Способ вакуумного замораживания черной смородины Российский патент 2024 года по МПК A23B7/04 F25D13/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству замороженной черной смородины.

Известен способ замораживания продуктов (патент RU 2133001, опубл. 10.07.1999) который заключается в том, что продукт погружают в емкость с жидким хладагентом с барботированием хладагента через жидкий азот. При этом продукты поднимают к поверхности резервуара, закачивая хладагент в гофрированную подушку, закрепленную на дне резервуара, а скорость подъема синхронизируют со скоростью выгрузки продукта на ленточный конвейер.

Недостатком указанного способа являются высокие энергозатраты на получение жидкого азота.

Известен способ охлаждения, замораживания или низкотемпературного хранения продуктов (патент RU 2012207, опубл. 15.05.1994). Данный способ состоит в том, что для холодильной обработки продуктов используются приборы батарейного охлаждения, размещенные в камере, а в непосредственной близости от охлаждающих поверхностей батарей располагают канал, по которому пропускают водосодержащий раствор, замерзающий при низкой температуре, который контактирует с рабочим объемом камеры.

Недостатками указанного изобретения являются относительно большая продолжительность замораживания и высокая металлоемкость используемого оборудования.

Известен способ замораживания и воздушная камера интенсивного замораживания пищевых продуктов (патент RU 2284438, опубл. 27.09.2006). Способ включает загрузку продукта в теплоизолированную камеру с секциями, охлаждение хладагентом из холодильной машины с обеспечением непрерывного охлаждения и выгрузку охлаждаемых продуктов. При этом хладагент направляют в первую секцию по трубопроводу снизу, во вторую секцию - сверху через отверстие в промежуточной перегородке, далее через все секции - зигзагообразно. Продукт в камере контактирует с охлаждённым воздухом, движущимся со скоростью 6-10 м/с.

Недостатком указанного способа является высокая металлоемкость и громоздкость применяемой установки.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ холодильной обработки пищевых продуктов (патент RU 2081597, опубл. 13.05.1991), который заключается в том, что продукт замораживается в воздушной среде с одновременным воздействием на него акустических колебаний с частотой в интервале 10²-10⁴ Гц и интенсивностью звукового давления 70-140 дБ.

Недостатком указанного способа является недостаточно высокая скорость замораживания.

Техническим результатом настоящего изобретения является сокращение продолжительности замораживания продукта, уменьшение деформации и разрушения внутренней структуры замораживаемой черной смородины.

Технический результат достигается тем, что замораживание черной смородины осуществляют комбинированным способом: продукт, высотой 10 мм помещается в вакуум-морозильную камеру, которая герметично закрывается и начинается процесс замораживания. Через 20 мин, когда температура на поверхности продукта достигает криоскопической минус 1,5°С, то включают вакуум-насос, понижающий давление в камере от атмосферного 101 кПа до 10 Па со скоростью 6 м³/час и излучатель ультразвукового генератора с частотой излучения 60 кГц. За счет глубокого вакуума происходит быстрое самозамораживание продукта, а воздействие ультразвука создает условия для более равномерного зарождения кристаллов льда в объеме продукта и уменьшения их размеров по сравнению с обычной заморозкой. Через 15 мин, когда температура в продукте достигает минус 20°С ультразвуковой генератор отключают. Заморозку ведут до достижения температуры в продукте -40°С в течение 20 мин.

Скорость замораживания черной смородины в 9 мм/мин и воздействие ультразвука обуславливают относительно небольшие размеры кристаллов льда в 20-40 мкм. Благодаря этому при размораживании наблюдаются меньший выход жидкости, который по данной технологии составляет менее 2%, что обеспечивает уменьшение деформации и разрушения внутренней структуры замораживаемой черной смородины за счет минимального количества влаги.

Примеры выполнения

Пример 1. Исходную черную смородину, толщиной 10 мм на лотках загружают в морозильную камеру с температурой минус 40°С. Черная смородина замораживается до указанной температуры за счет конвекции в течение 2,5 ч. Скорость замораживания составляет 2 мм/мин. Размеры кристаллов льда при таком способе составляют 120-140 мкм. После размораживания выход жидкости из продукта составляет 4,5%.

Пример 2. Исходную черную смородину, толщиной 10 мм на лотках загружают в морозильную камеру с температурой минус 40°С. Через 20 мин после достижения температуры на поверхности продукта минус 1,5°С включают вакуум-насос, понижающий давление в камере от атмосферного (101 кПа) до 10 Па со скоростью 6 м³/час. Далее черная смородина замораживается до температуры минус 40°С в течение 35 мин. Общая продолжительность замораживания составляет 55 мин при скорости замораживания 9 мм/мин. Размеры кристаллов льда при таком способе составляют 60-90 мкм. После размораживания выход жидкости из продукта составляет 3,6%.

Пример 3. Исходную черную смородину, толщиной 10 мм на лотках загружают в морозильную камеру с температурой минус 40°С. Через 20 мин после достижения температуры на поверхности продукта минус 1,5°С включают источник ультразвука с частотой 60 кГц. Через 70 мин. после того, как температура в продукте достигает минус 20°С, источник ультразвука отключают. Черную смородину замораживают до температуры минус 40°С. Скорость замораживания составляет 2 мм/мин. Общая продолжительность замораживания составляет 2,5 ч. Размеры кристаллов льда при таком способе составляют 50-70 мкм. После размораживания выход жидкости из продукта составляет 3,0%.

Пример 4. Исходную черную смородину, толщиной 10 мм на лотках загружают в морозильную камеру с температурой минус 40°С. Через 20 мин после достижения температуры на поверхности продукта минус 1,5°С включают вакуум-насос, понижающий давление в камере от атмосферного (101 кПа) до 10 Па со скоростью 6 м³/час, и ультразвуковой генератор с частотой излучения 60 кГц, который выключают через 15 мин, когда температура в продукте достигает минус 20°С. Далее черная смородина замораживается до температуры минус 40°С в течение 20 мин. Общая продолжительность замораживания составляет 55 мин при скорости замораживания 9 мм/мин. Размеры кристаллов льда при таком способе составляют 20-40 мкм. После размораживания выход жидкости из продукта составляет 1,5%.

В таблице 1 приведена сводная информация по выходу жидкости после дефростации при различных способах замораживания. Еще одним преимуществом такой технологии является достаточно высокая энергетическая эффективность.

Таблица 1 - Показатели эффективности замораживания черной смородины различными способами

Способ замораживания Температура замораживания, °С Продолжительность замораживания, мин. Выход жидкости при размораживании, % В воздушной среде с использованием батарей (пример 1) -40 150 4,5 Вакуумным способом (пример 2) -40 55 3,6 Ультразвуковым способом (пример 3) -40 150 3,0 Вакуумным способом с использованием ультразвука (пример 4) -40 55 1,5

Таким образом, предлагаемая технология позволяет сократить продолжительность замораживания и сократить выход жидкости после дефростации благодаря формированию более мелких кристаллов льда в тканях продукта за счет одновременного использования глубокого вакуума и воздействия ультразвука.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству замороженной черной смородины. Способ вакуумного замораживания черной смородины, характеризующийся тем, что продукт высотой 10 мм замораживается в вакуум-морозильной камере, при этом через 20 мин, когда температура на поверхности продукта достигает криоскопической минус 1,5°С, то включают вакуум-насос, понижающий давление в камере от атмосферного 101 кПа до 10 Па со скоростью 6 м³/час, и ультразвуковой генератор с частотой излучения 60 кГц, который выключают через 15 мин при достижении температуры в продукте минус 20°С, а заморозку ведут до достижения температуры в продукте -40°С в течение 20 мин. Изобретение позволяет сократить продолжительность замораживания продукта, уменьшить деформацию и разрушение внутренней структуры черной смородины. 1 табл., 4 пр.

Способ вакуумного замораживания черной смородины, характеризующийся тем, что продукт высотой 10 мм замораживается в вакуум-морозильной камере, при этом через 20 мин, когда температура на поверхности продукта достигает криоскопической минус 1,5°С, то включают вакуум-насос, понижающий давление в камере от атмосферного 101 кПа до 10 Па со скоростью 6 м³/час, и ультразвуковой генератор с частотой излучения 60 кГц, который выключают через 15 мин при достижении температуры в продукте минус 20°С, а заморозку ведут до достижения температуры в продукте -40°С в течение 20 мин.