Способ получения сухого картофельного пюре Советский патент 1991 года по МПК A23L1/216 

СО

С

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения картофельного пюре. Целью изобретения является снижение потерь сырья и тепловых затрат. Способ получения сухого картофельного пюре предусматривает мойку, паровую очистку, варку при атмосферном давлении, разминание картофеля и сушку пюре с получением хлопьев. При этом паровую очистку осуществляют паром при давлении 0.3-0,8 МПа в течение 0,5-2,5 мин, а варку - в две стадии. На первой стадии варят до достижения температуры в центре клубней 80-82°С, а во второй выдерживают клубни в среде пара до полной готовности. При этом соотношение расхода пара на первой и второй стадиях составляет соответственно 12:1, а пpoдoлжиteлы ocть варки на первой и второй стадиях определяют по эмпирическим формулам. 1 з.п.ф-лы. 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам производства сухого картофельного пюре.

Целью изобретения является снижение потерь сырья и тепловых затрат.

Способ получения сухого картофельного пюре предусматривает мойку, паровую очистку, варку при атмосферном давлении, разминание картофеля, сушку пюре с получением хлопьев, при этом паровую очистку осуществляют паром при давлении 0,3-0,8 МПа в течение 0,5-2,5 мин, варку производят в две стадии, на первой стадии варку осуществляют до достижения температуры в центре клубней 80-82°С, а во второй - выдерживают клубни в среде пара до полной готовности, при этом соотношение расхода пара на первой и второй стадиях составляет соответственно 12:1, а продолжительность варки г 1 и Г2 соответственно

на первой и второй стадиях определяют по формулам

11 т

ig г т

1ц I н

,(2)

где А,В, К-коэффициенты, равные соответственно 0,18, 200, 2,0;

d - наибольший диаметр клубней, мм;

Тц - температура в центре клубня, °С;

Тн - средняя начальная температура клубня, °С.

При этом перед очисткой осуществляют калибровку клубней.

Картофель отделяют от камней, моют, паровую очистку осуществляют паром при давлении 0,3-0,8 МПа в течение 0,5-2,5 мин с последующим охлаждением холодной водой, варку осуществляют в две стадии, на

о ю

hO

ел

го

о

первой стадии осуществляют нагрев клубней паром при атмосферном давлении до температуры в центре 80-82°С, а на второй - выдерживают клубни в среде пара при атмосферном давлении до полной готовности, при этом подачу пара на второй стадии по сравнению с первой уменьшают в 12 раз. Продолжительность первой и второй стадий варки определяют расчетным путем по предложенным формулам. Между паровой очисткой и первой стадией варки осуществляют инспекцию и сульфитацию клубней. Сваренный картофель разминают, вносят необходимые пищевые добавки и сушат. Полученное сухое картофельное пюре измельчают на хлопья и используют в качестве готового продукта или полуфабриката для дальнейшего производства сухого картофельного пюре в виде крупки.

Первоначальная термическая обработка картофеля с последующим охлаждением приводит к частичной ретроградации амилозы крахмала, т.е. искусственному старению коллоидной системы крахмальных зерен. При этом снижаются гидрофильные свойства крахмала и соответственно степень его набухания при варке картофеля (первая и вторая стадии), что предотвращает разрывы оболочек клеток, уменьшает содержание свободного крахмала в продукте и повышает его качество. В связи с этим паровая очистка, включающая и охлаждение холодной водой, играет существенную роль при производстве сухого картофельного пюре.

Скорость подачи пара на первой и второй стадиях варки не играет существенной роли, так как подачу пара осуществляют во многих точках варочного аппарата через паровые вентили, которые могут быть полностью открыты и частично прикрыты на любой стадии варки. Кроме того, расход пара зависит от количества поступающего на варку картофеля и производительности варочного аппарата, поэтому существенным является не расход пара в варочном аппарате, а его соотношение на каждой стадии варки. Например, на первой стадии варки происходит интенсивный нагрев продукта и соответственно интенсивно расходуется пар. Проведенные нами исследования показали, что на второй стадии варки необходимо в основном выдерживать картофель в среде пара при постоянной температуре клубней, поэтому и расход пара резко снижается.

При достижении температуры в центре клубня 80°С средняя температура клубня равна 95°С. Следовательно, на второй стадии потребность в паре составляет лишь

3-5% от второй стадии, а с учетом потерь тепла в аппарате - около 8%, Поэтому очень существенной становится продолжительность первой и второй стадий варки. Определение продолжительности варки картофеля на первой и второй стадиях по предложенным формулам и установление оптимального соотношения пара на этих стадиях позволяет снизить удельный расход

0 тепла на варку в 1,3 раза, а также уменьшить потери сырья по сравнению с известным способом.

Между паровой очисткой и первой стадией варки осуществляют инспекцию и

5 сульфитацию клубней. Процесс инспекции осуществляется после паровой очистки картофеля с целью отбраковки некондиционных клубней. Следом за процессом инспекции осуществляют процесс сульфитации

0 клубней, который улучшает цвет картофельного пюре и, следовательно, качество готового продукта.

Процесс сульфитации осуществляют в холодной воде, куда добавляют бисульфит

5 натрия. В связи с этим одновременно с сульфитацией в предлагаемом способе происходит более глубокое охлаждение картофеля водой. С другой стороны,, предлагаемый способ исключить дополнитель0 ное охлаждение картофеля.

Проведенные исследования процесса варки картофеля показали, что на первой стадии варки происходит интенсивный нагрев продукта, и соответственно, интенсив5 но расходуется пар. Температура в центре картофеля на этой стадии быстро изменяется от начальной (10-20°С) до 80-82°С в конце первой стадии варки. При этом средняя температура клубня также быстро изменя0 ется от 10-20°С до 95-97°С.

Из таблицы видно, что помимо средней начальной температуры и температуры в центре клубня, на продолжительность второй стадии варки оказывает влияние также

5 диаметр клубней картофеля. В связи с этим указанные три параметра (Тн, Тц, d) вошли в эмпирическую формулу для определения продолжительности процесса. Матемиче- ская зависимость продолжительности вто0 рой стадии варки является сложной и поэтому неочевидной. В частности, помимо указанных параметров, на продолжительность процесса влияют два эмпирических коэффициента А и В, равные соответствен5 но 0,18.и 200. В самом математическом уравнении имеют место прямая, обратная и логарифмическая зависимости.

Задача второй стадии варки - выдержка картофеля при определенной температуре до полной готовности.

На этой стадии варки нагрев продукта очень незначительный по сравнению с первой стадией, поэтому продолжительность второй стадии варки не зависит от изменения температуры клубней. Исследования показали, что продолжительность второй стадии варки зависит от диаметра клубней. Чем больший диаметр клубня, тем большая продолжительность его выдержки. Однако и в данном случае математическая зависимость продолжительности процесса от диаметра клубня оказалась сложной, в частности, степенной. Кроме того, уравнение содержит коэффициент пропорциональности К, равный 2,0.

Тот факт, что именно представленные формулы позволяют вычислить продолжительность варки картофеля в первой и второй стадиях, подтверждается экспериментальными исследованиями, представленными в таблице. Любые другие математические уравнения или даже другие значения коэффициентов А, В, К приведут к несоответствию расчетных значений продолжительности процесса экспериментальным.

Количественный расход пара на варку картофеля в первой и второй стадиях зависит от конструкции варочного аппарата и его производительности и может изменяться в больших пределах. Однако в варочном аппарате любой производительности соотношение количества пара, расходуемого на первой и второй стадиях, при заданных одинаковых температурных режимах и диаметра клубней будет тоже одинаковым. Поэтому в формуле изобретения указано соотношение расхода пара на первой и второй стадиях без указания расхода пара на какой-нибудь из стадий.

При варке картофеля на первой и второй стадиях параметры пара не имеют значения, так как он конденсируется при атмосферном давлении, и температура пара при 0,1 МПа (атмосферное давление) постоянна и равна 99,1°С. Однако при паровой очистке температура пара должна быть в пределах 135-170°С, что обусловлено указанными режимами давления (0,3-0,8 МПа), необходимыми для качественной очистки картофеля. Температура пара и его давление взаимозависимы друг от друга, и изменение одного из этих параметров вызовет автоматическое изменение другого.

Необходимо отметить, что уменьшение давления пара при паровой очистке ниже 0,3 МПа нежелательно, так как приведет к ухудшению качества очистки картофеля, а его увеличение свыше 0,8 МПа нецелесообразно, так как не дает увеличения достигаемого положительного эффекта.

Пример 1. Картофель отделяют от камней, моют, варят в две стадии, паровую 5 очистку проводят паром при давлении 0,4 МПа в течение 1,0 мин с последующим охлаждением холодной водой, в первой стадии осуществляют нагрев клубней (наибольший диаметр 80 мм) паром при ат- 0 мосферном давлении до температуры в центре 80°С. Продолжительность этой стадии определяют по формуле (1) г 27,5 мин.

Во второй стадии клубни выдерживают 5 в среде пара при атмосферном давлении до полной готовности. Продолжительность второй стадии определяют по формуле (2) 12 17,9 мин.

При этом подачу пара на второй стадии 0 по сравнению с первой уменьшают в 12 раз. Между паровой очисткой и первой стадией варки осуществляют инспекцию и сульфитацию клубней. Сваренный картофель разминают, вносят необходимые добавки и 5 сушат. Полученное сухое картофельное пюре измельчают на хлопья и используют в качестве готового продукта или полуфабриката для дальнейшего производства сухого картофельного пюре в виде крупки. 0 П р и м е р 2. Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубни диаметром 50 мм варят в две стадии, паровую очистку ведут паром при давлении 0,3 МПа в течение 0,5 мин с после- 5 дующим охлаждением холодной водой. В первой стадии осуществляют нагрев клубней паром при атмосферном давлении до температуры в центре 82°С. Продолжительность этой стадии определяют по формуле 0 (1)

т 17,7 мин.

Во второй стадии клубни выдерживают в среде пара при атмосферном давлении до полной готовности, Продолжительность 5 второй стадии определяют по формуле (2)

72 14,1 мин.

При этом подачу пара на второй стадии по сравнению с первой уменьшают в 12 раз. Между паровой очисткой и первой ста- 0 дией варки осуществляют инспекцию и сульфитацию клубней. Сваренный картофель разминают, вносят необходимые добавки и сушат. Полученное сухое картофельное пюре измельчают на хлопья и используют в качест- 5 ве готового продукта или полуфабриката для дальнейшего производства сухого картофельного пюре в виде крупки.

Пример 3. Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброванные клубни диаметром 50 мм варят в две стадии. Варку в первой стадии осуществляют в течение 17,2 мин, во второй - в течение 14,1 мин (в соответствии с предложенными формулами). Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы паровой очистки и варки те же, что и в примере 1.

Пример 4, Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубки диаметром 60 мм варят в две стадии. Варку в первой стадии осуществляют в течение 20,6 мин, во второй - в течение 15,5 мин (в соответствии с предложенными формулами). Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы паровой очистки и варки те же, что и в примере 1.

Пример 5. Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубни диаметром 70 мм варят в две стадии. Варку в первой стадии осуществляют в течение 24,1 мин, во второй - в течение 16,7 мин (в соответствии с предложенными формулами). Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы паровой очистки и варки те же, что и в примере 1.

Пример 6. Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубни диаметром 80 мм варят в две стадии. Варку в первой стадии осуществляют в течение 27,5 мин, во второй - а течение 17,9 мин (в соответствии с предложенными формулами). Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы паровой очистки и варки те же, что и в примере 1.

Пример 7. Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубни диаметром 60 мм варят в две стадии. Варку в первой стадии осуществляют до температуры в центре клубней 7Б°С а течение 15,0 мин, во второй варят до готовности в течение 21,1 мин (варку в первой и второй стадиях осуществляют без учета предложенных формул). Подачу пара на второй стадии по сравнению с первой уменьшают в 3 раза. Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы варки те же, что и в примере 1.

Пример 8. Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубни диаметром 60 мм варят з две стадии. Варку в первой стадии осуществляют до 85°С в течение 25,0 мин, во второй - варят до готовности в течение 11,1 мин (варку в первой и второй стадиях осуществляют без учета предложенных формуя). Подачу пара на второй стадии по сравнению с первой уменьшают в 12 раз. Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы варки те же, что и в примере 1. П р и м е р 9. Картофель отделяют от

камней, моют, калибруют. Откалиброван- ные клубни диаметром 60 мм варят в одну стадию, паровая очистка при давлении 0,4 МПа в течение 1,0 мин, варку осуществляют паром до готовности в течение 31,0 мин (без

0 учета предложенных формул). Между паровой очисткой и варкой осуществляют инспекцию и сульфитацию клубней. Сваренный картофель разминают, вносят необходимые добавки и сушат. Полученное сухое карто5 фельное пюре измельчают на хлопья и используют в качестве готового продукта или полуфабриката для дальнейшего производства сухого картофельного пюре в виде крупки.

0 В таблице представлены результаты различных режимов варки картофеля по примерам 1-9.

П р и м е р 10, Картофель отделяют от камней, моют калибруют. Откалиброванные

5 клубни диаметром 50 мм в две стадии, паровую очистку аедут паром при дав- лени 0,3 МПа в течение 2,5 мин с последующем охлаждением холодной водой. 8 перз л стадии осуществляют нагрев

0 клубней паром при атмосферном давлении до температуры в центре 82°С Продолжительность этоь стадии определяют по формуле (1)

Г| 17,7 мин,

5 Во второй стадии клубни выдерживают в среде пара при атмосферном давлении до полной готовности. Продолжительность второй стадии определяют по формуле (2)

Г2 14,1 МИН.

0 При этом подачу пара на второй стадии по сравнению с первой уменьшают а 12 раз. Между паровой очистхой и первой стадией варки осуществляют инспекцию и сульфитацию клубней. Сваренный карто5 разминают, вносят необходимые добавки и сушат. Полученное сухое картофельное пюре измельчают на хлопья и используют в качестве готового продукта или полуфабриката для дальнейшего производства сухого кар0 тофельного пюре в виде крупки.

Пример 11, Картофель отделяют от камней, моют, калибруют. Откалиброванные клубни диаметром 50 мм варят в две стадии, паровую очистку ведут паром при

5 давление 0,8 МПа в течение 0,5 мин с последующим охлаждением холодной водой. Дальнейшая последовательность операций и технологические режимы варки те же, что и в примере 10.

Из таблицы видно, что варка картофеля в соответствии с предложенным способом, осуществляемая в две стадии, первую и вторую проводят в соответствии с предлагаемыми режимами при определении продолжительности этих стадий по предлагаемым формулам, позволяет снизить потери сырья с 15,5 до 3,2%, а также уменьшить удельный расход тепла на варку с 750 до 445 ДЖ/кг по сравнению с известным спо- собом.

Исследования температуры картофеля при паровой очистке показывают, что средняя температура клубней при выдержке их в среде пара, имеющего избыточное давле- ние 0,4-0,5 МПа, за 1 мин достигает 75°С. Это та температура, которой достигают нарезанные пластины картофеля толщиной 14 мм при бланшировании их в зоде, нагретой до 75°С, в течение 20 мин. Таким образом, при паровой очистке картофеля достигается тот же эффект, что и на первой стадии варки в известном способе. Промежуточное охлаждение картофеля после первой стадии варки в способе осуществляют в моечно- очистительных машинах паровой установки, а также на процессе сульфитации картофеля в суЛьфитационной ванне. В результате средняя температура картофеля снова понижается до первоначальной тем- пературы 20°С.

Исследования качественных показателей сухого картофельного пюре в виде хлопьев, полученного прм варке по известному и предлагаемому способам, показа- ли, что основные качественные показате- ли сухого пюре в обоих случаях идентичны, а пищевая ценность хлопьев в последнем случае выше, так как сохраняется большая часть водорастворимых веществ картофеля, в состав которых входят аминокислоты, сахара, пектин, крахмал, витамины, микроэлементы.

Определение продолжительности варки картофеля на первой и второй стадиях по предложенным формулам и установление оптимального соотношения расхода пара на этих стадиях позволяют снизить удельный расход тепла на варку в 1,3 раза, а также на 0,3% уменьшить потери сырья по сравне- нию с осуществлением варки на одной стадии до полной готовности (примеры 4 и 9).

На примерах 4, 7 и 8 можно сделать вывод, что оптимальная температура центра клубней, до которой необходимо нагреть картофель во второй стадии, находится в пределах 80-82°С. Уменьшение этой температуры ниже 80°С равно как и увеличение ее свыше 82°С увеличивает удельный расход пара. Во второй стадии варки идет интенсивный нагрев клубней. Расчеты показывают, что при достижении температуры в центре клубня 80°С средняя температура клубня равна 95°С. Таким образом, во второй стадии варки потребность в паре составляет лишь 3-5% от первой стадии, а с учетом потерь тепла в аппарате 7-9%. Поэтому нарушение продолжительности первой и второй стадий увеличивает расход пара.

Из таблицы также видно, что калибровка клубней(примеры 3-6)позволяет снизить потери сырья в среднем на 0,5-0,6% по сравнению с варкой неоткалиброванного сырья (пример 1). Однако это снижение незначительно, а калибровка требует дополнительных затрат на оборудование, производственную площадь и электроэнергию. Поэтому в целом экономический эффект от калибровки будет небольшой.

Таким образом, осуществление в предлагаемом способе производства сухого картофельного пюре двухстадийной варки картофеля, паровой очистки по предлагаемому способу, нагрев клубней в первой стадии до температуры в центре 80-82°С, выдержка во второй стадии до готовности при резком снижении расхода пара, а также определение продолжительности варки на первой и второй стадиях по предложенным формулам позволяет .сократить потери сырья при варке на 12-13% и уменьшить удельный расход тепла на варку в 1,8 раза по сравнению с известным способом.

Формула изобретения

А d Г1 1д(В/Тц-Тн)

Г2 К Vd .

где А, В, К-коэффициенты, равные соответственно 0,18; 200 и 2.0;

d - наибольший диаметр клубня, мм;

Тц - температура в центре клубня, °С; Тн - средняя начальная температура клубня, °С.

2. Способ поп.1,отличающийся тем, что перед очисткой осуществляют калибровку картофеля.