Способ получения консерванта для пищевых продуктов Советский патент 1992 года по МПК A23L3/34 

Изобретение относится к получению веществ, применяемых для консервирования плодов, овощей и других пищевых продуктов.

Известно применение для консервирования овощей, фруктов и т.п. сернистого ангидрида . Сернистый ангидрид, являясь веществом, обладающим высоким бактерицидным действием, не только дезинфицирует продукты, но и задерживает развитие плесневых грибков, подавляет жизнедеятельность почти всех видов бактерий. Именно эти качества S02 служат тому, что несмотря на ряд сложностей (вредное действие высоких концентраций 502И т.д.) он до сих пор широко применяется при хранении продуктов в холодильных камерах, при транспортировке на дальние расстояния (в

особенности, в водном и железнодорожном транспортах).

Прототипом предлагаемого изобретения является способ получения композиции, медленно выделяющей диоксид серы.

Способ получения известного консерванта заключается в том, что исходные компоненты (порошкообразный пиросульорит натрия и связующее в виде водной эмульсии) механически смешивают до однородной консистенции и прессуют при давлении 100-кг/см2, после чего таблетки высушивают при температуре 45°С до постоянного веса. Полученная композиция подвергается испытаниям на скорость выделения диоксида серы и степень разложения пиросульфита натрия.

Консервирующий реагент SQ2 выделяется при разложении метабисульфита на соXIСЛ

сл

XI 00

ЗОаиз состава композиции не более 1,4 - 1,7 мг/ч, что обеспечивает постепенное выделение SOa по 7 мес.

Недостатками известного способа являются низкая эффективность применения подобного консерванта в связи с тем, что механизм выделения S02 путем химического разложения метабисульфитов не поддается регулировке или саморегулировке в процессе хранения и не создается в таре или в помещении равновесное содержание S02 в газовой фазе в зависимости от состояния консервируемого продукта, температуры и концентрации продуктов порчи в таре, хранилище; отсутствие и дефицит сырьевых ресурсов, в результате - ограниченность применения; пиросульфиты после использования в качестве консерванта не регенерируются, что служит причиной загрязнения отходами консерванта (отрабо- тайные остатки после выделения SCte).

Известный способ получения консерванта дорог, сложен и трудоемок, т.к. производство консерванта - многостадийный процесс с использованием кратных процес- сов механического смешивания, прессования, сушки, таОлетирования.

Целью настоящего изобретения является - упрощение и удешевление процесса и повышение эффективности действия кон- серванта на пищевые продукты.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения консерванта для пищевых продуктов, состоящего из 2-х компонен- тов, один из которых обладает антисептическими и бактерицидными свойствами, согласно изобретению в качестве одного из компонентов консерванта используют цеолиты, предварительно нагретые при температуре 150 - 300°С в течение 40- 60 мин, а затем охлажденные до температуры 18 - 20°С, а в качестве компонента обладающего антисептическими и бактерицидными свойствами, используют газ. Причем цеолиты помещают в атмосферу газа и выдерживают до насыщения газом в количестве 6-8 мас.%.

Еще одним отличием предлагаемого способа является то, что в качестве газа используют С02, N2, МНз, S02 или их смеси.

Следующим отличием предлагаемого способа является то, что в качестве цеолитов используют синтетические или природ- ные клиноптилолит - или морденитсодержащие туфы, с содержанием цеолита 65 - 70%, предварительно измельченные до размера частиц 1-5 мм.

Способ получения консерванта осуществляют следующим образом. Цеолиты (син- тетическ е, природные, гранулированные,

просто дробленные, модифицированные для других целей) сначала обезвоживают при температуре 150 - 300°С в соответствующем оборудовании и охлаждают до температуры окружающей среды в свободном от влаги помещении для сосуда.

Процесс десорбции паров воды осуществляется с одновременной продувкой цеолита, что способствует интенсификации процесса десорбции. Обезвоживание проводят в течение 40 - 60 мин. Далее охлажденный до 18 - 20°С цеолит в соответствующем оборудовании насыщают газом, обладающим антисептическим и бактерицидным свойством. В качестве газа используют , N2, МНз, S02 или их смеси. Насыщение газом проводят до 6 - 8 мас.%.

После достижения желаемого насыщения цеолитовый консервант упаковывают в заранее приготовленные газопроницаемые мешочки из стеклоткани с объемом, рассчитанным для помещения 100, 200,500 г насы- щенного газом-цеолита. Мешочки с консервантом тут же упаковывают в герметические полиэтиленовые пакетики. Приготовленный таким образом консервант следует хранить в прохладном помещении или в холодильниках. После упаковки продукта (овощи, фрукты, или др. пищевые продукты) преимущественно сверху продукта кладут пакетик с консервантом, или несколько пакетиков в зависимости от веса продукта, предварительно раскрыв пакетик.

П р и м е р 1. Было взято 100 г природного цеолитсодержащего туфа, предварительно измельченного до размера частиц 2 - 4 мм, содержащего 782% клиноптилолита, который выдерживали при температуре 292°С в течение 45 мин (для облегчения выделения влаги через слой цеолита пропускали азот или воздух со скоростью 0,01 -0,02 м/с), охлаждали до температуры -18°С в сухом помещении и насыщали в потоке сернистого ангидрида при температуре 12 - 17°С в течение 45 мин. Содержание сернистого ангидрида в цеолитовой массе (об этом судили по разнице веса образца до и после насыщения) составляло 67 мг/г (6,7 г/100 г). Такое количество S02 в составе 100 г цеолита достаточно для сохранения от 20 до 50 кг продукта (фрукты . овощи и др.) в течение от 2400 до 3300 ч (100 - 150 сут). Полученный таким образом консервант был упакован сначала в мешочки из стеклоткани, а затем в герметичные полиэтиленовые пакетики. При сохранении консерванта без использования (без вскрытия верхнего полиэтиленового пакетика) потеря веса консерванта (потери S02) составляла 0,7% в течение 38 сут. Десорбция и повторное насыщение носителя показали, что цеолит в мешочках из стеклоткани содержал 68 мг/г S02, что показывает возможность обеспечения кратности использования носителя S02.

П р и м е р 2. Условия приготовления консерванта такие же, как и в первом примере. Изменили только вид носителя консервирующего вещества, заменив клиноптилолитсодержащую породу Айдаг- ского месторождения на морденитовый туф (Нахичеванская АССР), содержащий 68% морденита. Содержание S02 в цеолите после насыщения составляло 63 мг (6,3 г/100 г). Такое количество $02 в составе 100 г цеолита достаточно для сохранения от 20 до 50 кг продуктов без порчи в течение от 2000 до 3600 ч. Сохранение консерванта без нарушения герметичности внешней полиэтиленовой упаковки в течение 36 сут не повлияло на уменьшение веса. Все другие показатели оставались на уровне показателей первого примера.

ПримерЗ. Условия приготовления консерванта были как и в первом примере. Изменили только вид носителя S02, заменив клиноптилолит содержащий туф, применяя синтетический цеолит типа NaX. Содержание сернистого ангидрида 7,2 г/100 г, что обеспечивает консервирование 20 - 50 кг продукта до 7 месяцев. Другие показатели обоазца консерванта оставались примерно на уровне показателей первого примера.

П р и м е р 4. Условия приготовления консерванта были как в первом примере. Изменили температуру удаления влаги, уменьшив ее до 150°С. Содержание S02 в носителе (после насыщения в условиях первого примера составляло 57 мг/г). Соответственно уменьшается и срок хранения из-за сравнительно низкого содержания S02 в исходном консерванте (5,7 г/100 г консерванта).

П р и м е р 5. Все условия приготовления были как в первом примере. Увеличив лишь температуру десорбции влаги до 400°С. Показатели консерванта существенно не изменились, Однако некоторое количество цеолита потеряло активность, и повторная регенерация в стеклотканевых мешочках из-за высокой температуры не представляется возможной (стеклоткань на практике не выдержала нагрев до 400°С),

П р и м е р 6. Изменения времени десорбции влаги более 60 минут не дает существенного результата, а уменьшение времени десорбции менее 45 минут не позволяет обеспечить полное обезвоживание. Остальные показатели получаемого консерванта существенно не меняются.

П р и м е р 7. Все условия приготовления такие же, как в первом примере, изменили лишь температуру насыщения, повысив до 35°С. Содержание S02 в цеолите уменьшилось до 58 мг/г.

П р и м е р 8. Применение крупных кусков (более 5 мм) увеличивало время насыщения более 60 мин. Остальные показатели полученного консерванта меняются

0 незначительно. Применение пылевидного цеолита (1 мм) служит причиной большого гидравлического сопротивления в реакторе насыщения, что нежелательно.

П р и м е р 9. При использовании цео5 литсодержащих туфов с содержанием основного вещества менее 65 - 70% увеличивается расход цеолитового консерванта, то есть для насыщения б% S02 требуется больше цеолита, что не

0 целесообразно, хотя также и в этом случае себестоимость нового консерванта несравнима низка.

Насыщение цеолитов бактерицидным и антисептическим веществом ($62) при тем5 пературе 18 - 20°С объясняется следующими причинами. При температуре выше 20°С мы не получаем необходимого количества насыщения. Возможно насыщение при более низких температурах, Но это не удоро0 жает процесс, т.к. экономически невыгодно применять оборудование для получения низких температур.

Содержание консервируемого вещества в цеолите в интервале 6-8% также имеет

5 обоснование. Насыщение меньше 6 мас.% ведет к уменьшению количества выделяемого антисептического вещества, что приводит к уменьшению срока консервации. А верхний предел 8 мас.% является макси0 мальной адсорбционной емкостью приме- няемого носителя, содержащего 65 - 70% основного компонента.

ПримерЮ. Условия приготовления консерванта такие же, как в примере 1. Из5 менили лишь вид газа, которым был насыщен цеолит. Последний насыщали углекислым газом, и полное насыщение этим газом наступило при содержании С02 в цеолите 4,6 г/100 г. Консервант использо0 вался для сохранения таких нежных С/Х продуктов, как инжир, облепиха, груша. Во всех случаях консервант обладал эффективным действием, кроме опытов с грушами, ПримерИ. Все условия приготовле5 ния консерванта были такие же, как в 1-м примере. Изменили лишь вид газа, насыщая цеолит аммиаком. Содержание МНз в цеолите составляло 36-4,1 г/100 г. Консервант, приготовленный подобным способом, проявлял наибольшую эффективность при сохранении высококачественного зерна, различных хлебопродуктов, а также всех видов комбикормов.

П р и м е р 12. Все условия опыта были такие же, как в первом примере. Изменили лишь вид бактерицидного вещества, насыщая цеолит смесью сернистого и углекислого газа. В связи с определенными трудностями одновременного насыщения природных образцов цеолитов различными газами, цеолит сначала насыщали углекислым газом до его содержания в образце 4,1 г/100 г, а затем этот же образец насыщали сернистым ангидридом до увеличения веса образца 5,1 - 5,3 г/100. Наибольший эффект подобный консервант проявлял при сохранении таких продуктов, как яблоки, картофель, цитрусовые, а также виноград.

Преимущества предлагаемого консерванта и способа его получения в сравнении с известными следующие.

Упрощение и удешевление процесса получения консерванта. Все процессы получения, подготовки консерванта осуществляются непрерывно на одной компактной и предельно простой установке. Нет необходимости в сложных схемах подготовки сырья, реагентов, процесса грануляции, таблетирования и др. На одной установке стоимостью всего 5-10 тыс.руб. могут выпускаться тонны консерванта в сутки. Также низка трудоемкость процесса получения. Количество оборудования и капитальные вложения для организации производства консерванта в предлагаемом решении в 2 - 5 раз ниже, чем в прототипе. Себестоимость предлагаемого консерванта во много десятков раз ниже себестоимости известного.

Предлагаемое решение обеспечивает многократность использования реагента и безотходность. Цеолиты после удаления S02 могут быть вновь обезвожены и вновь насыщены ангидридом, причем все это повторяется многократно.

Активность цеолита при многократной адсорбции - десорбции падает незначительно. Очень важно, что цеолиты, являющиеся природными неорганическими

продуктами, не представляют абсолютно никакую угрозу природе. При отсутствии необходимости повторного использования они могут быть применены дли других целей, например, их можно внести в почву для

предотвращения эрозии и т.д. Т.о. отработанный цеолит не теряет своей ценности и в отличие от известных консервантов, называться отходом не может.

Высокая эффективность действия консерванта благодаря обеспечению саморегулирования выделения SOa: при первых признаках порчи выделение SOa усиливается и наоборот,

Формула изобретения

1. Способ получения консерванта для пищевых продуктов, состоящего из двух компонентов, один из которых обладает антисептическими и бактерицидными свойствами, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса и повышения эффективности действия консерванта на пищевые продукты, в качестве второго компонента консерванта используют цеолиты, предварительно нагретые при температуре 150 - 300°С в течение 40 - 60 мин, а затем охлажденные до температуры 18 - 20°С( а в качестве компонента, обладающего антисептическими и бактерицидными свойствами, используют газ, выбранный из группы №,С02, МНз ,S02 или их смеси, при этом цеолиты помещают в атмосферу газа и выдерживают до поглощения газом в количестве 6-8 мас.% от массы цеолитов.

2. Способ по п.1, в котором в качестве цеолитов используют синтетические цеолиты или природные клиноптилолит- или мор- денит , содержащие туфы, с содержанием цеолита 65 - 70%, предварительно измельченные до размера частиц 1 - 5 мм.

Использование: пищевая промышленность, способы получения веществ, применяемых для консервирования плодов, овощей и других пищевых продуктов. Сущность изобретения: цеолиты (синтетические, природные, гранулированные) обезвоживают при температуре 150 - 300°С в течение 40 - 60 мин, после чего охлаждают до 18 - 20°С и насыщают газом, обладающим антисептическими и бактерицидными свойствами. В качестве газа используют С02, №,МНз, SOa или их смесь. Насыщение цеонитов газом проводят до б - 8 мас,% от массы цеолита. В качестве цеолитов можно использовать синтетические или природные клиноптило- лит- или морденитсодержащие туфы с содержанием цеолита 65 - 70%, предварительно измельченные до размера частиц 1-5 мм. Цеолитовый консервант упаковывают в газопроницаемые мешочки из стеклоткани. Мешочки с консервантом упаковывают в гермё йческие полизтилено- вые пакетики. Консервант храпят в холодильнике. При использовании мешочек с консервантом вынимают из полиэтиленового пакета и кладут сверху пищевого продукта. 1 з.п. ф-лы. сл с