Спосіб обробки насіння зернових і зернобобових культур для отримання сухих сумішей

Номер патенту: 121281

Опубліковано: 27.11.2017

Автор: Гончаренко Сергій Петрович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб обробки насіння зернових і зернобобових культур для отримання сухих сумішей, що включає попередню очистку оброблюваних продуктів з вихідною вологістю 13,5-14,5 % від механічних домішок і сторонніх предметів, термічну обробку ІЧ-випромінюванням, охолодження до температури навколишнього середовища, який відрізняється тим, що попередньо очищені зернові продукти розміщують рівномірно в один шар, а в процесі термічної обробки ІЧ-випромінюванням при щільності променистого потоку 7,5-25 кВт/м2 з довжиною хвилі 1,8-3,4 мкм протягом 0,5-5 хвилин при температурі 100-130 °C оброблювані продукти піддають постійному струшуванню з частотою 1-3,0 Гц і амплітудою 0,5-3 мм, а охолодження до температури навколишнього середовища проводять протягом 6-8 годин, після чого зернові продукти подрібнюють.

Текст

Реферат: Спосіб обробки насіння зернових і зернобобових культур для отримання сухих сумішей включає попередню очистку оброблюваних продуктів з вихідною вологістю 13,5-14,5 % від механічних домішок і сторонніх предметів, термічну обробку ІЧ-випромінюванням, охолодження до температури навколишнього середовища. Попередньо очищені зернові продукти розміщують рівномірно в один шар. В процесі термічної обробки ІЧ-випромінюванням при щільності 2 променистого потоку 7,5-25 кВт/м з довжиною хвилі 1,8-3,4 мкм протягом 0,5-5 хвилин при температурі 100-130 °C оброблювані продукти піддають постійному струшуванню з частотою 13,0 Гц і амплітудою 0,5-3 мм. Охолодження до температури навколишнього середовища проводять протягом 6-8 годин, після чого зернові продукти подрібнюють. UA 121281 U (54) СПОСІБ ОБРОБКИ НАСІННЯ ЗЕРНОВИХ І ЗЕРНОБОБОВИХ КУЛЬТУР ДЛЯ ОТРИМАННЯ СУХИХ СУМІШЕЙ UA 121281 U UA 121281 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до процесів переробки продуктів рослинництва і може бути використана при переробці насіння зернових і зернобобових культур при виробництві харчових продуктів, а також компонентів кормів і кормових добавок для сільськогосподарських тварин та птахів. До зернових культур відносять культури, що належать до різних ботанічних угруповань, а саме: хлібні злаки, які поділяються на типові (пшениця, жито, овес, ячмінь, тритикале) і просовидні (просо, рис, кукурудза, сорго); гречані (гречка) і бобові (горох, квасоля, сочевиця, соя, боби). Зернові культури є найважливішим джерелом білка, вуглеводів, вітамінів, мікроелементів, проте якісний склад рослинних білків суттєво відрізняється від білків тварин, перш за все за змістом незамінних амінокислот. Для білків більшості круп характерна присутність лімітуючих амінокислот, що обмежує утилізацію білка в організмі при вживанні в їжу круп'яних виробів. До лімітуючих амінокислот належать незамінні і напівзамінні амінокислоти, що входять до складу певних білків продуктів харчування в менших кількостях в порівнянні з їх фізіологічною потребою і в силу цього обмежують повноту використання даного білка в організмі в пластичних цілях. Зернові культури розрізняються за складом лімітуючих амінокислот: для круп з хлібних злаків і гречки (рисова, вівсяна, гречана, ячна, пшоняна, перлова, кукурудзяна) лімітуючими амінокислотами є лізин, треонін, валін, а для бобових культур (квасоля, горох та ін.) - метіонін і цистин. Суміші круп'яних виробів, в яких досягнуто оптимальної збалансованості по лімітуючим амінокислотам, мають більш високу біологічну цінність, вони забезпечують зниження неутилізованого в процесі травлення білка. Це важливо не тільки для харчування осіб, які страждають шлунково-кишковими захворюваннями, а й для здорового харчування спортсменів, а також для осіб, схильних до вегетаріанської їжі або що дотримуються тривалих християнських постів. Таким чином, основною проблемою при використанні в їжу продуктів з окремих зернових культур є їхня недостатня біологічна цінність, тому що вони не збалансовані за складом лімітуючих амінокислот. В здоровому харчуванні та дієтології велике значення має підбір продуктів рослинництва, що володіють поєднанням наступних основних якостей: висока біологічна цінність білків, руйнування уреази і трипсину до безпечного рівня при збереженні розчинності білків, підвищення кількості водорозчинних сполук, хороші органолептичні властивості продуктів харчування, відсутність протипоказань до застосування при шлунково-кишкових захворюваннях, хворобах обміну речовин та ін. У бобових продуктах головними антипоживними речовинами є інгібітори трипсину, уреаза, галосахара, які знижують засвоюваність білків, і лектини, які надають токсичну дію на функції шлунковокишкового тракту. У злакових (пшениця) присутні глютени і інші шкідливі компоненти. Крім цього, присутні алергічні чинники, чинники скупчення газів, сапоніни і агенти, що викликають збільшення щитовидної залози. З огляду на ці фактори, сирі боби і зернові продукти потребують спеціальної обробки, що забезпечує значні зміни хімічних і біологічних комплексів, підвищення харчової цінності та засвоєння цих продуктів. Тому питання контролю якості продуктів переробки зернобобових, (тести на активність уреази, інгібіторів трипсину, розчинність протеїну), набувають все більшого значення для виробництва високоякісних харчових продуктів і комбікормів. Відомий спосіб обробки зернових продуктів [патент РФ № 2085088, МПК A23L 1/18 опубл. 27.07.1997], що включає два етапи обробки: на першому етапі продукт нагрівають енергією інфрачервоного випромінювання (ІЧ-випромінювання) до 95-105 °C без істотної зміни вологості, на другому етапі температуру доводять до 120-180 °C за допомогою електромагнітного поля НВЧ. Висока кінцева температура обробки 180 °C, передбачена в даному способі, веде до денатурації білка, окислення нативного масла, погіршення споживчих властивостей зернових продуктів. Відомий спосіб обробки соєвих бобів [патент РФ № 2303369, МПК A23L 1/211 опубл. 27.07.2007], який включає два етапи обробки: на першому етапі цільні боби нагрівають гарячим повітрям з температури 180-200 °C до температури 95-100 °C, на другому етапі забезпечують градієнт зростання температури 10-15 °C в 1 секунду протягом 1 2 сек СВЧ-полем з питомою потужністю 35 кВт/кг. Цей спосіб передбачає циклічну обробку, є енергоємним і трудомістким, вимагає спеціального дорогого устаткування, а нагрівання соєвих бобів до температури 180-200 °C призводить до денатурації білка, руйнування амінокислот, окислення нативного масла і зниження споживчих якостей. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб обробки повножирних соєвих бобів [патент РФ № 2313226, A23J 3/16 опубл.27.12.2007], що включає попереднє очищення соєвих бобів з вихідною вологістю 13,5-14,5 %, напилення на їх поверхню води кількістю 2-3 % до маси бобів, 1 UA 121281 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обробку ІЧ-випромінюванням (мікронізація) при щільності променистого потоку в 22-24 кВт/м2 до температури 116-118 °C протягом 45-50 с, темперування при цій температурі протягом 5-7 хв., охолодження соєвих бобів до температури навколишнього середовища. Недоліком цього способу є низька поживна цінність одержуваного продукту, трудомісткість процесу, нерівномірна обробка продукту. Оскільки темперування здійснюється в нерухомій масі продукту, прогрів нерівномірний. По краях неминуче відбувається деструкція білка, а ближче до центра утруднені перетворення амінокислот і руйнування антиживильних речовин, в першу чергу інгібітора трипсину і уреази. Темперування при такій же температурі, як і нагрівання (116-118 °C), потребує додаткового нагрівального обладнання в теплоізольованому бункері, щоб компенсувати його втрати теплоти і підтримувати температуру бобів під час темперування 116-118 °C, це також призводить до великих матеріальних і енергетичних витрат, зниження харчової цінності продукту. Крім цього, зазначені температурний і часовий режими обробки роблять досить проблематичною ефективність обробки зернових інших зернобобових. Задачею корисної моделі є отримання однорідного продукту високої якості, підвищеної біологічної та поживної цінності, зниження до безпечного рівня антиживильних речовин, зниження трудомісткості процесу за рахунок більш рівномірної обробки продукту, зменшення енергетичних витрат, збільшенням терміну зберігання. Крім цього досягається можливість обробки зернових і інших зернобобових продуктів рослинного походження. Поставлена задача вирішується тим, що в способі обробки насіння зернових і зернобобових культур для отримання сухих сумішей, що включає попередню очистку оброблюваних продуктів з вихідною вологістю 13,5-14,5 % від механічних домішок і сторонніх предметів, термічну обробку ІЧ-випромінюванням, охолодження до температури навколишнього середовища, згідно з корисною моделлю попередньо очищені зернові продукти розміщують рівномірно в один шар, а в процесі термічної обробки ІЧ-випромінюванням при щільності променистого потоку 7,5-25 кВт/м2 з довжиною хвилі 1,8-3,4 мкм протягом 0,5-5 хвилин при температурі 100-130 °C оброблювані продукти піддають постійному струшуванню з частотою 1-3,0 Гц і амплітудою 0,5-3 мм, а охолодження до температури навколишнього середовища проводять протягом 6-8 годин, після чого зернові продукти подрібнюють. Пропонований спосіб здійснювали шляхом реалізації описаних вище технологічних операцій на прикладі повножирних бобів сої, а також зернових (пшениця, гречка, кукурудза, рис, овес і т.д., бобових (квасоля, горох, сочевиця, нут) і насіння (льон, чіа і т.д.). Як показали наші дослідження, при заявлених режимах відбувається руйнування інгібітору трипсину і уреази до безпечного рівня при збереженні розчинності білків, підвищення кількості водорозчинних сполук, отримання мікробіологічно чистого продукту, який можна використовувати безпосередньо для харчових цілей або кормових добавок. Завдяки тому, що попередньо очищені зернові продукти розміщують на транспортері рівномірно в один шар, а в процесі термічної обробки ІЧ-випромінюванням при щільності променистого потоку 7.5-25 кВт/м2 з довжиною хвилі 1,8-3,4 мкм оброблювані продукти піддають постійному струшуванню частотою 1-3,0 Гц і амплітудою 0,5-3 мм протягом 0,5-5 хвилин при температурі 100-130 °C, а охолодження до температури навколишнього середовища проводять протягом 6-8 годин, після чого зернові продукти подрібнюють, забезпечується рівномірна обробка насіння зернових і зернобобових культур, а також оптимізується глибина протікання біохімічних змін обробленої маси, її однорідність і висока якість, підвищення біологічної та поживної цінності, зниження до безпечного рівня антиживильних речовин, зниження трудомісткості процесу за рахунок більш рівномірної обробки продукту, що володіє низькими матеріальними і енергетичними затратами зі збільшеним терміном зберігання. Приклад реалізації запропонованого способу. Продукти рослинного походження, насіння зернових і зернобобових культур з вихідною вологістю 13,5-14,5 % очищають від механічних домішок, сторонніх предметів і калібрують за розміром, завантажують в бункер і за допомогою дозуючого пристрою розміщують на стрічці транспортера рівномірно в один шар, яка транспортує оброблювані продукти в зону теплової обробки (технологічну зону), що має пристрій для динамічного впливу на стрічку, на якій розташовується продукт. Довжина технологічної зони вздовж стрічки транспортера становить 900-1200 мм і складається з суми зон 3-х технологічних блоків світлового випромінювання, кожна по 300-400 мм. Кожен блок світлового випромінювання автономний. На технологічні блоки подають напругу в інтервалі від 140 В до 220 В, що дозволяє створити щільність падаючого потоку ІЧ-випромінювання в інтервалі 7,5-25 кВт/м2. Швидкість руху стрічки транспортера регулюється в діапазоні 5-80 мм/с, що дозволяє реалізувати час обробки від 0,5 2 UA 121281 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 до 5 хв. при постійному струшуванні протягом 0,5-5 хвилин частотою 1-3,0 Гц і амплітудою 0,5-3 мм при температурі 100-130 °C і одночасно піддають термічній обробці ІЧ-випромінюванню при щільності променистого потоку 7,5-25 кВт/м2 з довжиною хвилі 1,8-3,4 мкм з метою розриву міжклітинних зв'язків. Теплову обробку здійснювали на агрегаті, що складається з бункера для сировини, дозуючого пристрою, транспортера, технологічних блоків світлового випромінювання і електричної шафи з системами управління. За допомогою блоків світлового випромінювання забезпечували точковий хвильовий вплив на соєві боби в діапазоні ІЧ-випромінювання, що заявляється, для забезпечення значних змін хімічних і біологічних комплексів, підвищення 2 харчової цінності продуктів. Це забезпечує енергетичну експозицію в інтервалі 200-1200 кДж/м при тепловій обробці насіння зернових і зернобобових культур, що призводить до здійснення процесу якісної обробки при завершенні проходження технологічної зони довжиною 900-1200 мм. Після цього насіння зернових і зернобобових культур поміщають в ємності для природного охолодження. Ємності для природного охолодження являють собою металеві клітки, стінки, підлогу і стелі яких виконано з нержавіючої сітки з розміром осередку 1,2-1,5 мм, в кожну з яких поміщається не більше 80 кг продукту. Конструкція клітин забезпечує рівномірний розподіл тепла і вологи при охолодженні продукту протягом 6-8 годин до температури навколишнього середовища (18-24 градусів С). Охолоджене насіння зернових і зернобобових культур піддають механічному подрібненню з наступним розсівом за величиною частинок і отриманням продукту у вигляді борошна або крупи. Приклад 1 (на прикладі повножирних бобів сої). Оптимальний. Детально описаний вище спосіб було реалізовано за наступними режимами: 2 вихідна вологість 14,0 %, щільність променистого потоку ІЧ-випромінювання 15 кВт/м , довжина хвилі променистого потоку ІЧ-випромінювання 2,5 мкм, час нагрівання і струшування 3,0 хвилини, температура нагрівання 120 °C, режими струшування: частота 2,0 Гц і амплітуда 2,0 мм, тривалість охолодження до температури навколишнього середовища 7,0 годин. Приклад 2. Те ж саме, режими наступні: 2 вихідна вологість 13,5 %, щільність променистого потоку ІЧ-випромінювання 7.5 кВт/м , довжина хвилі променистого потоку ІЧ-випромінювання 1,8 мкм, час нагрівання і струшування 0,5 хвилин, температура нагрівання 100 °C, режими струшування: частота 1,0 Гц і амплітуда 0,5 мм, тривалість охолодження до температури навколишнього середовища 6 годин. Приклад 3. Те ж саме, режими наступні: вихідна вологість 14,5 %, щільність променистого потоку ІЧ-випромінювання 25 кВт/м2, довжина хвилі променистого потоку ІЧ-випромінювання 3,4 мкм, час нагрівання і струшування 5,0 хвилин, температура нагрівання 130 °C, режими струшування: частота 3,0 Гц і амплітуда 3,0 мм, тривалість охолодження до температури навколишнього середовища 8,0 годин. При виході за межі пропонованих режимних параметрів в меншу сторону не досягається перетворення амінокислот в білках і не відбувається руйнування антиживильних речовин, в першу чергу алергенів, інгібіторів трипсину і уреази. При виході ж за верхню межу обробки відбувається деструкція білків і крохмалю, причому поживна цінність продуктів різко знижується. Таким чином, відхилення від режимних параметрів обробки повножирних соєвих бобів, зазначених в пропонованому способі, в бік як збільшення, так і зменшення призводить до зниження функціональних властивостей, біологічної та поживної цінності одержуваного продукту. Оцінку харчової та енергетичної цінності соєвих бобів, отриманих за пропонованим способом, проводили спільно з Інститутом Гігієні та медичної екології ім. О.М. Марзєєва Академії медичних наук України стандартними і загальновідомими методиками. Результати досліджень наведені в таблиці харчової та енергетичної цінності соєвих бобів, які зазнали технологічної обробки за пропонованим способом на різних режимах (додається). Як видно з представлених в таблиці даних, пропонований нами спосіб дозволяє значно збільшити біологічну і харчову цінність зернових і зернобобових культур. 3 UA 121281 U Таблиця Показники Білок Жир Вуглеводи Енергетична цінність Активність уреази Інгібітори трипсину одиниці виміру Сирі боби г. на 100 г. продукту 40,5 г. на 100 г. продукту 25,0 г. на 100 г. продукту 29,0 ккал на 100 г. продукту 360 од. рН 1,79 мг/г 8,2 Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 42 44 37 23 18,1 15 28 27 22 401 446 280 0,35 0,01 0,005 3,7 1,81 1,70 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб обробки насіння зернових і зернобобових культур для отримання сухих сумішей, що включає попередню очистку оброблюваних продуктів з вихідною вологістю 13,5-14,5 % від механічних домішок і сторонніх предметів, термічну обробку ІЧ-випромінюванням, охолодження до температури навколишнього середовища, який відрізняється тим, що попередньо очищені зернові продукти розміщують рівномірно в один шар, а в процесі термічної обробки ІЧ2 випромінюванням при щільності променистого потоку 7,5-25 кВт/м з довжиною хвилі 1,8-3,4 мкм протягом 0,5-5 хвилин при температурі 100-130 °C оброблювані продукти піддають постійному струшуванню з частотою 1-3,0 Гц і амплітудою 0,5-3 мм, а охолодження до температури навколишнього середовища проводять протягом 6-8 годин, після чого зернові продукти подрібнюють. 15 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: A23L 7/00, A23L 11/00

Мітки: сухих, спосіб, обробки, культур, отримання, зернобобових, зернових, сумішей, насіння

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-121281-sposib-obrobki-nasinnya-zernovikh-i-zernobobovikh-kultur-dlya-otrimannya-sukhikh-sumishejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обробки насіння зернових і зернобобових культур для отримання сухих сумішей</a>

Подібні патенти