Способ получения порошков из овощных и фруктовых соков

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПО ОШКОВ ИЗ ОВОЩНЫХ И ФРУКТОВЫХ СОКОВ, вклю чающий замораживание продукта и последующую сушку в вакууме при радиационном подводе тепла в периодах постоянной и падающей скорости сушки с дополнительным конвективным подводом тепла в период падающей скорости сушки путем циклической подачи осушенного воздуха, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса сушки и улучшения качества конечного продукта, подачу осушенного воздуха в каждом цикле начинают при давлении 20-60 Па, в процессе подачи повьвпают давление до 500-700 Па со скоростью 30-60 Па/с и с обеспечением скорости обдува продукта воздухом 2-6 м/с, после чего вьщерживают продукт при повьш1енном давлении 30-180 с,5 а затем снижают давление до исходно (Л го со скоростью 2-5 Па/с.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (1() 4(з)) А 23 В 7/02 F 26 B 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3704708/28-13 (22) 20.02.84 (46) 07.03.85. Бюл. № 9 (72) А.С.Гинзбург, В.А.Воскобойников, О.Г. Комаков и И.А.Рейтблат (53) 691.563.2(088.8) (56) 1. Поповский В.Г. и др. Сублимационная сушка пищевых продуктов растительного происхождения. М., "Пищевая промьппленность", 1975, с. 169.

2. Патент США ¹ 3352024, кл. 35-5, опублик. 1968. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЮОШКОВ

ИЗ ОВОЩНЫХ И ФРУКТОВЫХ СОКОВ, вклю чающий замораживание продукта и пос ледующую сушку в вакууме при радиационном подводе тепла в периодах постоянной и падающей скорости сушки с дополнительным конвективным подводом тепла в период падающей скорости сушки путем циклической подачи осушенного воздуха, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса сушки и улучшения качества конечного продукта, подачу осушенного воздуха в каждом цикле начинают при давлении 20-60 Па, в процессе подачи повышают давление до 500-700 Па со скоростью 30-60 Па/с и с обеспечением скорости обдува продукта воздухом

2-6 м/с, после чего выдерживают npol дукт при повышенном давлении 30-180 с, а затем снижают давление до исходного со скоростью 2-5 Па/с.

6 1М 3373 2

Изобретение относится к способам получения порошков из овощных и фруктовых соков и может быть использовано в пищевой промышленности при сушке соков из фруктов и овощей.

Известен способ получения порошков из овощных и фруктовых соков, включающий замораживание продукта и последующую сушку в вакууме при радиационном подводе тепла в периодах постоян- 1О иой и падающей скорости сушки (1) .

Однако данный способ характеризуется большой длительностью процесса сушки.

Известен также способ получения порошков иэ овощных и фруктовых соков, включающий замораживание продукта и последующую сушку в вакууме при радиационном подводе тепла в. периодах постоянной и падающей скорости сушки с дополнительным конвективным подводом тепла в период падающей скорости сушки путем циклической подачи осушенного воздуха (2) .

В этом способе сушка менее длитель- 5 ная, однако он также не исчерпывает всех возможностей интенсификации процесса, поскольку циклическая подача воздуха осуществляется нерационально. Кроме того, из-за такой подачи воздуха снижается и качество конечного продукта.

Целью изобретения является интенсификация процесса сушки и улучшение качества конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения порошков из овощных и фруктовых соков, включающему замораяжвание продукта и последующую сушку в вакууме при ра4О диационном подводе тепла в периодах постоянной и падающей скорости сушки и дополнительным конвективным подводом тепла в период падающей скорости сушки путем циклической подачи осу45 шенного воздуха, подачу осушенного воздуха в каждом цикле начинают при давлении 20-60 Па, в процессе подачи повышают давление до 500-700 Па со скоростью 30-60 Па/с и с обеспечением скорости обдува продукта воэду50 хом 2-6 м/с, после чего выдерживают продукт при повышенном давлении 30180 с, а затем снижают давление до исходного со скоростью 2-5 Па/с.

Скорость обдува воздухом продукта влияет на состояние пограничного слоя, а следовательно, на интенсивность внешнего массообмена. В известном способе скорость обдува небольшая, поэтому в периоде падающей скорости сушки, когда образовался сухой слой продукта, имеющий значительное термическое сопротивление, сопротивление внешнему массообмену существенное. Начиная со скорости воздуха у поверхности продукта 2 м/с турбулизация диффузионного пограничного слоя парогазовой смеси приводит к уменьшению его сопротивления внешнему массообмену. При скорости воздуха более

5 м/с происходит унос сухих частиц продукта в объем сублимационной камеры.

При увеличении давления с одной стороны увеличивается количество тепла, подводимое продуктом (за счет увеличения коэффициента эффективной теплопроводности), а с другой стороны снижается интенсивность внешнего массообмена, а следовательно и скорость сушки. Поэтому важно, по возможноси, быстро проводить напуск воздуха. При скорости повьппения давле— ния менее 30 Па/с циклическое изменение давления неэффективно, так как снижение скорости сушки в период повышения давления становится решающим.

Повышение скорости выше 60 Па/с может вызвать унос частиц продукта в объем сушильной камеры.

Выбор интервала давления 500

700 Па и выдержки при этом давлении

30-180 с. обусловлен максимально допустимой при сублимации температурой, при которой бы не происходило размораживание и вспенивание сока (при 700 Па в течение 180 с), и таким количеством тепла, которое бы интенсифицировало процесс массообмена. Повышение давления до величины менее 500 Па не приводит к значительному дополнительному конвективному теплоподводу, характеризуемому коэффициентом эффективной теплопроводности.

Зависимость эффективной теплопроводности свекольного сока от давления приведена в табл. 1.

Выдержка продукта при давлении

500-700 Па в течение менее 30 с не позволяет саккумулировать дополнительное количество тепла. Выдержка продукта .при давлении в течение менее 30 с, не приводит к аккумулированию тепла продуктом, а следовательно к интенсифйкации процесса.

3 11- 3

С к<>(!() " . f J с н1!ж(н !<Я il:.l 11 JI» н1!Я ха (>а к le Риз ет нт! ff< ИЕТН<> ННЕПТнвго маС— сообм»1<а в эт< т г!ернод цикла, так при в»лич!Ен» т!ены1!»й! 2 Па/с процес< перенос» пара с поверхности продукта замедляется, что сказывается на общей продолжительности процесса.

Осу!!Еествление процесса вакуумирования со скоростью больше 5 Па/с не приводит к дальнейшей интенсификации 10 внешнего массообмена, и вместе с тем увеличиваются энергоэатраты на вакуумирование.

Известно, что величина разрежения определяет как температуру сублимации, так и скорость сушки. Исходные свойства соков сохраняются лучше, если температура сублимации близка к эвтектической от -24 до -35 С, при которой давление насьТщенного водяного 20 пара составляет 20-60 Па. B данном диапазоне давлений достигается наибольшая скорость сушки при наименьшем расходе энергии. При давлении менее 20 Па скорость сушки несущест- 25 венно увеличивается, однако при этом возрастает потребление энергии.

При давлении более 60 Па скорость сушки заметно уменьшается. На основании изложенного выбран диапазон низкого давления 20-60 Па. Выбранные режимы являются оптимальными для достижения указанной цели.

Пример 1. Натуральный свекольный сок, полученный из столовои свеклы -сорта Бордо, разлива/ е! !!

35 ют в лоток с удельной загрузкой

8 кг/м и замораживают в морозильной камере при -30 С. Замороженный про-. о дукт помещают в сублимационную камеру, закрывают крышкой и вакуумируют систему вакуум-насосом до остаточного давления 40 Па.

Теплоподвод к продукту осуществляли радиационно с помощью нагревательных плит. Выделяющиеся при сублима45 ции льда водяные пары десублимировались на поверхности конденсатора.

Начиная с момента снижения скорости сушки, определяемой величиной убы- 50 ли массы продукта, отнесенной к площади поверхности продукта в единицу времени, сушку проводят при циклически изменяющемся давлении. Для этого производят напуск осушенного 55 воздуха в камеру со скоростью 4 м/с у поверхности продукта. Скорость повьппения давления от 40 до 600 Па

373 4 сост!1!1!!!та 60 Пя/с.. ((рн д,l f с! !н!

60 Па продукт fsfffI< pfFIIJIII« )О «, «вЂ” лс чего снн!1<1!к!т давя«н1!е д< <0 (!а < скоростью 4,0 Па/с, ЦИКЛЫ IJ3Me>H»IIНЯ ДЯЕ1 !1»НI!ЕТ ffOI;TCJ(JHI<> f до момента окончания сушки, кс нтролируемого по пс казаниям весов н потенцнсметра. Так, в момент окс!нчання суТпки не набтп

Продолжительность процесса су<пки в этом примере составляет 300 мин, а продолжительность процесса, осуществляемого по известному способу составляет 375 мин. т.е. достигается значительная интенсификация процесса.

Оценка качества порошка из свекольного сока проведена по органолептическим и физико-химическим показателям (табл. 2).

Сравнение показателей качества свидетельствует о том, что продукт, получаемый по предлагаемому способу имеет лучшее качество, чем по известному.

Пример 2. Способ получения порошка из сока осуществляют аналогично примеру 1 с от!те!чиями: обдув продукта проводят со скоростью

2,0 м/с, а давление повышают до

500 Па со скоростью 50 Па/с, выдер— живают продукт при этом давлении

30 с и затем снижают давление со скоростью 2 Па/с до 20 Па. Продолжительность сушки 365 мин. Полученный порошок характеризуется следующими качественными показателями: общая кислотность О, 1X оптическая плотность восстановительного сока

0,12 ед.опт. плотности.

Пример 3. Способ получения порошка из сока осуществляют аналогично примеру 1 с отличиями: обдув продукта воздухом проводят со скоростью 6 м/с, а давление повьппают до

700 Па со скоростью 30 Па/с, выдерживают продукт при этом давлении 180 с и затем снижают давление до 60 Па со скоростью 5 IIa/с. Продолжительность сушки 315 мин. Продукт смеси имеет качественные показатели, аналогичные показателям по примеру 1.

Предлагаемый способ позволяет значительно интенсифицировать процесс сушки и при этом улучшить, по сравнению с известным способом, качество готового продукта.

1143373

Таблица г 300,400 500 600 700 800

Давление, Па

0,021 О, 023 0,028 0,032 0,033 0,034 Таблица 2

Показатели качества

Способ

Требования стандарта

Известный

Предлагаемый

Массовая доля влаги, Ж

3,6 0,05 Не более 4

3,6+0,05

Общая кислотность в пересчете на яблочную кислоту, Ж О,!2+0,002

0,164 0,002 Не более 0,20

Оптическая плотность восстановленного сока, ед.опт. плотности 0,1420,002

0 18 0 002 Не более 0,17

Редактор А.Шишкина

Заказ. 770/3 Тираж 596 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Коэффициент эффективной теплопроводности свекольноного сока сублимационной сушки, Вт/м.град 0,0165

Составитель М.Устинов

Техред А.Бабинец Корректор И.Зрдейи