Спосіб отримання плодоовочевих порошків

Спосіб отримання плодоовочевих порошків, що передбачає сортування, миття, перемішування плодоовочевої сировини з крохмалем та сушіння клейстеризованої суміші, який відрізняється тим, що сировину після миття подрібнюють до розміру частинок не більше 5 мм, після чого отриману суміш піддають гідродинамічній обробці в роторнопульсаційному апараті протягом 30-300 с при кутовій швидкості обертання ротора 200-400 рад/с та дотичній напрузі не меншеЮ4 Н/м2 Винахід, що пропонується, відноситься до харчової промисловості, а саме до технологи, яка може бути використана для виробництва плодоовочевих порошків Відомий спосіб отримання яблучного порошку, який передбачає миття яблук, інспектування, подрібнення та виділення 38 - 43% соку від загальної маси Масу, що залишилася, бланшують, протирають через сита діаметром отвору 1,2 - Змм та виключають неїстівні частини Отримане пюре збезводнюють на вальцьовій сушарці при товщині шару продукта 0,5 - 1,0мм та тиску пари 0,36 0,42МПа протягом ЗО - 45с Сухий продукт подрібнюють на частинки не більше 0,35мм та упаковують [а с СРСР №1405769, кл 5А 23 В 7/02,1988] Недоліком відомого способу є те, що ступінь дисперсності отриманого яблучного порошку складає 350мкм, що перебільшує необхідний в харчовій промисловості ступінь дисперсності для кращої засвоюваності живильних речовин До цього ж бланшування призводить до зменшення вмісту біологічно-активних речовин та енергетичної ЦІННОСТІ продукту в цілому Відомий також спосіб отримання плодоовочевих порошків, обраний за прототип [Пищевые концентраты - М Пищевая промышленность, 1976 - С 207, 108], який передбачає сортування сировини, калібровку, мийку, розварювання при температурі 105°С у шнековому пропарювачі протягом 10-15 хвилин, протирання отриманої суміші на здвоєній протирочній машині, передачу через дозатор в змішувач з паровою сорочкою та мішалкою, де перемішують суміш із крохмалем, а далі шнеком направляють клейстеризовану суміш на сушарку Перевагою відомого способу є те, що при розварюванні сировини в результаті гідролізу МІЖКЛІТИННІ перетинки стають більш м'якими, що спрощує протирання через сито, а також висока температура сприяє гідролізу протопектину та створенню розчиненого пектину, що підвищує засвоюваність продукту Недоліком цього способу є те, що він потребує багато часу, витрат енергії та складного обладнання на здійснення процесів калібровки, пропарювання та протирання, що не дозволяє значно підвищити інтенсивність процесу отримання порошків, тобто скоротити тривалість процесу та зменшити енерговитрати А також, розварювання суміші при Т = 105°С протягом 10 - 15 хвилин призводить до зменшення біологічно-активних речовин у продукті В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу отримання сухих плодоовочевих порошків, в якому шляхом попереднього подрібнення сировини після мийки до розміру частинок не більше 5мм та гідродинамічної обробки отриманої суміші в роторно-пульсаційному апараті (РПА), суттєво зменшується тривалість процесу отримання порошків, зберігаються біологічноактивні речовини та підвищується енергозаощадження Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання сухих плодоовочевих порошків, що передбачає сортування, мийку, перемішування з крохмалем та сушку клейстеризованої суміші, згідно з винаходом, сировину сортують, миють та подрібнюють до розміру частинок не більше 5мм, СО о 1 Ю 57403 після чого отриману суміш піддають гідродинамічній обробці в роторно-пульсаційному апараті протягом ЗО - 300с при кутовій швидкості обертання ротора 200 - 400рад/с та дотичній напрузі не менше 104Н/м2 Завдяки тому, що в запропонованому способі здійснюється заміна операцій калібровки, розварювання протягом 1 0 - 1 5 хвилин при температурі 105°С та протирки такими операціями, як подрібнення та гідродинамічна обробка сировини в роторно-пульсаційному апараті, одержуємо значне енергозаощадження та суттєве зменшення (на ЗО 40 хвилин) тривалості процесу виробництва плодоовочевих порошків А головне - із-за виключення термічної обробки при 105°С (розварювання) в порошках зберігаються біологічно-активні споживчі речовини при однорідній високодисперсній консистенції продукта Подрібнення сировини до розміру частинок не більше 5мм забезпечує краще проходження продукта крізь роторно-пульсаційний вузол РПА (міжциліндричну відстань, прорізі роторів та статорів), виключення закупорки прорізей сировиною та, як наслідок, отримання гомогенізованого продукта однорідної консистенції з необхідним для харчової промисловості ступенем дисперсності - менше 250мкм Обробка сировини після попереднього диспергування в роторно-пульсаційному вузлі протягом ЗО - 300с забезпечує отримання більш ефективного результату гомогенізації та підвищення якості готового продукта, одержання частинок сировини розміром 20 - 40мкм Час обробки більше 300с призводить до підвищення температури оброблюваної сировини до 70°С, що викликає знищення споживчих біологічно-активних речовин А при обробці менше 30с отримуємо продукт неоднорідної консистенції (ступінь дисперсності змінюється від 50 до 150мкм), що призводить до нерівномірної сушки та осадження частинок, що не висохли, на стінках сушильної камери Подрібнення сировини в роторнопульсаційному апараті при кутовій швидкості обертання ротора 200 - 400рад/с та дотичній напрузі не менше 104Н/м2 викликає значні пульсаційні знаКОЗМІННІ перепади тиску, високоградієнтні течи в зазорах, синхронну зміну швидкості руху сировини крізь прорізі коаксіальних циліндрів, пульсації, явища кавітації у середовищі, а також появу різкої деформації живого перерізу та суттєвої нерівномірності розподілу швидкостей по перерізу, інтенсивних вихроутворень та високочастотних пульсацій порядку десятків кГц Ці процеси сприяють інтенсифікації ефектів подрібнення сировини до гомо генного стану та великих градієнтів зсувних напруженостей Таким чином, досягається очікуваний технічний результат, тобто підвищується якість кінцевого продукта - отримується продукт, ступінь дисперсності якого дозволяє прискорити процес сушки, та, як наслідок, суттєво зменшується тривалість процесу отримання порошків в цілому (на ЗО - 40 хвилин) Спосіб, що заявляється, реалізується за допомогою лінії виробництва плодоовочевих порошків, апаратурно-технологічну схему якої зображено на фіг, що містить сортувальний стіл 1, мийку 2, роторно-шнековий апарат 3, на валу якого розміщений роторно-пульсаційний вузол 4, ємності 5, 9, дозатори 6, 8, змішувач з паровою сорочкою та мішалкою 7, просіювач Юта сушарка 11 Спосіб отримання плодоовочевих порошків здійснюється наступним чином Сировину (плоди, овочі) сортують, виключаючи плоди, що загнили, зацвіли та направляють до мийки 2, де ретельно промивають Після ЦЬОГО сировина попередньо подрібнюється в роторно-шнековому подрібнювачі З до розміру частинок не більше 5мм та поступає в роторно-пульсаційний вузол 4, розміщений на його валу, де при обертанні ротора з кутовою швидкістю 200 - 400рад/с відбувається почерговий збіг пазів ротора і статорів та створюються дотичні напруги не менше 10 Н/м2 Така обробка здійснюється протягом ЗО - 300с Протягом цього часу відбувається подрібнення сировини до гомогенної пасти з розмірами частинок менше ЮОмкм, що гарантує більш швидкий технологічний процес сушіння суміші і менші втрати вітамша С Отриману суміш збирають в ємність 5 та через дозатор 6 подають в змішувач з паровою сорочкою та мішалкою 7 Паралельно просіюють на просіювачі 10 крохмаль в резервну ємність 9 та направляють крізь дозатор 8 в ємність 7, звідки клейстеризована суміш поступає на сушарку 11 Спосіб, що заявляємо, пояснюється прикладом отримання яблучних порошків Приклад 1 Яблука сортують, ретельно промивають та направляють в бункер роторно-шнекового подрібнювача 2, де вони попередньо подрібнюються до частинок розміром не більше 5мм Далі суміш піддається гідродинамічній обробці в роторнопульсаційному вузлі при кутовій швидкості обертання ротора 200 - 400рад/ста дотичній напрузі не менше 104Н/м2 протягом ЗО -300 с Отриману гомогенізовану суміш змішують із крохмалем та сушать ХІМІЧНИЙ склад отриманого продукта приведено в таблиці 1 Таблиця 1 Спосіб переробки прототип спосіб, що заявляємо Пектинові речовини Вітамін В1, 1мг на ЮОгр 0,02 Вітамін В2, 1мг на ЮОгр 0,04 Вітамін С, 1мг на ЮОгр Вітамін РР, 1мг на ЮОгр 6,9 Сахар, % 67,6 17 0,9 7,2 67,6 0,03 0,05 25 1,2 Як видно, у запропонованому способі отримання порошків порівняно з прототипом біологічна ЦІННІСТЬ яблучного порошка значно більша Приклад 2 Спосіб здійснюється аналогічно прикладу 1 В розглянутому способі отримання яблучного поро 57403 шку при попередньому подрібненні яблук до частинок розміром менше 5мм встановлені значення кутової швидкості і дотичної напруги призводять до отримання яблучного пюре однорідної консистенції з середнім розміром дисперсних частинок ЗОмкм У разі попереднього подрібнення яблук до частинок більше 5мм виникають труднощі з проходженням сировини крізь прорізі роторів та статорів, а також крізь міжциліндрову відстань Це зупиняє цикл обробки або призводитьдо отримання суміші, дисперсні частинки якої становлять більше 250мкм, що говорить про зменшення засвоюваності продукта Приклад З Спосіб здійснюється аналогічно прикладу 1, за винятком того, що гідродинамічну обробку здійснюють втри етапи протягом 25с, протягом 450ста протягом ЗО -300с Теплофізичні показники яблучної суміші у цих випадках представлені в таблиці 2 Таблиця 2 Показники Т, °С Середній розмір дисперсної частинки, мкм Обробка сировини про- Обробка сировини про- Обробка сировини протягом 25с тягом ЗО - 300с тягом 450с 20-25 30-45 60-70 50-120 Як видно з табл 2, гідродинамічна обробка яблук протягом 25с після попереднього подрібнення свідчить про отримання пюре, ступінь дисперсності якого в 2,5 більше ніж при обробці протягом ЗО - 300с При гомогенізації яблук протягом 450с спостерігається підвищення температури сировини до 60 - 65°С, що знищує споживчі бюлопчно-активні речовини, хоча ступінь дисперсності майже не змінюється в порівнянні з випадком 2 (ЗО - 300с) Тобто найліпші показники ступеню дисперсності та температури (найбільш характерні для харчових продуктів переробної промисловості) отримуються при обробці сировини протягом ЗО 300с Приклад 4 Спосіб здійснюється аналогічно прикладу 1, за винятком того, що гідродинамічна обробка в роторно-пульсаційному вузлі здійснюється в два етапи при кутовій швидкості обертання ротора менше 200рад/с, ЗООрад/ста більше 400рад/с В першому випадку в процесі обробки створюються дотичні напруги менше 104Н/м2, що зменшує величини до 40 до 40 пульсацій частоти, тиску та градієнти швидкостей Це в свою чергу вимагає більш тривалої обробки для досягнення очікуваного результату При гомогенізації сировини в РПА при кутовій швидкості обертання ротора 400рад/с спостерігаються явища скорішого зносу обладнання та більших енерговитрат при однаковій якості продукту порівняно з випадком обробки при кутовій швидкості обертання ротора 300рад/с Таким чином, для переробки сировини до отримання якісного продукта з меншими енерговитратами доцільно проводити обробку при кутовій швидкості 300рад/с Аналіз одержаних даних за способом, що заявляється, показує, що при застосуванні запропонованого способу у виробництві плодоовочевих порошків забезпечується підвищення якості кінцевого продукту за рахунок збереження біологічноактивних речовин та отримання кінцевого однорідного продукту високого ступеня дисперсності, а також суттєве зменшення тривалості процесу виготовлення порошків та збільшення енергозбереження Фіг. Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна