Способ получения порошка из выжимок ягод клюквы Российский патент 2024 года по МПК A23B7/02 A23L19/00 A23L3/15 

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к способу получения порошков из выжимок ягод клюквы.

Плоды клюквы содержат в себе множество полезных веществ, сахара от 2,36 до 6,1%, пектиновые вещества 0,4-0,8%, азотные соединения 0,3-0,71%, витамин С от 2,06 до 76,8 мг.%, а также Р, В₁ В₂, РР, А, протеин и клетчатку. После получения сока, часть полезных веществ остается в выжимках, которые также являются ценным продуктом. Выжимки ягод клюквы содержат: пектин - 0,97%, вода - 76,63%, клетчатка - 13,16%, витамин С - 7,42 мг.%, кислоты - 3,37%, Na - 11,78 мг.%, K - 221,71 мг.%, Са 48,14 мг.%, Mg - 34,26 мг.%.

Порошки из выжимок ягод клюквы могут найти применение в качестве биологически активной добавки при производстве продуктов питания.

Известна линия получения порошка из ягод и другого растительного сырья, содержащая установленную перед сушилкой камеру фиксации растительного сырья и первичной отгонки влаги, где в качестве камеры фиксации используется микроволновая СВЧ-печь, оборудованная системами приточной и вытяжной вентиляции, а ягоды и другое растительное сырье помещается в рабочую камеру микроволновой СВЧ-печи в радио прозрачных поддонах с устройствами для отделения влаги (RU №2102894, А23В 7/02, опубл. 27.01.1998 г.).

Недостатками этого способа является частичное разрушение биологически активных термолабильных веществ за счет воздействия электромагнитных волн в ходе использования СВЧ энергии.

Известен способ переработки плодово-ягодного сырья, в котором для получения пищевых порошков, в технологической линии, используется замораживание измельченного продукта в жидком азоте, вакуумная сублимационная сушка, криогенный помол и расфасовка в герметичную упаковку, заполненную инертным газом. Продолжительность сублимационной сушки по этой технологической схеме составляет для клубники и черной смородины 6 часов, для яблок, нарезанных на дольки - 5 часов, а общее время переработки составляет 8-9 часов (SU 1220614, A23L 2/14, F26В 5/06, опубл. 30.03.86).

Недостатками такой технологии и линии являются сложность криогенного и вакуумного оборудования линии, его высокая стоимость, потребность в жидком азоте, ограниченная производительность и в конечном итоге высокая стоимость получаемых порошков.

Наиболее близким по технической сущности является способ, который заключается в получении порошков из выжимок ягод брусники и клюквы (RU 2555592 С1, МПК А23В 7/015 (2006.01), A23L 1/212 (2006.01), А23В 7/02 (2006.01), A23L 3/54 (2006.01) опубл. 07.10.2015 г.). Выжимки ягод выкладывают равномерным слоем толщиной 10 мм на сетчатые противни, сушат радиационно-конвективным способом при температуре 70°С в течение 4 часов до остаточной влажности 20-17%. Высушенные выжимки ягод измельчают до получения порошкообразных частиц, просеивают и упаковывают в вакуумные пакеты, металлизированные фольгой.

Основным недостатком данного способа являются длительность процесса сушки и повышенные энергозатраты, кроме того, при конвективной сушке вместе с парами удаляемой влаги отводятся и безвозвратно теряются биологически активные вещества.

Техническая проблема заключается в сокращении длительности сушки и снижении энергозатрат на сушку при производстве порошка их выжимок клюквы.

Техническая проблема достигается тем, что в способе получения порошка из выжимок ягод клюквы, включающем стадии сушки выжимки, измельчения до получения порошкообразных частиц, просеивания и упаковывания, сушку ведут в вакуум-осциллирующем режиме чередованием сброса давления с 20-30 кПа до 1,7-2,3 кПа и конвективного нагрева сырья от энергии конденсации паров, выделяемых при сушке.

Технический результат характеризуется сокращением энергозатрат, времени сушки и сохранением биологически активных веществ, за счет организации процесса в герметичных условиях и сокращении длительности процесса. Кроме того, способ позволяет дополнительно получить готовый продукт в виде конденсата, обогащенного биологически активными веществами (БАВ).

На фиг. 1 представлена технологическая схема заявленного процесса получения порошков из сушеных выжимок ягод клюквы.

Сушильная установка состоит из камеры сушки 1, камеры конденсации паров 2, водокольцевого вакуумного насоса 3, газодувки 4, вакуумных клапанов 5, 6, системы перекачки тепловой энергии, состоящей из замкнутого контура 7, включающего компрессор 8, конденсатор 9, дросселирующее устройство 10, испаритель 11,

Сушильная камера оснащена аккумулятором тепловой энергии 12, выполненной в виде насыпного слоя из керамики, в котором расположен конденсатор 8. На аккумулятор тепловой энергии устанавливается контейнер с высушиваемым сырьем 13. Контейнер оснащен газораспределительным днищем и перфорированной крышкой 14. Верхняя зона камеры сушки сообщается с нижней зоной через газодувку 4. Камера конденсации паров имеет аккумулятор холода 15, в виде конденсата паров, удаляемых из сырья жидкости. В аккумуляторе холода размещен испаритель 11.

Работа установки происходит в следующем порядке:

Включается компрессор 8, за счет работы которого происходит перенос тепловой энергии из аккумулятора холода 15 в аккумулятор тепловой энергии 12.

На аккумулятор тепловой энергии устанавливается контейнер с высушиваемым сырьем. Сушильная камера герметизируется, включается газодувка 4 и вакуумный насос 3, при открытых клапанах 6а и 6б. При этом из камер 1 и 2 удаляется инертный газ-воздух, а жидкость 15 охлаждается, нагревая насыпной слой из керамики 12.

По достижении минимального остаточного давления, закрывается вакуумный клапан 6а, начинается конвективный прогрев и сушка материала за счет принудительной циркуляции оставшихся паров через аккумулятор тепловой энергии 12 и контейнер 13 в сушильной камере 1. При достижении давления в камере 20÷30 кПа открывается клапан 5 и за счет барботирования паров из сушильной камеры через жидкость 15 происходит сброс давления. Все биологически активные компоненты, находящиеся в пару, абсорбируются конденсатом 15. При этом материал снова охлаждается, разрыхляется, увеличивается его пористость, а жидкость 15 слегка нагревается за счет конденсации паров из сушильной камеры. Затем закрывается клапан 5 и процесс повторяется. При таком способе удаления влаги из выжимки все биологически активные вещества, удаляемые вместе с паром, возвращаются в конденсат 15 и вторично используется для разбавления клюквенного сока. Прекращение повышения давления в камере сушки свидетельствует о завершении процесса сушки. После завершения процесса сушки выжимка измельчается в роторно-ножевой дробилке, а конденсат отбирается открытием вентиля 16 в буферную емкость 17

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Для проведения эксперимента взяли выжимку массой 710 г с влажностью 33% и поместили в вакуумную камеру и понизили давление до 2,3 кПа в течение 15 минут. Затем провели прогрев в течение 20 мин до повышения давления 30 кПа. Далее провели сброс давления и осуществили вторичный прогрев в течение 25 мин, снова сбросили давление и повторили процесс в третий раз с прогревом в течение 30 минут, вновь сбросили давление. Конечная влажность равнялась 19%. Далее выжимку измельчили в роторно-ножевой дробилке до порошкового состояния. Размер измельченных частиц находился в пределах 0,1-0,3 мм.

Примеры 2-3 аналогичны примеру 1 с изменением параметров процесса согласно таблице.

В четвертом примере удаление влаги провели в соответствие с прототипом в инфракрасном сушильном шкафу СД 4 с потребляемой мощностью 6÷12 кВт.

При производстве порошка из выжимок ягод клюквы по прототипу время сушки составляет 4 часа и затрачивается 15 кВт*час электроэнергии. При этом при конвективной сушке часть биологически активных веществ (БАВ), содержащихся в выжимках клюквы, безвозвратно отводится в атмосферу теплоносителем.

Улавливание паров конденсацией и передача энергии конденсации на нагрев сырья по заявленному способу позволяет сократить энергозатраты более чем в 3 раза и увеличить сохранность БАВ, так как БАВ из системы не отводятся, и часть сохраняется в порошке, а часть аккумулируется в конденсате. Конденсат, насыщенный БАВ, может использоваться как самостоятельный продукт или для разбавления и насыщения клюквенного сока.

При сушке в осциллирующем режиме со сбросом давления при сбросе давления происходит мгновенное испарение жидкости из выжимки, которое ведет к его разрыхлению и увеличению пористости за счет разволокнения. Увеличение пористости высохшей выжимки позволяет уменьшить затраты энергии на последующей стадии измельчения.

Таким образом предлагаемый способ позволяет сократить длительность процесса и снизить энергозатраты и обеспечивает получение порошка из выжимок ягод клюквы с сохранением БАВ. Образующийся во время сушки конденсат, обогащенный БАВ, собирают и используют в качестве готового продукта или для разбавления и обогащения клюквенного сока.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Описан способ получения порошка из выжимок ягод клюквы, включающий стадии сушки выжимки, измельчения до получения порошкообразных частиц, просеивания и упаковывания в вакуумные пакеты, причем сушку ведут в вакуум-осциллирующем режиме чередованием сброса давления с 20-30 кПа до 1,7-2,3 кПа и конвективного нагрева сырья от энергии конденсации паров, выделяемых при сушке, со сбором конденсата для последующего использования. Способ позволяет сократить длительность процесса, снизить энергозатраты и сохранить биологически активные вещества в продукте. 1 ил., 1 табл., 4 пр.

Способ получения порошков из выжимок ягод клюквы, включающий стадии сушки выжимки, измельчения до получения порошкообразных частиц, просеивания и упаковывания в вакуумные пакеты, отличающийся тем, что сушку ведут в вакуум-осциллирующем режиме чередованием сброса давления c 20-30 кПа до 1,7-2,3 кПа и конвективного нагрева сырья от энергии конденсации паров, выделяемых при сушке, со сбором конденсата для последующего использования.