими мешалками или в противоточном экстракторе для растительного сырья.

Кроме того, промывку отбеленного полуфабриката могут осуществлять в первой емкости в течение 20-30 минут при температуре 10-20°С, а затем в следующей емкости в течение 20-30 минут при температуре 55-60°С.

Кроме того, в первую емкость могут добавлять сульфит натрия и каталазу в количестве, достаточном для полного удаления остаточного отбеливающего агента из продукта, а во второй емкости промывать слабым раствором пищевой кислоты при рН в диапазоне 3-6.

Кроме того, в первую емкость для промывки могут дополнительно добавлять хлорид натрия в концентрации до 10 г/л.

Кроме того, между двух стадий отжима полуфабриката могут добавлять стадию промывки между ними раствором хлористого натрия с концентрацией 1-5 г/л, либо водой с добавлением пищевых кислот с рН в диапазоне 3-6 - с температурой 10-60°С.

Кроме того, для сушки могут использовать сушилку одного из следующих типов: аэродинамическая, аэрофонтанная, паровая, барабанная, вакуумная, инфракрасная.

Кроме того, сушку могут осуществлять в несколько последовательных стадий.

Осуществление.

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

Сухую свекловичную стружку, отход сахарного производства, предварительно направляют в пневмосортировальную машину, очищают от примесей, колотого и мелкого жома, далее очищают от металлических примесей с помощью магнитов, и далее направляют на отмывку. Отмывку осуществляют в каскаде из двух барботажных ванн. При чем в первой ванне температура промывной воды 23°С, а во второй - 48°С. Время промывки не более 20 минут.

Затем отмытая стружка направляется на стадию замачивания при гидромодуле 1/20 и температуре 34°С. В емкость добавляют монокальцийфосфат до концентрации 4,4 г/л. Процесс ведут в течение 150 минут при интенсивном перемешивании. По истечении времени реакционную смесь нейтрализуют гидрокарбонатом натрия до рН 7,1. Далее стружку направляют на стадию отбелки.

На стадии отбелки добавляют пероксид кальция исходя из соотношения 1 кг пероксида кальция на 8 кг свекловичной стружки и гидроксид калия до рН 12. Процесс отбелки ведут в течение 9 часов при температуре 21°С.

После отбелки полуфабрикат промывают водой при температуре 53°С в течение 20 минут. Потом обрабатывают острым паром температурой 101°С и подают на пресс, где отжимают до влаги 75-80%.

После пресса продукт поступает на аэрофонтанную сушилку, где он сушится при температуре 120°С в течение 12 минут.

Высушенный продукт измельчают и сортируют по фракциям.

Применимость.

Заявляемый результат интеллектуальной деятельности соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства пищевых волокон из растительного сырья, включающий измельчение исходного сырья, химическую обработку, отбеливание, измельчение, сушку и фасовку готового продукта, при этом в качестве исходного сырья используют сухую свекловичную стружку отходов сахарного производства, которую предварительно направляют в пневмосортировальную машину, очищают от примесей, колотого и мелкого жома, далее очищают от металлических примесей с помощью магнитов. Затем направляют на отмывку по меньшей мере в одной барботажной ванне при температуре воды от 10 до 70°С, далее замачивают в воде с диапазоном гидромодуля от 1/8 до 1/50 при температуре от 5 до 50°С, добавляют реагент до концентрации в реакционной смеси 0,5-5 г/л, интенсивно перемешивают в течение 30-180 минут. Полученный раствор суспензии нейтрализуют до рН 6,5-8 с помощью нейтрализующего агента, затем отбеливают отбеливающим агентом, обеспечивающим бесперебойное образование активного кислорода в течение 1-24 часов при температуре 18-55°С в щелочной среде с диапазоном рН 8,5-13, далее отбеленный полуфабрикат промывают водой температурой 10-60°С не более 20 минут, обрабатывают острым паром температурой 100-110°С. Полученный полуфабрикат отжимают шнековым прессом до влажности 60-80% и направляют на сушку длительностью 1-20 минут с температурой теплоагента 60-170°С, высушенный продукт измельчают и сортируют по размерным фракциям. Изобретение позволяет повысить влагоудерживающую способность продукта, снизить содержание примесей. 14 з.п. ф-лы.

1. Способ производства пищевых волокон из растительного сырья, включающий измельчение исходного сырья, химическую обработку, отбеливание, измельчение, сушку и фасовку готового продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют сухую свекловичную стружку отходов сахарного производства, которую предварительно направляют в пневмосортировальную машину, очищают от примесей, колотого и мелкого жома, далее очищают от металлических примесей с помощью магнитов, направляют на отмывку по меньшей мере в одной барботажной ванне при температуре воды от 10 до 70°С, затем замачивают в воде с диапазоном гидромодуля от 1/8 до 1/50 при температуре от 5 до 50°С, добавляют реагент до концентрации в реакционной смеси 0,5-5 г/л, интенсивно перемешивают в течение 30-180 минут, затем полученный раствор суспензии нейтрализуют до рН 6,5-8 с помощью нейтрализующего агента, затем отбеливают отбеливающим агентом, обеспечивающим бесперебойное образование активного кислорода в течение 1-24 часов при температуре 18-55°С в щелочной среде с диапазоном рН 8,5-13, далее отбеленный полуфабрикат промывают водой температурой 10-60°С не более 20 минут, обрабатывают острым паром температурой 100-110°С, затем полуфабрикат отжимают шнековым прессом до влажности 60-80% и направляют на сушку длительностью 1-20 минут с температурой теплоагента 60-170°С, высушенный продукт измельчают и сортируют по размерным фракциям.

2. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что при нейтрализации суспензии свекловичной стружки в растворе используют следующие нейтрализующие реагенты или их комбинации: гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, гидроксид магния, карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, гидрокарбонат кальция, гидрокарбонат магния, фосфат натрия, фосфат калия.

3. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что для отбелки используют следующие отбеливающие реагенты или их комбинации: перекись водорода, пероксид кальция, надуксусная кислота, перекись бензоила.

4. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что при отмывке используют одну стадию в барботажной ванне с температурой воды 20-70°C, с временем отмывки 10-60 минут.

5. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что при отмывке используют каскад из трех барботажных ванн с температурами 10-30°С, 30-40°С, 40-60°С соответственно.

6. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что после стадии отмывки осуществляют измельчение до размера частиц не более 5 мм.

7. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что на стадии замачивания используют следующие реагенты или их комбинации: сульфат аммония, дигидроортофосфат натрия, дигидроортофосфат калия, дигидроортофосфат магния, хлорид натрия, хлорид аммония, фосфорная кислота, фосфат аммония, сульфаминовая кислота, серная кислота, гидроортофосфат натрия, гидроортофосфат калия, гидроортофосфат аммония, дигидроортофосфат аммония.

8. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения заданного диапазона рН используют следующие реагенты или их комбинации: гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, гидроксид магния, карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, гидрокарбонат кальция, гидрокарбонат магния, фосфат натрия, фосфат калия.

9. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что отбелку осуществляют в специальных емкостях с механическими мешалками или в противоточном экстракторе для растительного сырья.

10. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что промывку отбеленного полуфабриката осуществляют в первой емкости в течение 20-30 минут при температуре 10-20°С, а затем в следующей емкости в течение 20-30 минут при температуре 55-60°С.

11. Способ производства пищевых волокон по п. 10, отличающийся тем, что в первую емкость добавляют сульфит натрия и каталазу в количестве, достаточном для полного удаления остаточного отбеливающего агента из продукта, а во второй емкости промывают слабым раствором пищевой кислоты при рН в диапазоне 3-6.

12. Способ производства пищевых волокон по п. 11, отличающийся тем, что в первую емкость для промывки дополнительно добавляют хлорид натрия в концентрации до 10 г/л.

13. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что между двумя стадиями отжима полуфабриката добавляют стадию промывки между ними раствором хлористого натрия с концентрацией 1-5 г/л либо водой с добавлением пищевых кислот с рН в диапазоне 3-6, с температурой 10-60°С.

14. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что для сушки используют сушилку одного из следующих типов: аэродинамическая, аэрофонтанная, паровая, барабанная, вакуумная, инфракрасная.

15. Способ производства пищевых волокон по п. 1, отличающийся тем, что сушку осуществляют в несколько последовательных стадий.