Способ получения пектина из растительного сырья и установка для его осуществления

 

ОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР (1 ( ( (7 ве уч (7 (5

ТИ

АВТОРСКОМУ СВЩ(Е

) 4842486/13

) 03.05.90

) 30.1293 Бюл. NQ 48-47

) Майкопское экспериментально-производстое объединение "Коопкондитерпром" Роспотсоюза; Краснодарский филиал Всесоюзного нао-исследовательского института потребительй кооперации

) Нехай Р.Ю„Ежемухов Б.М. Гонтарь БИ; Данко Л.В„. Нелина 8.8.

) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕКТИНА ИЗ РАСЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО

ЩЕСТВЛЕНИЯ

Применение: получение студнеобразователей стительного сырщ а именно пектина, в пище(ж Ю «и (5Ц А23 L1 0524 08 В 37 Об вой и в смежных отраслях промышленности Сущность изобретения: пектин после гидропиза, концентрирования и охлаждения измельчают и сушат в две стадии: предварительная сушка в пневмосушилке с температурой теплоносителя 60 — 70 С, основная в вихревой сушильной камере с температурой теплоносителя 110 — 150 С, при этом весь процесс измельчения и сушки проходит в течение 5 — 10 сек Пневмосушипка имеет на конце сопла, тангенциально установленное в вихревой сушильной камере. При этом соотношение диаметра сопла и диаметра пневмосушилки равно 1: 2, а соотношение диаметра пневмосушилки и ее длины равно1:(15-Щ 2с и1зпф-лы 2ип

1839086

Изобретение относится к получению студнеобразователей из растительного сырья, а именно пектина, широко применяемого в пищевой промышленности и медицине, 5

Способы получения студнеобразующих продуктов известны как у нас в стране, так и за рубежом, Известен способ получения пектина из свекловичного жома путем кислотного гидролиза пропектиновой фракции, осаждения пектина, прессования пектинового коагулята с последующей спиртовой очисткой и сушкой. Сушку осуществляют при начальной влажности пектина 48-50"-,ь и температуре воздуха в сушильной камере 55 — 65ОC в течение 5 — 6 ч (1), ф

Недостатками данного способа являются низкая желирующая способность пектина и невысокие органолептические 20 показатели (повышенная цветность) из-за термической деградации пектина, окисления сопутствующих углеводов вследствие длительного периода сушки.

Наиболее близким по технической сущ- 25 ности и достигаемому эффекту к изобретению являешься способ получения пектина из корзинок подсолнечника (2), Способ включает подготовку сырья к гидролизу, в частности промывку его водой, 30 гидролиз протопектина, отделение твердой фазы, концентрирование и охлаждение экстракта, осаждение пектина, прессование, измельчение коагулята, сушку пектина.

Сушку пектина осуществляют при темпера- 35 туре воздуха в сушильной камере 65-75ОC в течение 1,5 — 2 часов.

Пехтин, полученный таким образом, также обладает повышенной цветностью и

40 низкой студнеобразующей способностью

Это объясняется тем, что при таком температурном режиме сушки (65-75 С) в течение длительного времени (1,5-2,0 ч) происходит термическая деградация пектина, разрушение гликозидных связей и снижение моле- "5 кулярной массы пектина.

При получении пектина укаэанным способом после прессования пектинового коагулята производят его иэмельчение в дробилках периодического действия. Из- 50 мельченный коагулят направляют на очистку водными растворами спирта, отделяют водна-спиртовую смесь на центрифуге. после чего полученный сырой пектин сушат в вакуумных палочных сушилках периодиче- 55 ского действия при указанных выше режимах.

Таким образом. на существующем оборудовании. применяемом в настоящее время на пектиновых заводах. невозможно получить пектин высокого качества иэ-эа неэффективного процесса сушки сырого пектина вследствие недостаточного контакта неизмельченной неподвижной массы сырого отпрессованного пектина с теплоносителем.

Наиболее близкой к предлагаемому решению является вихревая сушильная установка типа СВИ, в которой совмещены процессы измельчения и сушки высоковлажных термолабильных продуктов (3).

Установка включает вихревую сушилку сложной конфигурации, в первой зоне которой расположено измельчающее устройство, выполненное в виде дробилки, во второй зоне — сушильная камера, калориферы для подогрева первичного и вторичного потока теплоносителя, вентиляторы для его подачи, циклоны и фильтры.

Недостаток известной установки заключается в том, что она неприемлема в процессе получения пектина, т.к. не обеспечивает не только повышение, но и сохранение качественных показателей пектина и экономичности процесса. Размещение измельчающего устройства непосредственно в корпусе вихревой сушилки без разгонного участка в виде пневмотрубы перед сушкой в вихревой камере, соединение нагнетающего патрубка вентилятора первичного потока теплоносителя последовательно с соответствующим калорифером и измельчающим устройством вызывают при контакте неизмельченного пектина с горячим теплоносителем (140ОС) в зоне измельчения нарушение переноса влаги, При этом во внутренних слоях неиэмельченного продукта резко повышается температура, что вызывает физико-химические превращения пектина, в частности термическую деградациЮ пектина, разрушение гликоэидных связей, снижение молекулярной массы пектина.

Целью изобретения является повышение качественных показателей пектина и повышение экономичности способа.

Это достигается тем, что в способе получения пектина, включающем гидролиэ протопектина. осаждение пектина, прессование, измельчение коагулята, очистку каагулята, сушку пектина, согласно изобретению иэмельчение проводят в потоке непосредственно перед сушкой, а сушку осуществляют в две стадии — предварительную сушку в режиме пневмотранспорта при температуре теплоносителя 60--70 С и основную сушку в вихревом потоке при температуре теплоносителя 110- 150" С

Целью достигается также тем. что в установке для осуществления си <л гл гплер1839086

30

40 ной промывки направляют в аппарат для 45 проведения гидролиэа. По истечении времени процесса гидролизат отделяют одним из способов механической фильтрации, концентрируют до содержания пектиновых ве50 кащей иэмельчающее устройство, вихревую сушильную камеру, калориферы для подогрева первичного и вторичного потока теплоносителя, вентиляторы для его подачи, согласно изобретению измельчающее устройство связано с вихревой сушильной камерой пневмосушилкой, установленной таким образом, что входное отверстие пневмосушилки соединено с нагнетающим патрубком вентилятора первичного потока теплоносителя, а выходное — снабжено соплом и сообщено с вихревой сушильной камерой, при этом всасывающий патрубок вентилятора первичного потока теплоносителя соединен с измельчающим устройством и калорифером.

Именно заявленная совокупность конструктивных элементов и устройств, нахОдящихся в указанной взаимосвязи друг с другом, обеспечивает согласно способу получения пектина проведение измельчения пектина в потоке непосредственно перед сумкой, и скоростную двухстадийную сушку — в режиме пневмотранспорта на первой стадии и в вихревом потоке на второй стадии, и тем самым достижение цели изобретения. Это позволило сделать вывод, что предлагаемые изобретения связаны между собой единым изобретательным замыслом.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной и смежных областях техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому,техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Способ осуществляют следующим образом.

Пектиносодержащее растительное сырье (свекловичные, яблочные, мандариновые и др. выжимки) после предварительществ 2,5 — 3,0"-,ь и охлаждают до 30 — 40 С. . Пектиновые вещества из жидкой фазы выделяют их осаждением известными способами — алифатическими спиртами, например этиловым, солями поливалентных металлов и др.

Отпрессованный пектиновый коагулят направляют на измельчение и сушку, причем иэмельчение проводят в потоке непосредственно перед сушкой до частиц размером 0,5 — 1.0 мм, а сушку осуществляют

25 в две стадии — предварительную в режиме пневмотранспорта при температуре 6070 С и основную сушку в вихревом потоке при температуре теплоносителя 110 — 150 С, Общая продолжительность процесса сушки составляет 5 — 10 с.

На фиг.1 представлена схема установки для осуществления способа, общий вид; на фиг,2 — схема подключения всасывающего патрубка вентилятора с иэмельчающим устройством и калорифером.

Установка содержит иэмельчающее устройство 1, выполненное в виде пальцевой дробйлки, например дисмембратора со шнековым питателем 2, пневмосушилку 3 с соплом 4, калорифер 5 для подогрева первичного потока теплоносителя, вентилятор

6 для его подачи с всасывающим патрубком

7 и тройником 8, вихревую сушилку 9, калорифер 10 для подогрева вторичного потока теплоносителя, вентилятор 11 для его подачи в вихревую сушилку 9, циклон 12 для осаждения готовой продукции.

Установка работает следующим образом, Отпрессованный пектиновый коагулят подают шнековым питателем 2 в измельчающее устройство 1, выполненное в виде пальцевой дробилки, в частности дисмембратора, где он измельчается до частиц с размерами 0,5 — 1 мм. Измельченный пектин поступает через тройник 8, где он смешивается с подогретым до 60 — 70 С первичным теплоносителем из калорифера 5, в вентилятор 6. Из вентилятора 6 смесь измельченного пектина с теплоносителем поступает 8 пневмосушилку 3, у которой соотношение диаметра и длины составляет 1:(15 — 16) и транспортируется по ней с одновременным подсушиванием в режиме пневмотранспорта, по крайней мере до устранения поверхностной влаги, после чего воздушно-пектиновая смесь. поступает через сопло 4 в вихревую камеру, где происходит окончательная сушка пектина вторичным теплоносителем с температурой

110 — 150 С, который подают до калорифера

10 через вентилятор 11 в нижнюю часть вихревой сушильной камеры 9.

Готовый высушенный продукт выходит из сушилки в циклон-разгруэитель и направляется на купажирование и упаковку.

Выполнение иэмельчающего устройства связанным с вихревой сушильной камерой посредством пневмосушилки, соединенной входным отверстием с нагнетающим патрубком вентилятора первичного потока теплоносителя, а выходным — через сопло с вихревой сушильной камерой. и с всасывающим патрубком вентилятора пер оМООь обеспечивает поддержание относительной скорости теплоносителя по всей ее длине, создание начальной траектории витания измельченного пектина в вихревой сушильной камере и тем самым исключает возможность залегания высушиваемого материала в конфе пневмотрубы и в нижней части вихревой сушильной камеры.

Выполнение пневмосушилки с соотношением диаметра и ее длины 1:(15 — 16) позволяет провести предварительную сушку измельченного пектина до устранения поверхностной влаги указанными режимами, т,е. температурой 60 — 70 С, Предварительная сушка пектина при температуре менее 60 С не позволяет удалить поверхностную влагу с измельченных частиц пектина и тем самым вызывает налипание пектина в конце пневмосушилки и нижней части вихревой сушильной камеры, сушка лектина при температуре выше 70 С вызывает образование твердого поверхностного слоя на частице продукта, препятствующего удалению влаги из внутренних

55 вичного потока теплоносителя, соединенным с калорифером, позволяет измельчение проводить в потоке непосредственно перед сушкой, а сушку осуществлять в две стадии — предварительную сушку в режиме пнев мотранспорта с температурой 60-70 С и основную сушку в вихревом потоке с температурой 110-150 С. Продолжительность сушки 5-10 с.

Сушка пектина при температуре менее

110ОС увеличивает ее продолжительность.

В результате резко ухудшаются органолептические и физико-химические показатели (повышенная цветность, низкая студнеобразующая способность). При температуре сушки более 150 С возникает опасность. термической деградации пектина и деполимеризации его молекулы, что сказывается отрицательно на молекулярной массе и. студнеобразующей способности пектина. 20

Продолжительность сушки является не менее важным фактором, влияющим на качественные показатели продукта. Сушка более.10 с при такой высокой температуре обусловливает разрыв гликозидных связей и снижение качественных показателей пектйна. Сушка продолжительностью менее 5 с нецелесообразна, так как равновесная влажность пектина при этом не достигается.

Выполнение пневмосушилки с соплом на выходном конце, отношение диаметра которого к диаметру трубы составляет 1:2, вмонтированным в вихревую сушильную камеру с поворотом на 90 к пневмотрубе и

45 к наружной стенке вихревой сушилки слоев, что существенно снижает качественные показатели готового пектина, Пример 1. Свекловичный жом промывают водой t 30-40 С и направляют е аппарат для проведения процесса гидролиэа, после чего пектиновый экстракт отфильтровываютт, концентрируют до содержания пектиновых веществ 2,5 — 3,0 .

Концентрированный пектиновый экстракт охлаждают до 30 С и выделяют иэ него пектиновый коагулят, который после прессования подвергают измельчению и сушке согласно заявляемому способу, реализованному в предлагаемой установке. Шнековым нитателем отпрессованный пектиновый коагулят подают в иэмельчитель, в частности дисмембратор, где он иэмельчается до частиц с размером 0,5-1 мм, Измельченный пектин поступает через тройник, где он смешивается с воздухом, подогретым до 60 С (первичным теплоносителем), в вентилятор, затем через пневмосушилку, в которой происходит предварительное подсушивание при t 60 С в режиме пневмотранспорта, в вихревую сушильную камеру, где происходит окончательная сушка.пектина при t

110 С. Иэмельчение, предварительную и окончательную сушку пектина осуществляют в течение 10 с (общее время пребывания пектина в предлагаемой установке 10 с). Конечная влажность полученного пектина составляет 13,8 .

Пектин; полученный при такой последовательности операций и при таких параметрах,. имеет светло-кремовый цвет, студнеобразующую способность 600 мм рт.ст. (по методу Сосновского), Il р и м е р 2. В качестве сырья используют яблочные выжимки. Процессы подготовки сырья, гидролиэа пектиновых веществ, фильтрации, концентрирования, выделения пектиновых веществ, иэмельчение осуществляют при параметрах, указанных в примере 1. Предварительную сушку пектина в режиме пневмотранспорта осуществляют при температуре теплоносителя

70 С, окончательную сушку — в вихревой сушильной камере при t 150 С. Общее время измельчения и сушки 5 с.

Пектин, полученный при таких параметрах, стабильио имеет органолептические показатели, соответс вующие требованиям стандарта, и студнеобраэующую способность 650 мм рт.ст.

Пример 3, В качестве сырья используют мандариновые выжимки. Способ получения пектина осуществляют при оптимальных параметрах сушки: температуре теплоносителя е пнеемосушилке 65 С, е вихревой сушильной кемере 1 30" С П родол1839086

10 ж

7, с тельность процесса измельчения и сушки с. Остальные технологические операции ответствуют описанным выше примерам.

Студнеобразующая способность пектисоставляет (по методу Сосновского) 700 5 рт .ст.

Таким образом, использование предлаемого способа получения пектина и консткции установки обусловливает высокие ганолептические и физико-химические 10 казатели пектина при его низкой себестоости вследствие значительного сокращея расхода топлива, электроэнергии, кращения в 15 — 20 раэ продолжительнопроцесса и упрощения технологической 15 мы. Кроме того, высокие ор) анолептичее показател ч получаемого продукта (поженная цветность) позволяют расширить г р и и н с ст сх с н растительного сырья. содержащая иэмельчающее устройство, вихревую сушильную камеру, калориферы для подогрева первичного и вторичного потоков теплоносителя, вентиляторы,. трубопроводы для теплоносителя и продукта, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества пектина и

30 экономичности процесса получения пектина, трубопровод для первичного потока теплоносителя выполнен в виде пневмосушилки, один конец которой снабжен соплом, тангенциально установленным в

35 вихревой сушильной камере, а другой соединен с нагнетающим патрубком вентилятора, всасывающий патрубок вентилятора соединен с выходом измельчающего устройства и калорифером, при этом соотно40 шение диаметра сопла и диаметра пневмосушилки равно 1: 2, а соотношение диаметра пневмосушилки и ее длины равно 1: 15-16.

Формула изобретения

1. Способ получения пектина из растите ьного сырья, включающий подготовку и ктиносодержащего сырья к гидролизу, ги ролиз протопектина, отделение твердо фазы, концентрирование и охлаждени гидролиэата, осаждение пектина, его пр ссование, измельчение и сушку, отличаю ийся тем, что, с целью повышения качест енных показателей пектина и эк номичности процесса, сушку осуществля т в две стадии: предварительную - в по оке теплоносителя с температурой 6070, а основную - в вихревом потоке с те пературой теплоносителя 110 - 150 С.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, чт процессы измельчения и сушки осуществ яют в течение 5 - 10 с.

3, Установка для получения пектина из ассортимент пищевых пектиносодержащих изделий и улучшить их товарный вид, а высокая студнеобраэующая способность— снизить расход пектина на 1 т изделий и тем самым увеличить обьем вырабатываемых промышленностью пастиломармеладных изделий (спрос на которые удовлетворяется на 30 — 40 ). (56) Хужоков Ж.Д., Парференко B,В. Производство и применение пектина, Нальчик;

Бюро технической информации, 1961.

Сборник материалов Всесоюзного совещайие по вопросам технологии и химии пектина. M.: ЦИНТИПпищепром, 1962.

Калунянц К.А„Голгер Л.И., Блинников

В.Е. Оборудование микробиологических производств. М.: Агропромиздат, 1987.

1839086

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул,гагарина, 101

Редактор

Заказ 3398

Составитель Л. Краснолуцкая

Техред М.Моргентал Корректор А. КОЗОРиз

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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