Дисер по обезвоживанию (Расчет режимов обезвоживания клубники), страница 7

Удельная производительность оборудования (вя) возрасла с 0.3 кг/м ' для контрольного образца сока (без "глазирования") до 0.34 кг/м2ч для кон центрата, высушенного с "глазированием" поверхности при сокращении про цесса в среднем на 10—15%.

Аналогично было обезвожено сконцентрированное до 45% молоко 40%-ный пастообразный цикорий и концентрат апельсинового сока.

Таблица 2

Результаты сушки свекольного сока, молока и экстракта цикория

Концентрат ■ Длительность процесса, мин Удельная производительность, кг/м ч

Свекольный сок, 10% 480 0.297

Свекольный сок, 40% 440 0.341

Молоко, 45% 360 0.512

Экстракт цикория, 40% 380 0.623

При образовании пенообразной структуры на поверхности продукта, производили по второму способу кратковременное повышение давления па-эовоздушной среды в сублимационной камере за счет напуска сухого очинённого- воздуха со скоростью изменения Роб 50—70 Па/с. Величина максимально возможного давления обусловлена температурой, при которой не происходит размораживание продукта и, как показали собственные исследования, диапазон в 100....150 Па, поддерживаемый в течение 20....30 с, не оказывает влияния на структуру замороженного материала и на качество получаемого продукта. Повышение давления паровоздушной среды в сублиматоре обеспечивает разрушение пенообразной структуры верхнего слоя и исключает унос продукта с лотка.

Разработанные нами способы интенсификации низкотемпературного обезвоживания на основании [6,7,9,14], включающие замораживание сконцентрированных растворов под давлением инертного газа, гранулирование, сушку в осциллирующем режиме, а также аппарата для их осуществления, новизна-которых подтверждена авторскими свидетельствами [11,15,18,58,61,79,80,82], обобщены и схематично представлены на рис.21. Условные обозначения: Ж— исходный раствор, К—концентрат, Пр—высушиваемый продукт, П—водяные пары к десублиматору, Хл—хладоноситель, Т—теплоноситель, Л—лед, К.К.— криоконцентрирование, С.С.—сублимационная сушка, Р—давление, г—время, С—концентрация.

Пояогит. решение от 13. .03. 95 по заявке Г51С8564/13 Г 79 3

Л.С. Р II43373

A.C. Р 1374009 Г 512

Суика концентрированных растворов и экстрактов A.C. F 1253571 Г34Л:, № 1443227 ГбГЗ, Заявка 95IC8263/I3 Г80 I

Рис.21. Схематичное изображение способов интенсификации сублимационной сушки

(а)—замораживание продуктов, в том числе под давлением инертного газа

(б)—гранулирование замороженных жидких продуктов; (в)—замораживание к сушка в одном аппарате; (г)—сушка в осциллирующем режиме; (д)—комбинированное обезвоживание концентрированием и сублимационной сушкой; (е) и (ж)—сублимационная сушка концентрированных растворов.

4. Технологические аспекты комбинированного использования криоконцснтрирования и вакуум-сублимационной сушки

В работе представлены разработанные и усовершенствованные нами :хнологии концентрирования и обезвоживания при низких температурах не-яорых жидкостей животного и растительного происхождения, позволяющие максимальной степени сохранить биологическиактивные вещества и другие ативные свойства исходных продуктов в процессе их переработки [71,73,75].

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исс-' эдований автором разработана технология комбинированного обезвожива-/|я жидких пищевых продуктов криоконцентрированием и вакуум-сублимаци-нной сушкой (рис.22). Исходный продукт из емкости-накопителя (1) насосом :) подается в контур предварительного охлаждения (3), включающий регене-ативные теплообменники для термостатировзния жидких пищевых продук-эв, емкости для сбора и плавления льда и далее в контур циркуляции концен-эата (4). На охлаждаемых рабочих элементах кристаллизаторов выморажива-тся часть влаги из продукта, а сконцентрированный раствор поступает в нэко-ительную емкость (7). Лед, после подплавления сбрасывается в емкости-теп-ообменники, в которых теплота его плавления утилизируется для охлаждения сходного продукта. В аппарате для замораживания (8) при вынужденном дви-:ении газовой среды при температуре 243 К и давлении до 2.5 МПа продукт ранулируется. Гранулы раскладывают на лотки, которые устанавливают на гру-овые тележки (9) и направляют в сублимационную установку (10). После высу-.1ивания раствора при циклическом изменении давления в периоде падаю-дей скорости сушки в диапазоне 40....700 Па, продукт инспектируют (12), из-1ельчают (13) и подают на упаковку (14). Система хладообеспечения (5) рас-читана на охлаждение исходного продукта в контуре (3), отвод теплоты кри-таллизации в контуре (4), замораживание продукта в аппарате (8) и работу де-ублиматора (10).

Рис.22. Аппаратурно-технологическая схема производства порошко! разных пищевых продуктов криоконцентрированием и сублимацион ной сушкой

1—емкость исходного раствора; 2—насос; 3—контур предварительного охл; дения исходного продукта; 4—контур циркуляции концентрируемого проду* 5—система хладообеспечения; б—насос хпадоносителя; 7—емкость для к центрата; 8—аппарат для замораживания продукта под давлением инертн! газа (гранулятор); 9—грузовая тележка, лотки с гранулированным заморож ным продуктом; 10—сублимационная установка с десублиматором; 11—гру вая тележка, лотки с высушенным продуктом; 12—инспекция; 13—дробил 14—фасовочно-упаковочный автомат.

а—исходный раствор, б-охлажденный раствор, в-концентрат, г—ззморож* ный под давлением инертного газа гранулированный раствор, д—обезвож! ный продукт, е—хладоноситель, ж—жидкий хладоагент, з—парообразный х доагент, и-инертный газ, к—упакованный продукт.

4.1. Особенности концентрирования белковосодержащих растворов

Обезвоживание белковосодержащих продуктов (молочная сыворотка, обулиновая фракция соевых белков, растворы ферментов и т.п.) затруднено ; склонностью к вспениванию.

Так, в технологии производства белковых текстураторов на основе гло-глинов соевых бобов при образовании сетки геля при замораживании и фик-|ции его структуры при дефростации, нами было установлено [28,39,40], что /нкциональные свойства получаемых продуктов зависят не только от концен-шции белка в водной суспензии, направляемой на замораживание, но и от юсоба ее сгущения. При эксплуатации опытно-промышленной установки на заоде №3 ПО "Колосс" выяснилось, что использование сепараторов и от-гойников не исключает потерь белковой фракции с удаляемой водой из-за осокой пенообразующей способности глобулинов бобов сои.

Малорезультативной оказались ультрафильтрация, вследствие быстро) забивания пор мембран; при термической обработке в выпарной установке роисходила необратимая денатурация белка в суспензии, препятствующая бразованию структуры текстурата с заданными функциональными свойства-1и в процессе размораживания.

Концентрирование белковой суспензии при низких температурах, как оказали совместные с В.Т.Диановой и Е.С.Страшненко исследования, оказа-ось более предпочтительным процессом. Нами разработаны [48,50,57,76] ехнологические режимы сгущения при кристаллизации части воды в верти-альном пленочном кожухотрубном аппарате (рис.11) при Г?е = 4500—5000, емпературе суспензии на входе 274—276 К в диапазоне концентраций от 10 ,о 20%.

Исследование качественных характеристик текстурата, полученного из Сработанной криоконцентрированием суспензии, показали, что можно до-;тичь сокращения потерь белка уже в процессе фиксации структуры при размораживании за счет более равномерного распределения гелеобразующих омпонентов в замороженном концентрате. При этих режимах обеспечива-

лась высокая скорость процесса, производительность оборудования 8кг/м2ч при минимальных потерях белка со льдом, не превышающих 1 %.

4.2. Разработка технологии производства виноградного меда

В ряде работ [56,62,70] нами совместно с С.П.Авакянцем, С.А.Чер( ниным и И.А.Рейтблатом установлена принципиальная возможность полу1 ния виноградного меда из концентрата виноградного сока способом низ» температурного обезвоживания. Отличие от концентрированного сока из е нограда, получаемого в вакуум-выпарных аппаратах, заключается в том, чтс виноградном меде сохраняются в неизменном виде биологически активш компоненты, в первую очередь, вещества полифенольного комплекса: катех ны, антоцианы, флавонолы, процианидины. Обладая Р-витаминной активн стью, они укрепляют стенки кровеносных сосудов, обладают антимикробнь действием и повышают устойчивость организма к ионизирующим излучен ям. Сохранить свойства полифенолов при сгущении, как показали исследов ния по влиянию температурного фактора (МолдНИИПП, ВЗИПП, ВНИИВ и "Магарач"), возможно в случае, когда они не подвергаются термоокислител ной трансформации, т.е. при низких температурах. Исследования по криоко! центрированию виноградного сока промышленного изготовления с содерж; нием водорастворимых веществ 17±1.5% проводились на установке (рис.5) п методике, Описанной в [20]. В связи со снижением эффективности разделе ния, вызванным понижением коэффициента диффузии и возрастанием вязке сти виноградного сока, был применен метод зонной плавки [44,62], что позве лило сократить потери до значений, меньших 1 %.

Важным параметром, характеризующим эффективность процесса I влияющим на энергетические показатели, является содержание растворимы; веществ в концентрате. В работе [37], нами показано, что увеличение концен трации жидких пищевых продуктов, предназначенных для сушки, приводит I сокращению продолжительности процесса, однако существуют оптимальные значения содержания сухих веществ, характерные для каждого вида продукта

езультаты исследований влияния концентрации на длительность обезвожи-зния виноградного сока при получении меда [56] приведены на рис.23.

Рис.23. Изменение содержания сухих веществ в концентрате виноградного сока при сублимационной сушке 1—15%, 2—20%, 3—30%, 4—40%, 5-50%, 6—60%.

Как и ожидалось, при сушке продукта с высоким содержанием саха-ов, над его поверхностью образовывалась пенообразная структура с малой еплопроводностью и плохой проницаемостью для паров воды, что приводило снижению скорости сушки.

Избежать эти недостатки удалось путем специальной подготовки за-юроженного концентрата к сушке по методике, изложенной нами в [51] и хематично изображенной на рис.21 ,е. Одновременно установлен диапазон ;ж=35—40% с.в. для сушки концентрата виноградного сока. Высушивание родукта с содержанием водорастворимых веществ 50—60% не дало удов-етворительных результатов из-за подплавления продукта.

Данные исследований легли в основу разработанной нами технологии юлучения виноградного меда с содержанием сухих веществ до 80%, включающую концентрирование виноградного сока при низких температурах ~ в 2 >аза, замораживание концентрата при давлении инертного газа до ~ 2 МПа,

60 йо 160 ¿4о зоо г, «и«

"глазирование" поверхности замороженного продукта и вакуум-сублимаци ную сушку при осциллирующих режимах (р=60—700 Па).

4.3. Разработка технологии консервирования женского молока

Консервирование женского молока открывает большие возможно! для создания региональных банков грудного молока и новых видов детской диетического питания. Полученные нами результаты исследований по обез1 живанию жидких пищевых продуктов-при низких температурах, использова при разработке технологических режимов обработки молока. Для этого бы изучено [27,34,46] влияние структуры замороженного продукта на сохранен биологически ценных веществ. В качестве критерия оценки принято измеь ние содержания иммуноглобулинов. Опыты по замораживанию при напрг ленной кристаллизации проводились при использовании жидкого азота в Д1/ пазоне температур от 253 К до 193 К на специальном стенде, подробно оп санном в [46], основным узлом которого является криокамера-приставка к о тическому микроскопу. Процесс кристаллообразования записывался на лен видеомагнитофона.

При 253 К в молоке образуются кристаллы льда игольчатой формы; п нижение температуры замораживания до 233 К приводит к образована дендридной структуры; при более низких температурах увеличивается скор сть перемещения границы раздела фаз, при этом структура кристаллов уело: няется. Нами установлен температурный диапазон консервирования женско! молока (253—233 К), обеспечивающий максимальное сохранение иммуннь веществ. С увеличением коэффициента сложности растущих кристаллов, н; блюдалось-снижение содержания иммуноглобулинов, что можно объяснит частичной денатурацией белка при низких температурах.

Удаление микроорганизмов из молока перед замораживанием путе микрофильтрации через пористые мембраны с диаметром пор 0.22....0.45 мк!