СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР С ПОЛУЧЕНИЕМ ПЕКТИНОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИЙ Российский патент 2023 года по МПК C08B37/06 A23L21/12 A61K31/732 A61K47/36 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в медицинской практике для лечения стресс-индуцированных заболеваний и поражений органов человека радионуклидами, типичными для выбросов при авариях на атомных электростанциях.

Общий технический уровень.

Известен способ получения пищевого пектина из сухого свекловичного жома, включающий промывку сырья водой, кислотный гидролиз, отделение гидролизата, экстрагирование жома, осаждение спиртом пектина, его прессование, очистку и сушку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества пектина, повышения его выхода и снижения расхода реагентов, при промывке сырья температуру воды поддерживают 15-25°С, промывку ведут в течение 10-20 мин, гидролиз проводят при непрерывном отборе гидролизата с нагревом его до 73-78°С и повторным пропуском его через слой жома с кратностью 3-6 до получения конечного гидролизата с содержанием пектиновых веществ 0,9-1,4%, экстрагирование проводят водой при непрерывном отборе экстракта с нагревом его до 65-70° и повторным пропуском через слой жома с кратностью такой, как и при гидролизе, с отбором экстракта с содержанием пектиновых веществ в нем не менее 0,2%, полученный экстракт смешивают с гидролизатом, полученную смесь подвергают осаждению, прессованию и сушке, а оставшуюся часть экстракта возвращают на повторный гидролиз. При этом для очистки спиртово-кислотной смеси после осаждения пектина в нее вводят фильтроперлит в соотношении 0,6-0,8% к объему смеси и известковое молоко до рН 6,0-6,5 с перемешиванием в течение 5-10 мин раствора [А.С. СССР №1650064, Способ получения пищевого пектина из сухого свекловичного жома. МПК A23L 1/52. Авторы: Супрунчук В.К., Карпович Н..С, Роменский Н.П., Киореску Е.Н., Жарик Б.Н., Слободян О.П., Теличук Л.К. Заявлен 1988-07-11, опубликован Б.И. №19, 23.05.91].

Недостатком этого способа является низкий выход пектиновых веществ, а также их низкое качество. Это вызвано действием высококонцентрированных кислот, способных вызвать деполимеризацию пектина в результате гидролиза гликозидных связей, т.е. распад полисахаридов и, следовательно, снижение выхода и качества получаемого пектина. Продолжительный по времени кислотный гидролиз, при высокой температуре, также ведет к полной деградации пектиновых молекул вплоть до галактуроновой кислоты.

Известен способ переработки растительного сырья с получением пектина и пектинсодержащих пищевых продуктов и линия для его осуществления [патент РФ №2354140 «Способ переработки растительного сырья с получением пектина и пектинсодержащих пищевых продуктов и линия для его осуществления» Авторы и патентообладатели Агаев Н.М и др. МПК (2006.01) A23L 1/0524. Заявка: №2007143637/13 от 2007.11.27. Опубликовано: 2009.05.10]. Способ предусматривает мойку сырья водой, его измельчение, после чего проводят гидродинамическую кавитацию, обработку ультразвуком при частоте 300-400 Гц, а затем кислотный гидролиз при рН 5,0-6,0, температуре 68-72°С в течение 50-70 мин. Сепарируют полученный экстракт, проводят ультрафильтрационную очистку пектинсодержащего экстракта, осаждение пектиновых веществ хлоридом кальция и их очистку этиловым спиртом.

В патенте приведены три примера получения пектина из арбузных корок.

Пример №1. Измельченные арбузные корки после кавитационной и ультразвуковой обработки (300 Гц), подвергают кислотному гидролизу соляной кислотой (рН 5,0) при 68°С, в течение 50 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют, добавляют 20%-ый раствор хлористого кальция. Образовавшийся пектиновый коагулят отделяется при помощи центрифугирования. Выделение пектина осуществляется спиртовым методом осаждения (двукратная промывка 80%) и 96% раствором спирта, соотношение коагулята и спирта 1:5). Осадок высушивают при t=50°C (массовая доля влаги 7-9%) и измельчают до порошкообразного состояния. Выход продукта при данных условиях составляет 16,2-17,2% от массы выжимок арбузных корок.

Линия выделения пектина состоит из большого числа технических устройств:

1. Пектинсодержащее сырье (арбузные корки) измельчаются до стружкообразного состояния.

2. 3атем подвергается обработке кавитацией в роторно-кавитационной установке при 3000 об./мин (Пр. - YUMIX Р-11М).

3. После процесса кавитации сырье подвергается ультразвуковой обработке при частоте колебаний жидкости 300-400 Гц. [Наиболее оптимальная частота колебаний - 350 Гц. При частоте менее 300 Гц наблюдается снижение выхода пектина, что позволяет судить о низкой эффективности применения процесса ультразвуковой обработки. В случае использования частоты выше 400 Гц также наблюдается снижение выхода пектина. Это можно объяснить резким увеличением плотности измельчаемого сырья, что затрудняет распределение кислоты, при гидролизе, и выход пектиновых веществ в раствор. В этом случае возникают большие потери получаемого продукта].

4. После ультразвуковой обработки сырье поступает на кислотный гидролиз. [В гидромодуль подается кислота с рН 5,0…6,0. При использовании высококонцентрированных кислот происходит деполимеризация пектина в результате гидролиза гликозидных связей, т.е. распад полисахаридов и, следовательно, снижение выхода и качества получаемого пектина. Применение менее концентрированных кислот (рН более 6,0) не дает значительного перехода пектиновых веществ в экстракт, о чем свидетельствует резкое снижение выхода пектина].

5. В процессе гидролиза важна циркуляция смеси кислоты и жома из нижней части гидромодуля в теплообменник, где происходит нагревание до 7°С с последующей подачей нагретого сырья в верхнюю часть гидромодуля. [Нагревание до более высоких температур, как и продолжительный по времени кислотный гидролиз (более 70 мин), может вызвать распад пектиновых веществ. При температуре ниже 68°С концентрация пектиновых веществ в растворе увеличивается, соответственно увеличивается вязкость, это ухудшает циркуляцию жидкости при гидролизе. Кратковременный кислотный гидролиз (менее 50 мин) также дает низкий показатель выхода пектиновых веществ ввиду нехватки времени на проведение процесса. Длительность кислотного гидролиза составляет 50-70 мин.].

6. По истечении времени процесса кислотного гидролиза проводится сепарирование (Промышленная установка СОС-501Т-2)

7. Ультрафильтрационная очистка гидролизата. [Процесс ультрафильтрации ведется с использованием мембран пропускной способностью 15000 дал/сут.].

8. Полученный пектиновый экстракт нейтрализуется 7 до рН 6,5…7. [Для нейтрализации используется 25% раствор аммиака.].

9. Нейтрализованный пектиновый экстракт осаждается. [Осаждение проводят 20%-ым раствором хлористого кальция. Соотношение коагулянта, например, для первой и второй стадии 1:5.].

10. Полученный осадок центрифугировали.

11. Затем нейтрализовали двукратной промывкой коагулята спиртовой смесью аммония (NH₄OH - 0,4% р-р, С₂Н₅ОН - 80% р-р),

12. Для второй промывки использовали С₂Н₅ОН - 96% р-р.

13. Полученный продукт представляет собой коагулят, который сушат в сушильном шкафу ШС1. [Применение данного вида сушки наиболее оптимально, поскольку пектин относится к термочувствительному материалу. При воздействии высоких температур получаемый продукт утрачивает желирующую способность. Это происходит из-за деструкции пектиновых веществ, которая происходит как в результате распада хелатных связей между ионизированными остатками галактуроновой кислоты в молекуле рамногалактуронана, так и вследствие распада водородных связей между метоксилированными остатками галактуроновой кислоты в соседних молекулах рамногалактуронана.] В связи с этим сушка осуществляется при t=50°C в течение 2 часов, что позволяет получить полностью высушенный продукт.

14. Измельчение продукта до порошкообразного состояния производится на микромельнице типа 13-310.

15. Для перекачивания жидкостей используются роторные насосы Х20/31-П-3А, предназначенные для перекачки химически активных, а также вязких жидкостей. Кроме того, для перекачки растворов из резервуаров или иных емкостей применяются винтовые насосы НВЖ-100, предназначенные для перекачки вязких жидкостей.

Основным недостатком способа является использование химических процессов разрушения протопектина арбузных корок для выделения из них пектина и соответственно сложность технологической линии по обеспечению этих процессов.

Из общего уровня техники известен способ ферментативного выделения пектина из сложного комплекса соединений, представляющих протопектин. Этот процесс изучен на примере получения пектина из цельной свеклы, когда свежевыжатый сок свеклы использовали как комплекс ферментов, а именно протопектиназ [патент РФ №2658701. Способ получения свекловичного пектина, МПК (2006.01) С08В 37/06. Заявка: 2017127610, 2017.08.01; Опубликовано: 2018.06.22. Автор: Черников А.М.; Патентообладатель: Черников A.M.].

Ферментативный гидролиз протопектина осуществляют ферментом протопектиназой. В качестве источника протопектиназы используют свежевыжатый сок корнеплодов сахарной свеклы, достигших технологической спелости, в количестве 5-10% от массы пектинового сырья.

Для более полного извлечения пектина из протопектина процедуру повторяют несколько раз. Изобретение позволяет получить пектин из свекловичного жома простым и экологически безопасным способом. Свежеотжатый сок сахарной свеклы вводят в суспензию насыщенного водой протопектина и непрерывно перемешивают в течение 30-60 минут. За это время под действием фермента протопектиназы происходит отщепление от молекулы протопектина полисахаридов арабана и галактана, а пектин переходит в раствор.

Известна линия для получения пектина, включающая установленные последовательно экстрактор, узел разделения пульпы, многоступенчатую ультрафильтрационную установку, электродиализатор для выделения Сахаров и сушилку [патент РФ №2111973, кл. С08В 37/06, Способ получения пектина. Авторы: Волгин В.Д., Свитцов А.А. Патентообладатель А.О. Научно-производственная фирма "ТЭКО". Заявлено: 22.08.1996; опубликовано: 27.05.1998].

Эта линия позволяет при сохранении качества готового продукта существенно уменьшить количество сбрасываемых жидкостей и уменьшить расход воды и кислоты на экстракцию за счет того, что основная часть фильтрата, получаемая на первых ступенях ультрафильтрационной установки и содержащая значительное количество кислоты, возвращается в экстрактор для приготовления экстрагента.

Однако основным недостатком линии является низкий выход конечного продукта пектина - всего 15%.

Известна линия производства пектинового концентрата, включающая последовательно соединенные по сырью средство подачи сырья, промывочную емкость, разделение фаз: сепаратор, пресс, экстрактор-гидролизатор, сепаратор, пресс, фильтр, анионообменник, буферную емкость и выпарную установку, средство подачи воды, соединенное с промывочной емкостью, сборник промывочных вод, вход которого соединен с выходами жидкой фазы сепаратора и пресса и средством подачи хлористого натрия, а выход через катионообменник - со входом экстрактора-гидролизатора [Патент №2163768 - Линия производства пектинового концентрата. Кл. A23L 1/0524, С08В 37/06, Авторы: Земскова З.Г., Ильина И.А., Квасенков О.И., Уврачева Т.В.. Патентообладатель: Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. Заявлено 14.10.1999. Опубликовано: 10.03.2001].

Несмотря на относительно простую конструкцию линии, пониженный расход воды и энергии, известная линия обладает низкой производительностью и низким выходом пектина.

Известен способ переработки растительного сырья с получением пектинсодержащих продуктов [патент РФ №2210250, Патент №2210250 - «Способ переработки растительного сырья с получением пектинсодержащих продуктов». Кл. A23L 1/0524, Авторы: Агаев Н.М., Агаев Ф.Н. Патентообладатель Агаев Н.М., Агаев Ф.Н. Заявлено: 27.02.2002. Опубликовано: 20.08.2003]. Способ предусматривает подготовку растительного сырья, его обработку в роторно-кавитационном экстракторе, сушку и расфасовку. При этом обработку сырья в роторно-кавитационном экстракторе ведут в водном растворе лимонной кислоты в камере экстрагирования при индексе кавитации 2,3-2,8, соотношении водного раствора лимонной кислоты и сырья соответственно (0,3-0,7): 1 и рН смеси 2,3-3,66. Обработку ведут в течение 23-25 с, по меньшей мере однократно, до получения измельченной массы температурой 68-74°С с размером частиц 1,0-3,0 мкм. Затем полученную массу направляют на центрифугирование в поле действия центробежных сил при факторе разделения Fr=1900-2010. В результате центрифугирования получают жидкую фазу - сок с содержанием 1,5-6,0% взвесей от его массы и твердую фазу - пектинсодержащее пищевое волокно. Жидкую фазу подвергают микрофильтрации через керамические мембраны с размерами пор 20-30 мкм при скорости протока 4-6 м/с и давлении 0,25 МПа до содержания в ней 8-14% пектиновых веществ, после микрофильтрации жидкую фазу подвергают распылительной сушке до получения порошка. В качестве растительного сырья используют, как правило, свежее, и/или замороженное, и/или сушеное сырье. Способ позволяет увеличить срок хранения пищевого продукта со стабильной структурой, продукт обладает выраженным вкусом и ароматом.

Известна линия переработки растительного сырья с получением пектина и пектинсодержащих пищевых продуктов, включающая установленные в технологической последовательности блок гидролиза и экстракции пектинсодержащего сырья, содержащий роторно-кавитационный экстрактор, блок разделения и концентрирования пектиновых веществ, включающий последовательно установленные микрофильтрационную и ультрафильтрационную установки, узел сушки пектина и узел фасовки [патент РФ №2131886, Линия производства пектина. Кл. С08В 37/06, авторы: Гореньков Э.С., Квасенков О.И., Кузнецова Е.Н., Нариниянц Г.Р. опубл. 1999.06.20].

Известна линия для производства пектина, содержащая последовательно соединенные сырьевой питатель, роторно-кавитационный экстрактор, промежуточный сборник, протирочную машину, теплообменник, ультрафильтрационную установку, фасовочную установку и стерилизатор, а также средства подачи воды и кислоты в роторно-кавитационный экстрактор [Голубев В.Н., Шелухина Н.П., Пектин: химия, технология, применение. - М.: ИЭЧАТНРФ, 1995, с. 310-311].

Известен способ получения пектина из арбузных корок [патент РФ 2333669 С1. «Способ получения пектина из арбузных корок» Авторов: Бакиев. Г.Ф., Быков А.В., Коротков В.Г., Попов В.П., Тыщенко В.М. Опубликован 20.08.2008]. Способ предусматривает мойку сырья водой, его измельчение, после чего проводят гидродинамическую кавитацию, обработку ультразвуком при частоте 300-400 Гц, а затем кислотный гидролиз при рН 5,0-6,0, температуре 68-72°С в течение 50-70 мин. Сепарируют полученный экстракт, проводят ультрафильтрационную очистку пектинсодержащего экстракта, осаждение пектиновых веществ хлоридом кальция и их очистку этиловым спиртом.

К недостаткам способа относится использование химических веществ для экстракции и осаждения пектина. Недостатками этой линии являются низкая производительность и низкий выход пектина

Известен способ получения пектина из растительного сырья, которое обрабатывают при температуре 60-70°С композицией микробных ферментов, включающей пектинлиазу, гемицеллюлазу, амилазу, а также целлюлазу с активностью 2000-7600 ед/г и протеазу с активностью 70-280 ед/г. При этом суммарная доза микробных ферментов составляет 0,05-0,1% к массе сырья. Далее осуществляют фильтрацию и концентрирование до содержания пектина 3-8%, после чего полученный концентрат обрабатывают в течение 0,25-2 часов препаратом пектинэстеразы с активностью 70-280 ед/г для получения пектина. [Патент №2262865 - Способ производства пектина. Интернет ресурс. Режим доступа: http://allpatents.ru/patent/2262865.html].

Способ не предусматривает процесса стерилизации пектина и, значит, продукт не может использоваться в пищевой промышленности.

Известен Израильский способ производства пектина по сухой ультразвуковой технологии, т.е. без использования кислот и спирта, предложенный компанией Isgoy.group [патент №1650064 «Способ производства пектина по сухой ультразвуковой технологии». Источник информации. Интернет ресурс. Режим доступа: https://info@isco.co.il].

Данная технология засекречена производителями оборудования.

Задачей, поставленной перед настоящим исследованием, была разработка способа получения пектина и пектиносодержащих композиций, в котором исключалось бы использование кислот и спиртов, а вместо кислотной деструкции протопектина использовался биохимический, точнее ферментативный потенциал извлечения пектина. Это бы значительно упростило технологическую линию получения пектиновых композиций.

Поставленная задача решается путем создания технологической линии производства из бахчевых культур (арбузы, дыни, тыквы, далее «арбузы») в которой арбузы моются, разрушаются вначале в шнековой машине до размеров «стружки», а затем ультразвуковым дезинтегратором до размеров наночастиц, затем композиция подвергается ферментативному воздействию препаратом пектинэстеразы с активностью 70-280 ед/г для расщепления протопектинов, За это время под действием фермента протопектиназы происходит отщепление от молекулы протопектина полисахаридов арабана и галактана, а пектин переходит в раствор. Затем смесь осушается на установке «кипящего слоя или лиофилизации», где попутно и стерилизуется, после чего заполняется в товарные ячейки, в которые добавляются фармкомпозиции и вкусоароматическое лакирующее покрытие; после высушивания покрытия готовые формы направляются на маркировку.

Пример конкретного применения

На фигуре приведена технологическая схема производства пектина и пектиносодержащих композиций. Одним из существенных признаков заявляемого технического решения является полная автономность пектинового завода, включая производство сырья на собственной производственной сельскохозяйственной базе, которой является 1,5 тысячи га земель рядом с емкостью сезонного регулирования ОГПЗ, которая за зимний период накапливает 3-4 млн. кубометров биологически очищенных сточных вод, которые нужно потратить на поливное земледелие в летний период. Это позволит пектиновому заводу уйти от рыночных цен на арбузы, что существенно удешевит конечную стоимость пектиновой продукции.

В технологическую схему входит новый способ хранения сырья в виде вентилируемых и защищенных от внешних температур ангаров, в которых бахчевые культуры хранятся в сетчатых контейнерах с откидной стенкой для удобства загрузки/выгрузки и на колесиках для удобства перемещения. Средняя емкость одного контейнера около 150 кг бахчевых (в дальнейшем «арбузов»), размещенных на трех полках контейнера. В ангарах контейнеры располагаются в три ряда ярусами в три контейнера. Ангары, диною до ста метров, вентилируются горизонтально расположенными вентиляторами с термоэлектическим механизмом стабилизации температуры внутри ангара на уровне +5-6°С и с примесью озона для борьбы с грибковым загрязнением внутренних поверхностей. Концентрация озона внутри ангара поддерживается на уровне 7,5 мг/м³. Вентиляционный выброс предусмотрен в противоположном от вентиляторов конце ангара. Серия ангаров, необходимых для круглогодичного обеспечения работы пектинового завода, расположена в шаговой доступности от приемного пункта самого завода.

Характеристики ангаров.

1. Ангары расположены в зоне, защищенной от 100 летней затопляемости паводковыми водами и выше горизонта грунтовых и дождевых вод.

2. Ангары, для сохранения температурного режима, заглублены в грунт не менее, чем на половину высоты боковых стен.

3. Боковые стенки и подошва ангара выполнены из бетона и имеют гидроизоляцию из 2,0 мм пластов полиэтилена низкого давления.

4. Потолки выполнены арочными балками с закрепленными на них листами полиуретанового шифера.

5. Выступающие над уровнем грунта своды ангаров снаружи защищены 10 сантиметровым слоем дерна, аналогичному покрытию футбольных полей, и летом, для сохранения жизнеспособности дерна, периодически увлажняются из пожарных гидрантов.

6. Двери въезда и выезда из ангаров открываются кнаружи и имеют защиту от перепадов температур, т.е. имеют тепловой воздушный запор.

7. Со стороны въезда в ангар размещены устройства стабилизации теплового режима ангаров и устройства озонирования подаваемого воздуха для борьбы с грибковым заражением стенок. В объеме ангара поддерживается концентрация озона на уровне 7,5 мг/м³ при среднегодичной температур +5-6°С.

8. Мощность вентиляторов обеспечивает продуваемость одного ряда сетчатых контейнеров, в которых хранятся арбузы. Рядов всего три в два яруса и вентилятров напора всего 3.

9. На противоположном конце ангара в потолке предусмотрены две выхлопные трубы, обеспеченные вытяжной вентиляцией.

10. Внутри вдоль ангара на трех уровнях размещены рельсовые пролеты для перемещения загруженных контейнеров с условиями плавного заведения и выгрузки контейнеров электропогрузчиком.

11. Длина ангара составляет сто метров.

12. Для круглогодичного обеспечения завода сырьем выделено место и подведена НЭП для трех ангаров.

Характеристика контейнеров

1. Контейнера предназначены для хранения, транспортировки и мытья арбузов.

2. Металлические сетчатые контейнера выполнены прямоугольной формы (h-L-S=1500×2000×100 см) со сварным каркасом из уголковой стали и боковыми стенками, выполненными из сетки рабицы.

3. Одна из стенок контейнера выполнена откидной (с креплением сверху и с запором снизу) для удобства погрузки-выгрузки арбузов.

4. Каркас имеет три сетчатые полки, на которых хранятся арбузы; в среднем в одном контейнере вмещается 150 кг.

5. Дно каркаса выполнено сплошным и имеет по угла 4 колесика для перемещения по рельсам стеллажей ангара.

6. После выгрузки арбузов в люк шнековой машины контейнера возвращаются на стеллажи в ангары.

По мере потребности завода контейнеры обычным грузовым транспортом доставляются к пункту выгрузки пектинового завода и подаются на моечную машину (1). Каждый сетчатый контейнер с арбузами электропогрузчиком поочередно устанавливается на поддон с отводящей канализацией. Дождевальная моечная машина с двух сторон моет арбузы, струями очищая от следов земли, не вынимая арбузы из сетчатых контейнеров.

Существенным признаком изобретения является факт экономного использования водных ресурсов. Во-первых, для полива бахчей используется биологически очищенная вода емкости сезонного регулирования ОГПЗ, имеющая объем 3-5 млн. кубометров, что достаточно для полива угодий, вместо дефицитной питьевой воды сакмарского или уральского водозаборов; во-вторых, для мойки арбузов используется техническая вода, вместо дорогостоящей питьевой. Техническая вода получается за счет сбора поливных вод из емкости сезонного регулирования ОГПЗ, прошедших очистку при фильтрации через гумусный слой поливных земель и собранных «бетонной стеной в грунте» на пути естественной фильтрации в местные водоемы по подрусловому глинистому горизонту. Вода, накопленная в этом искусственном водоеме, проходит необходимую диатомитовую фильтрацию и подается насосами одного подъема на моечную машину в качестве «технической воды».

После мойки одна из стенок сетчатого контейнера, выполненная откидной, открывается, а противоположный конец контейнера закрепляется, и выдвижным подъемником поднимается вверх до полного выпадения всех арбузов с полок хранения в приемный люк шнековой машины (2). Можно использовать шнековые шредеры двухвальные кормоизмельчители типа «Спектр-М» с автоматической системой управления «Автореверс» [универсальные двухвальные шредеры (https://b-spektr.ru/katalog/universalnye-dvukhvalnye-edery?yclid=9667194266971799551)].

Шнековый механизм (2) выдавливает через решетку щепу корок нужного размера и мякоть арбузов. При этом арбузный сок отбирается через отверстия в дне приемной емкости мзги шнековой машины (2а) и направляется на переработку. Более полному отбору сока из образовавшейся мзги способствует погружение в центр приемной емкости мгзи шнековой машины промышленного блендера (3) на несколько минут. При необходимости получения осветленного сока (без мякоти) сок фильтруют. Сок подвергают СВЧ стерилизации на поточной машине Таганрогского завода ПМ-1000-01 (1,5 тысячи литров в час) и бутылируется.

Отверстия в дне приемной емкости шнековой машины (2) герметизируются подвижной заглушкой. В центр мзги в емкости опускается наконечник ультразвукового дезинтегратора (4), который разрушает стружкообразные кусочки арбузных корок визуально до консистенции сметаны. [Гомогенизаторы ультразвуковые (дезинтеграторы). Интернет ресурс. Режим доступа: dia-m.ru>gomogenizatory-ultrazvukovye].

В измельченную до размеров наночастиц мзгу из арбузных корок добавляют ферментером (5) ферментную смесь из 3% растворов пектиназ, ферментативно выделяющих пектин из протопектинового комплекса, и тщательно перемешивают. Например, можно использовать пектинэстеразы с активностью 70-280 ед/г для расщепления протопектинов. Процесс вести при t=60°С и экспозиции не менее 30 минут. Мешок ферментов стоит 7 тысяч рублей. [Источник информации: Пектиназа. (Pectinase) https://microbioprom.ru/pektinaza.html]. Ферментативное воздействие вместо нескольких этапов кислотной деструкции мезги, используемых в других патентах.

Для получения чистого пектина полученную пектиновую композицию фильтруют и направляют на установку лиофилизации [например, вакуумная лиофильная сублимационная сушилка LG-30 фирмы Minipress.] (6б), в которой вся жидкость сублимируется (возгоняется) и чистый пектин, как сыпучий охлажденный продукт, может быть направлен на упаковку.

Осушку пектиновой композиции можно проводить методом «кипящего слоя» (6а). Устройство осушки и стерилизации зернопродуктов, содержащее стерилизационную камеру, ресивер, состоящий из двух сообщающихся емкостей, соединенных газовой магистралью с компрессором и генератором озоновоздушной смеси и функционально взаимосвязанных с блоком управления, обладающим датчиками временных параметров процесса каждого этапа стерилизации, причем газовая магистраль имеет автоматически запирающиеся шиберы патрубков входа и выхода озоновоздушной смеси и сжатого воздуха, отличающееся тем, что устройство включает блок осушки атмосферного воздуха, а стерилизационная камера оснащена расположенным под ее дном спиралевидным распределительным устройством с соплами ввода озоновоздушной смеси, соединенными с генератором озоновоздушной смеси и блоком управления режимом поочередного включения сопел [Полезная модель РФ №98091, Устройство осушки и стерилизации зернопродуктов». Авторы Третьяк Л.Н, Герасимов Е.М.). МПК A23L 3/3409 (2006.01; заявка №2010114982/15, Патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет].

Одновременно с осушкой ведут стерилизацию «кипящего слоя сырья» ультрафиолетовым излучателем при диапазоне С=200-290 нм. [Для ингибирование микроорганизмов достаточно облучения не более 2000 Дж/м². Известно, что ультрафиолет поражает именно живые клетки микробиот, не оказывая воздействия на химический состав пищевой среды].

После формирования слоя обезвоженных гранул в кипящем слое пектинсодержащую смесь перекачивают в дозатор (8), заполняющий одновременно порцию дозировочных пластиковых емкостей (товарных) пектиносодержащей смесью. [Для перекачивания жидкостей используются роторные насосы Х20/31-П-3А, предназначенные для перекачки химически активных, а также вязких жидкостей. Кроме того, для перекачки растворов из резервуаров или иных емкостей применяются винтовые насосы НВЖ-100, предназначенные для перекачки вязких жидкостей].

Излишки (насыпь горкой) удаляются специальным ножом при прохождении формы через дозировочную рамку.

Дозатор (8) должен быть обеспечен выдувной (или штамповочной) машиной (например, фирмы ПостПромТех]) [https://postpromteh.ru/?utm_ya_campaign=90200338428&utm_banner_type=209&utm_ya_rubric=30451&yabizcmpgn=3686859&utm_source&yclid=5175396850679711716] (7) для изготовления форм с суточным запасом порошка или листов полипропилена.

Конвейер подает заполненные пектином формы под многоканальные автоматизированные шприцы-дозаторы фармакологической антистрессовой композиции [например, «Дозаторы медицинские лабораторные» компании Ормет [ormet.ru>Дозаторы-Biohit] (9) строго соответственно заполненным формам. После чего автомат подает команду на внесение дозы композиции каждым отдельным шприцем в каждую отдельную форму, заполненную пектином. Дозы строго соответствуют максимальным дозам суточных норм адекватного потребления, утвержденным для каждого компонента смеси Минздравом России (MP 2.3.1.1915-04). Нанесение фармкомпозиции видео контролируется. Процесс повторяется по мере заполнения дозаторов новой порцией фармкомпозиции.

После формирования слоя обезвоженных гранул в кипящем слое пектинсодержащую смесь перекачивают в дозатор, заполняющий одновременно порцию дозировочных пластиковых емкостей (товарных) пектиносодержащей смесью. Излишки (насыпь горкой) удаляются специальным ножом при прохождении формы через дозировочную рамку.

Состав антистрессовой композиции: Тимозин, гормон вилочковой железы, как стимулятор иммуногенеза; органические соединения биоэлементов: йода, лития, селена, цинка и магния; биостимуляторы: элеутерозиды, силимарин, глицерам; а также аминокислоты глицин и L-карнитин.

Дозатор иглой вводит в центр пектиновой насыпи дозу ингредиентов (суммарная максимальная доза составляет 3,6 грамма). А затем вторым дозатором вводится защитное вкусо-ароматическое покрытие (3-5 гр.) на базе агар-агара с ароматизаторами.

Все заботы по обеспечению завода элементами фармкомпозиций, включая особые условия хранения, возложены на частную специализированную аптеку на договорных условиях.

Антистрессовая композиция предназначена заменить «молоко за вредность» на вредных производствах всей России.

Предложенная технология подразумевает раздельное приготовление антистрессовой либо антилучевой фармкомпозиций в зависимости от заказа.

Состав противолучевой композиции в заявляемом техническом решении ориентирован на извлечении из органов человека специфических радионуклидов, характерных для выбросов при авариях на атомных электростанциях типа Чернобыль или АЭС «Фукусима», при которых преобладали радиоактивные йод, цезий и технеций. При других случаях облучения и поглощении организмом других радионуклидов состав фармкомпозиции будет соответственно изменен.

Дозатор противолучевой фармкомпозиции (12) заряжен соответственно этим выбросам и ориентирован на соответствующих потребителей.

Состав фармкомпозиции: Пектин, предназначен для выведения радионуклидов из кишечника, т.е. непосредственно после загрязнения; тимозин, стимулятор иммуногенеза; органическое соединение йода, как защита щитовидной железы; глицерам, как препарат с антиоксидантными, антикоагулянтными и детоксикационными свойствами; силимарин, повышающий антитоксическую функцию печени; аминокислота карнитин, повышающая работоспособность организма; органические соединения кальция и магния, как препараты, способствующие улучшению кровоснабжения миокарда; провитамин Б-каротин, способствует восстановлению пораженных клеток; комплекс элеутерозидов защищает головной мозг. Дозатор иглой вводит в центр пектиновой насыпи дозу ингредиентов (суммарная максимальная доза составляет 370 мг на каждые 100 граммов пектина). А затем другим дозатором (13) вводится защитное вкусоароматическое покрытие на базе агар-агара (код Е-406) с ароматизаторами (вкус арбуза или другое), которое высушивается вентилятором или щелевым воздушным ножом фирмы ERSTVAK (14), подается на маркировку (15) и складируется (15).

В заявляемом техническом решении присутствует такой существенный признак, как дезинфекция технологического оборудования, который заключается в том, что каждая смена заканчивает работу санитарной обработкой всех емкостей.

Санобработку проводит специально созданная санитарно-стерилизационная машина, обеспечивая влажную обработку поверхностей жидкостью с применением ПАВ, сбрасываемых затем в канализацию. Санобработка заканчивается обработкой емкостей озоном, генерируемых, например, промышленным озонатором ОЗ-А [Озоновые пушки. Производитель: НПК «ЭКОНАУ» (Россия)]. После обработки озоном вентиляция не требуется, так как озон, яд первого класса токсичности, быстро утилизируется во влажной среде и в присутствии органики.

Мировой опыт показывает, что эффективное обеззараживание емкостей достигается при концентрации озона 40 мг/м³ при экспозиции 7,5 минут.

В блок управления (Автоматика) закладывается программа увеличения концентрации озона до 20 мг на каждый кубический метр дезинфицируемой емкости при экспозиции не менее 10 мин. [Строчева В.Ф. Ионизация и озонирование воздушной среды. - М. изд-во МГУПП. - 2003 - 169 с.; Болога М.К. Литинский Г.А. Дезинфекция озоном технологических резервуаров в пищевой промышленности // Экспресс-информация. Кишинев: - Молдова НИИНТИ, 1985. - 16 с.].

В процессе озонирования работники должны носить средства индивидуальной защиты органов дыхания. А это означает, что лицам с бронхиальной астмой или с астматическим бронхитом в работе на пектиновом заводе будет отказано.

Другим существенным признаком заявляемого технического решения является насыщенность технологического процесса автоматикой. На каждом технологическом этапе стоит процессор с датчиками:

1. Начала действия.

2. Длительность (время действия).

3. Доза введения.

4. Окончание процедуры.

5. Возврат в исходное положение.

6. Начало и 7. Окончание перезагрузки.

8. Информация в мнемосхему главному инженеру о выполнении программы или сбое (вызов дежурного оператора).

Автоматика контролирует деятельность обслуживающего завод персонала и эффективность технологических процессов.

Таким образом, заявленная технологическая линия составлена из известного каждого отдельного механизма, но в совокупности представляет новое неизвестное ранее техническое решение с положительным социальным эффектом и доступное к воспроизведению.

Правительство Оренбургской области рассматривает вопрос о создании «бахчевого холдинга» путем объединения разрозненных предприятий, выполняющих различные функции, но объединенных общность целей, а именно: обеспечение пектинового завода сырьем с его круглогодичным сохранением и обеспечением всех функций завода и его боковых технологических линий.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в медицинской практике для лечения стресс-индуцированных заболеваний и поражений органов человека радионуклидами, типичными для выбросов при авариях на атомных электростанциях. Предложенный способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций предусматривает мойку бахчевых культур, их разрушение в шнековой машине до размеров «стружки» с отделением корок и сока. Затем измельченные корки обрабатывают ультразвуковым дезинтегратором до консистенции сметаны. Далее добавляют ферментную смесь из 3% растворов пектиназ, процесс ферментации ведут при температуре 60°С и экспозиции не менее 30 минут, осушают и стерилизуют на установке для осушки «с кипящим слоем» или на установке лиофилизации. После чего заполняют в товарные ячейки, добавляют фармацевтические композиции, покрывают вкусоароматическим лакирующим покрытием, покрытие высушивают и готовый продукт направляют на маркировку. Изобретение позволяет исключить использование кислот и спиртов за счет ферментативного извлечения пектина и упростить технологическую линию получения пектиновых композиций для осуществления предложенного способа. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

1. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций, предусматривающий мойку бахчевых культур, их разрушение в шнековой машине до размеров «стружки» с отделением корок и сока, затем измельченные корки обрабатывают ультразвуковым дезинтегратором до консистенции сметаны, далее добавляют ферментную смесь из 3% растворов пектиназ, процесс ферментации ведут при температуре 60°С и экспозиции не менее 30 минут, осушают и стерилизуют на установке для осушки «с кипящим слоем» или на установке лиофилизации, заполняют в товарные ячейки, добавляют фармацевтические композиции, покрывают вкусоароматическим лакирующим покрытием, покрытие высушивают и готовый продукт направляют на маркировку.

2. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций по п. 1, отличающийся тем, что в качестве бахчевых культур используют арбузы, или дыни, или тыквы.

3. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций по п. 1, отличающийся тем, что полученный сок дополнительно фильтруют, подвергают СВЧ-стерилизации и бутилируют с получением осветленного сока.

4. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций по п. 1, отличающийся тем, что производят обеззараживание готового продукта либо озонированием, или ультрафиолетовым облучением в процессе осушки «кипящим слоем».

5. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций по п. 1, отличающийся тем, что фармацевтические композиции выбирают из фармацевтических композиций, ликвидирующих стресс-индуцированную патологию, либо обладающих противолучевым медицинским воздействием, либо выводящих из критических органов организма определенные радионуклиды.

6. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций по п. 1, отличающийся тем, что каждый технологический этап автоматизирован с помощью процессора с комплексом датчиков и программ, контролирующих все этапы процесса и выводящих на мнемосхему фактические данные на каждом отдельном участке производства.

7. Способ переработки бахчевых культур с получением пектиносодержащих композиций по п. 1, отличающийся тем, что способ осуществляют на технологической линии производства пектиносодержащих композиций, включающей ангары хранения бахчевых культур, моечную машину, шнековую машину для измельчения бахчевых культур, промышленный блендер, выдувную и штамповочную машины для готовых форм продукции, установку для сушки с «кипящим слоем» или установку лиофилизации, дозатор пектиносодержащей композиции, дозаторы фармацевтических композиций, вентиляторы-осушители вкусоароматических лакировочных покрытий, упаковочную машину, а также электропогрузчики сетчатых контейнеров, в которых хранят и транспортируют дозированные запасы бахчевых культур.