Способ получения порошков из растительного сырья

Способ получения порошков из растительного сырья

Реферат

 

Использование: в пищевой промышленности, в частности при производстве порошков из растительного сырья. Сущность изобретения: растительное сырье моют, сортируют и измельчают в виде пластин толщиной 3-5 мм. Подготовленное таким образом сырье сушат и измельчают в вакууме, одновременно воздействуя на сырье мелющими телами в вибрационном поле; вакуумирование осуществляют до остаточного давления не более 131,6 Па. При этом в количестве мелющих тел используют полидисперсную среду, состоящую из отработанных шариков и роликов подшипников качения при соотношении мелющие тела : обрабатываемое сырье, равном 2:1, а определяющие размеры шариков и роликов составляют 10-40 мм. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам производства порошков из растительного сырья, в частности к производству порошкообразных красителей из растительного сырья, ароматизирующих добавок и наполнителей, приправ и пряностей к пище, добавок для производства диетических хлебобулочных и кондитерских изделий.

Известен способ получения яблочного порошка, включающий мойку плодов, инспектирование, дробление, отделение сока от мезги, сушку и измельчение, в котором в процессе отделения отводят 38-43% сока от общей массы, а после отделения сока мезгу бланшируют и протирают, при этом сушку проводят в вальцовой сушилке при давлении пара 0,36-0,42 МПа и толщине наносимого слоя 0,5-1,00 мм в течение 30-45 с (авт.св. СССР N 1405769, кл. А 23 В 7 02, 1988). Данный способ позволяет повысить качество готового продукта, снизить его термопластичность. Однако способ трудоемок в технологическом процессе, воздействуют на обрабатываемую массу острым паром, давление 0,42 МПа, нагревая до 90-95^oС, что неминуемо приводит к разложению клетчатки и сворачиванию белка в обрабатываемой массе и, как следствие, к снижению качества готового продукта, который после сушки подвергают измельчению до 0,35 мм частиц порошка при остаточной влажности 6% Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому способу получения порошков растительного происхождения является способ получения порошков из сырья растительного происхождения, включающий подачу сырья, механическое измельчение, вспучивание измельченного сырья в сушильной камере одновременно с предварительной подсушкой при 75-150^oС и сушку в кипящем слое при скорости теплоносителя 15-20 м/с, при этом температура теплоносителя азота в кипящем слое составляет 75-98^oС. Азот после очистки и регенерации возвращают на стадию сушки (патент РФ N 1792303, кл. А 23 L 1/212, 1993). Данный способ позволяет повысить качество готового продукта. Однако предварительная тепловая обработка при довольно высокой температуре, а затем контактная сушка в потоке азота сказываются на качестве готового продукта, а сам процесс технологически трудоемок и энергоемок, при этом продолжительность сушки составляет в среднем 4 ч.

В основу настоящего изобретения положена задача создания такого способа получения порошков из сырья растительного происхождения, который позволил бы при значительном сокращении времени сушки за счет повышения коэффициента массообмена и снижения температуры кипения осуществлять технологический цикл в одном аппарате, исключив из традиционной технологии операции химической и тепловой (контактной) обработки высушиваемого сырья, повысив при этом качество готового продукта.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения порошков из сырья растительного происхождения, включающем подачу сырья, измельчение и сушку, измельчение и сушку проводят одновременно, воздействуя на сырье мелющими телами в вибрационном поле, при этом вакуумирование осуществляют до остаточного давления не более 131,6 Па. Кроме того, в качестве мелющих тел используют полидисперсную среду, состоящую из шариков и роликов с определяющими размерами 10-40 мм при соотношении веса мелющие тела обрабатываемое сырье, равном 2: 1 соответственно. Кроме того, вибрационное поле создают исходя из параметров вибрации: при где Fr число Фруда; А амплитуда колебаний корпуса аппарата, м; Д внутренний диаметр корпуса аппарата, м; g ускорение силы тяжести, м/с²; угловая частота колебаний в 1/с.

Способ осуществляют следующим образом.

Сырье для получения порошков условно разделяется на две группы. К первой группе относятся овощи и белые коренья: горошек зеленый, картофель, зелень пряная, капуста белокочанная, лук, морковь, свекла, цикорий, чеснок. Ко второй группе относятся семечковые фрукты, ягоды и выжимки из фруктов и ягод. Сырье для сушки подбирают с учетом его агробиологических и химико-технологических показателей. Плотность сырья может колебаться в пределах 700-1200 кг/м³, а влажность 50-70% Поступающее на обработку сырье моют, сортируют, повторно моют, режут на пластины толщиной 3-5 мм. Подготовленное таким образом сырье загружают в вибрационную сушилку-мельницу, туда же загружают мелющие тела из расчета мелющие тела-сырье в соотношении 2:1, предварительно включают систему подачи теплоносителя (t= 80^oС) в рубашку аппарата, внутри которого температура должна быть не ниже 70^oС; после этого включают систему вакуумирования, остаточное давление доводят до 131,6 Па, после установления давления включают электродвигатель привода сушилки-мельницы и проводят процесс сушки при одновременном измельчении и смешении обрабатываемого сырья в вибрационном поле. Длительность всего процесса при влажности исходного сырья не более 70% составляет 1 ч 40 мин. После этого подачу теплоносителя прекращают и продолжают измельчение высушенного продукта 20 мин. Мелющими телами являются пришедшие в негодность шарики и ролики подшипников качения с размерами 10:40 мм. Параметры вибрации для создания вибрационного поля в сушилке-мельнице выбирают из условий "щадящего" измельчения низкопрочных материалов и интенсивного перемешивания загрузки А (5-7)10^-3Д где Fr число Фруда; А амплитуда колебаний корпуса, м; Д внутренний диаметр корпуса, м; g ускорение силы тяжести, м/с²; угловая частота колебаний в 1/с.

После завершения описанного цикла производят выгрузку порошка и его просеивание через сито с размерами 100 мкм. Порошки, получаемые из овощей, ягод, фруктов, жома ягод и фруктов по предлагаемому способу, удовлетворяют все требования по органолептическим показателям, имеют влажность не более 6% и размеры частиц порошка не более 0,1 мм.

Пример 1. Проводят переработку жома черноплодной рябины для получения порошкового красителя. Для этого используют жом черноплодной рябины после отжатия сока с плотностью 900 кг/м³ и влажностью 65-70% Жом в количестве 100 кг загружают в вибрационную сушилку-мельницу (ВСМ) типа вибромельницы М-200-1,5, снабженную рубашкой для циркуляции теплоносителя и системой вакуумирования. В аппарат предварительно загружают мелющие тела с Д/h 10, 20, 40 (шарики, ролики) в количестве 200 кг. Перед загрузкой жома включают систему подачи теплоносителя t=80^oС в рубашку аппарата, температура внутри которого должна быть не ниже 70^oС. После загрузки жома включают систему вакуумирования и остаточное давление доводят до 131,6 Па. Через 20 мин после установления давления включают электродвигатель привода и начинают процесс сушки при сопутствующем измельчении и смешении мелющими телами. Длительность процесса 1 ч 20 мин при Fr, равном 9. После завершения цикла включают электродвигатель ВСМ, отключают систему вакуумирования и подачу теплоносителя, включают электродвигатель и через выгрузочную крышку, снабженную выгрузочным рукавом, производят выгрузку порошка. При этом мелющие тела остаются внутри аппарата для следующего цикла. Просейку порошка осуществляют через сито с размером ячеек 100 мкм. При норме расхода жома 4165 кг с влажностью 67% получают порошок-краситель 1000 кг при остаточной влажности 6% с слабокислым, терпким вкусом и запахом, свойственным черноплодной рябине без постороннего привкуса, темно-красного цвета.

Пример 2. Проводят переработку картофеля, свеклы, моркови для производства сухих порошков. Поступающее на переработку сырье должно соответствовать действующим стандартам: картофель ГОСТ 6014-68; свекла - ГОСТ 1722-67; морковь ГОСТ 1721-67. Перед загрузкой в аппарат корнеплоды моют в моечной машине. Корнеплоды должны быть полностью отмыты от остатков земли и других загрязнений, являющихся источником попадания в продукт спор микроорганизмов. После мойки и калибровки корнеплоды очищают от кожицы на машинах в паротермическом агрегате, затем режут на пластины толщиной не более 3 мм на овощерезательных машинах. Подготовленное таким образом сырье загружают в аппарат ВСМ в количестве 100 кг и проводят процесс сушки до получения порошка аналогично описанному в примере 1. При норме расхода сырья: картофеля 7000 кг при влажности 65% получают 1000 кг порошка при остаточной влажности 6% моркови 10500 кг при влажности 65% получают 1000 кг порошка при остаточной влажности 6% свеклы 9000 кг при влажности 65% получают 1000 кг порошка при остаточной влажности 6% Все порошки со вкусом и запахом, свойственным исходному корнеплоду. Цвет порошка картофеля от белого до желтого разных оттенков, свеклы бордовый разных оттенков, моркови от желтого до оранжевого. Размер частиц порошка 100 мкм.

Пример 3. Проводят переработку цельных ягод (лесная рябина, смородина), жом ягод после отжатия сока, жом яблок при производстве яблочного пюре и т. п. Плотность сырья может колебаться в пределах 700-1200 кг/м, а влажность в пределах 50-70% Качество сырья должно соответствовать требованиям действующих стандартов. Ягоды перед переработкой моют, режут дольками толщиной 5 мм (если размеры ягод более 15 мм). Подготовленное таким образом сырье загружают в аппарат ВСМ в количестве 100 кг и проводят процесс сушки до получения порошка аналогично описанному в примере 1. При норме расхода сырья 3500 кг с влажностью 70% получают порошка 1000 кг при остаточной влажности 6% с размерами частиц 100 мкм. Вкус и запах порошка свойственный исходному продукту.

В процессе обычной сушки удаление влаги происходит с поверхности частицы в первом периоде сушки и из объема высушиваемой частицы во втором периоде. Толщина высушенного слоя замедляет процесс удаления внутренней влаги.

Вибрация и мелющие тела, загруженные вместе с высушиваемым материалом, измельчают высушенный слой, удаляя его с поверхности частицы, обеспечивая таким образом первый период сушки до полного удаления влаги. Кроме того, мелющие тела, соприкасаясь с влажным продуктом, отбирают часть влаги на свою поверхность, увеличивая общую площадь испарения.

Вибрация способствует интенсивной циркуляции (перемешиванию) и взвешанному состоянию загрузки, что выравнивает температуру сушки и влажность в объеме материала и обеспечивает удаление поверхностной влаги частиц по всему объему загрузки.

Порошки из сырья растительного происхождения, полученные по предлагаемому способу, обладают рядом преимуществ: обладают высокими органолептическими показателями и максимально сохраняют питательные свойства исходного продукта, так как в процессе получения не испытывают воздействия высоких температур и прямого контакта с теплоносителями, разрушающими белок и клетчатку сырья; обладают равномерной дисперсностью 0,1 мм; значительно (почти в 2,5 раза) сокращается продолжительность сушки; сушка производится в отсутствии кислорода воздуха, что исключает окисление содержащихся в обрабатываемом сырье клетчатки, витаминов, микроэлементов, белков.

Формула изобретения

1. Способ получения порошков из сырья растительного происхождения, включающий измельчение сырья и сушку, отличающийся тем, что измельчение и сушку проводят одновременно в вакуум-аппарате, воздействуя на сырье мелющими телами при вибрации, при этом вакуумирование осуществляют до остаточного давления не более 131,6 Па при 70 80^oC.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мелющих тел используют полидисперсную среду из шариков и роликов подшипников качения при соотношении мелющие тела сырье, равном 2 1.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что определяющие размеры шариков и роликов составляют 10 40 мм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вибрационное поле создают, исходя из параметров вибрации , A (5 7) 10³ D, где Fr число Фруда; A амплитуда колебаний корпуса аппарата, м; D внутренний диаметр корпуса аппарата, м; g ускорение силы тяжести, м/с²; w угловая частота колебаний, 1/с.