СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЙОДИРОВАННОЙ ПИЩЕВОЙ СОЛИ Российский патент 2020 года по МПК A23L27/40 C01D3/12 C01D3/06 

Область техники.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в производстве йодированной поваренной соли.

Предшествующий уровень техники.

Из уровня техники известен способ получения йодированной поваренной соли, в котором в водный раствор йодосодержащей добавки вводят пищевой эмульгатор и обрабатывают полученную смесь ультразвуком, затем при ультразвуковом воздействии вводят фторид натрия, и полученную таким образом добавку тщательно перемешивают с поваренной солью (SU 1680629, C01D 3/04, 1991). Недостатком данного способа является неравномерность распределения йодосодержащих веществ и возможность разложения йодосодержащих добавок, которые наносятся на поверхность кристаллов соли. Основной недостаток любого способа нанесения йодосодержащих добавок на поверхность кристаллов соли состоит именно в нестойкости йодосодержащих веществ, находящихся на поверхности кристаллов соли.

Все способы йодирования соли, используемые в промышленности в настоящее время, применяют нанесение йодосодержащих веществ на поверхность кристаллов соли. Именно поэтому срок годности поваренной йодированной соли не превышает один год. За счет применения более качественной упаковки, которая препятствует разложению йодосодержащих веществ, находящихся на поверхности кристаллов соли, достигают продления срока годности йодированной соли, однако такая упаковка - дорогостоящая.

Известен также способ получения йодированной поваренной соли, включающий введение йодосодержащих добавок в рассол и последующую кристаллизацию соли из этого рассола (RU 2179147, С01В 3/08, 2002). При этом процесс кристаллизации, который осуществляют в самосадочных бассейнах, протекает медленно (несколько месяцев). Только часть молекул йодосодержащих веществ становятся зародышами кристаллов, вследствие чего происходит потеря йодосодержащих веществ и возникает неравномерное распределение этих веществ в поваренной соли. Неравномерность распределения йодосодержащих веществ в йодированной поваренной соли - основной фактор, препятствующий введению всеобщего употребления в пищу исключительно йодированной соли и решению таким способом проблемы йододефицита. При неравномерном распределении йодосодержащих добавок невозможно исключить вероятность передозировки йода при употреблении исключительно йодированной соли. Передозировка йода может нанести вред здоровью. ВОЗ выработала нормативы предельно допустимого количества суточного потребления йода. Для того чтобы гарантированно удовлетворить этим нормативам, при употреблении в пищу исключительно йодированной соли, концентрация йодосодержащих веществ не должна превышать 200 мг/кг соли.

Известен также способ получения поваренной соли с добавками (PCT/RU 2004/000108). Недостатки, связанные с нахождением йодосодержащих веществ на поверхности кристаллов соли и/или неравномерностью распределения йодосодержащих веществ в соли, преодолены в этом способе йодирования соли, включающем обработку рассола с йодосодержащими веществами ультразвуком в режиме кавитации и последующей кристаллизации соли из такого раствора, причем частота ультразвука более 18 кГц, интенсивность - более 4 Вт/см². При этом способе йодирования соли кристаллы представляют собой твердый раствор поваренной соли и йодосодержащих веществ. Иодосодержащие вещества, расположенные внутри кристалла соли, обладают повышенной стойкостью по сравнению с йодосодержащимися веществами, находящимися на поверхности кристаллов соли. Таким образом, решена проблема ограниченности срока годности йодированной соли.

При обработке ультразвуком происходит интенсивное перемешивание рассола, что приводит к одинаковой концентрации йодосодержащих веществ во всех кристаллах соли. Таким образом, решена проблема неоднородности распределения йодосодержащих веществ в соли и создана технологическая предпосылка для введения исключительного употребления в пищу йодированной соли без опасения передозировки йода. Недостаток указанного способа - большие энергозатраты, обусловленные необходимостью ультразвуковой обработки больших масс рассола.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения поваренной соли с добавками (RU 2422362, МПК C01D 3/06, B01J 9/10, опубл. 27.06.2011). Недостатки, связанные с большими энергозатратами, преодолены в этом способе тем, что вносят йодосодержащие добавки и обрабатывают ультразвуком только часть рассола, при этом концентрация йодосодержащих веществ не превышает 200 мг/кг соли, затем имеющую йодосодержащие добавки и кристаллизовавшуюся при обработке ультразвуком соль смешивают с нейодированной солью до достижения концентрации йодосодержащих веществ 40±15 мг/кг соли, время ультразвукового воздействия составляет не менее 4 мин, при этом ультразвуковую обработку начинают при температуре рассола, отличающейся от температуры кипения не более чем на 30°С. Недостаток указанного способа - относительно низкая доля йодосодержащего вещества (йодата калия), содержащегося внутри кристаллов соли, а не на поверхности этих кристаллов. Доля йодата калия внутри кристаллов соли при этом способе не превышает 20%.

Раскрытие изобретения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение доли йодата калия, содержащегося внутри кристаллов соли, а не на поверхности этих кристаллов.

Решение поставленной задачи обеспечивается следующим образом.

В способе получения йодированной пищевой соли, включающем введение йодата калия в рассол, обработку рассола с йодатом калия ультразвуком в режиме кавитации при частоте ультразвука более 18 кГц и интенсивности более 4 Вт/см² при этом ультразвуковую обработку начинают при температуре рассола, отличающейся от температуры кипения не более чем на 30°С, смешение соли, имеющей добавку йодата калия и кристаллизовавшейся при обработке ультразвуком, с нейодированной солью до достижения концентрации йодосодержащих веществ 40±15 мг/кг в пересчете на йод, отличающийся тем, что длительность ультразвукового воздействия подбирают таким образом, чтобы объем выпариваемого рассола уменьшился более чем в 2 раза.

Технический результат способа получения йодированной поваренной соли достигается в силу того, что йодируют соль, применяя ультразвуковую обработку рассола, только части соли. Для удовлетворения требования ГОСТ по концентрации йодосодержащих веществ (йодата калия), с одной стороны, и требований ВОЗ по предельно допустимому количеству потребляемого йода, с другой, необходимо йодировать примерно 20…25% соли и смешивать йодированную соль и нейодированную соль. В результате происходит снижение энергозатрат на йодирование соли в 3…5 раз.

Начинают ультразвуковое воздействие при температуре, близкой к температуре кипения рассола, однако ниже температуры кипения. Для снижения энергозатрат и повышения эффективности зародышеобразования кристаллов соли необходимо ограничить разницу температур начала ультразвукового воздействия и кипения рассола. Эксперименты показали: если разница этих температур составляет более 30°С - наряду с процессом образования зародышей кристаллов соли происходит обратный процесс -растворение образовавшихся зародышей кристаллов соли. В результате происходит рост затрат энергии (на повторное образование зародышей кристаллов соли). Следовательно, необходимо начинать ультразвуковую обработку рассола при температуре рассола, отличающейся от температуры кипения не более чем на 30°С.

Ультразвуковое воздействие на рассол с растворенными в нем йодосодержащими веществами приводит к тому, что процесс кристаллизации соли из рассола интенсифицируется. Режим кристаллизации меняется под воздействием ультразвука с диффузионного (при котором скорость кристаллизации лимитирует поступление молекул соли на поверхность кристаллов), на линейный, при котором молекулы соли и молекулы йодата калия, попадающие на поверхность кристаллов соли не успевают занять наиболее энергетически выгодное положение на поверхности кристаллов соли. Следствие смены режима кристаллизации - невозможность вытеснения молекул йодата калия на поверхность кристаллов соли и, соответственно, попадание йодата калия внутрь кристаллов соли. Прекращение ультразвукового воздействия ведет к возврату диффузионного режима кристаллизации, при котором молекулы йодата калия вытесняются на поверхность кристаллов соли. При длительности ультразвукового воздействия, подобранной таким образом, чтобы объем выпариваемого рассола уменьшился более, чем в 2 раза, количество кристаллизовавшейся йодированной соли, содержащей йодат калия внутри кристаллов соли, составит более 50%. Таким образом, решается задача повышения доли йодата калия, содержащегося внутри кристаллов соли, а не на поверхности этих кристаллов.

Пример осуществления изобретения.

Заявленный способ изобретения может быть осуществлен в ультразвуковом реакторе с последующей кристаллизацией йодированной пищевой соли в выварочном аппарате следующим образом.

Насыщенный рассол при температуре 85°С обрабатывают ультразвуком частотой 22 кГц, интенсивностью 5 Вт/см² в ультразвуковом реакторе. Длительность ультразвукового воздействия, подобирают таким образом, чтобы объем выпариваемого рассола уменьшился более, чем в 2 раза. Процесс протекает в режиме кавитации. Концентрация йодосодержащих веществ - 200 мг/кг соли. Производят выварку соли. Затем йодированную соль добавляют к нейодированной соли в соотношении 1:4. В результате получают выварочную йодированную поваренную соль с концентрацией йодосодержащих веществ 40 мг/кг соли. При этом йодосодержащие вещества содержатся внутри кристаллов соли в виде твердого раствора. Передозировка йодом исключена, поскольку концентрация йодосодержащих веществ в соли однородна и не может превышать 200 мг/кг соли.

Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности. Способ получения йодированной пищевой соли включает введение йодата калия в рассол и обработку рассола с йодатом калия ультразвуком в режиме кавитации при частоте ультразвука более 18 кГц и интенсивности более 4 Вт/см². При этом время ультразвукового воздействия подбирают таким образом, чтобы объем выпариваемого рассола уменьшился более чем в 2 раза при воздействии ультразвука. Ультразвуковую обработку начинают при температуре рассола, отличающейся от температуры кипения не более чем на 30 °С. Затем имеющую йодосодержащую добавку (йодат калия) и кристаллизовавшуюся при обработке ультразвуком соль смешивают с нейодированной солью до достижения концентрации йодата калия 40±15 мг/кг соли в пересчете на йод. Предлагаемый способ получения йодированной пищевой соли позволяет снизить энергозатраты на йодирование соли в 3-5 раз, увеличить срок годности получаемого продукта, увеличить долю йодата калия, содержащегося внутри кристаллов соли. 1 пр.

Способ получения йодированной пищевой соли, включающий введение йодата калия в рассол, обработку рассола с йодатом калия ультразвуком в режиме кавитации при частоте ультразвука более 18 кГц и интенсивности более 4 Вт/см² при этом ультразвуковую обработку начинают при температуре рассола, отличающейся от температуры кипения не более чем на 30 °С, смешение соли, имеющей добавку йодата калия и кристаллизовавшейся при обработке ультразвуком, с нейодированной солью до достижения концентрации йодосодержащих веществ 40±15 мг/кг в пересчете на йод, отличающийся тем, что длительность ультразвукового воздействия подбирают таким образом, чтобы объем выпариваемого рассола уменьшился более чем в 2 раза.