Способ получения пектина из растительного сырья и установка для его осуществления

(7 )М ве о ре со уч о-и( ТИ НА ИЗ РАСВКА ДЛЯ ЕГОобразователей ктина в пищеЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОРСКОМУ СВИЩЕ) 30.1293 Бюл. Мв 48-47айкопское экспериментально-производсте обьединение "Коопкондитерпром" Роспотюза; Краснодарский филиал Всесоюзного насследовательского института потребительй кооперации) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕКТИ ЕЛЬНОГО СЬУЬЯ И УСТАНО ЩЕСТВЛЕНИЯПрименение получение студне стительного сырьем а именно пе вои 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 равно 1:(15-Щ 2 с и 1 здф-лы. 2 ипИзобретение относится к получениюстуднеобразователей из растительногосырья, а именно пектина, широко применяемого в пищевой промышленности и медицине, 5Способы получения студнеобразующихпродуктов известны как у нас в стране, таки за рубежом,Известен способ получения пектина изсвекловичного жома путем кислотного гид- "0ролиза пропектиновой фракции, осажденияпектина, прессования пектинового коагулята с последующей спиртовой очисткой исушкой, Сушку осуществляют при начальной влажности пектина 48-50% и температуре воздуха в сушильной камере 55 - 65 С втечение 5 - 6 ч 1,Недостатками данного способа являются низкая желирующая способность пектина,и невысокие органолептические 20показатели (повышенная цветность) из-затермической деградации пектина, окисле-ния сопутствующих углеводов вследствиедлительного периода сушки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению являешься способ получения пектина изкорзинок подсолнечника 2,Способ включает подготовку сырья кгидролизу, в частности промывку его водой, 30гидролиз протопектина, отделение твердойфазы, концентрирование и охлаждение экстракта, осаждение пектина, прессование,измельчение коагулята, сушку пектина.Сушку пектина осуществляют при температуре воздуха в сушильной камере 65-75 ОС втечение 1,5 - 2 часов.Пехтин, полученный таким образом,также обладает повышенной цветностью и40низкой студнеобразующей способностьюЭто 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 кулярной массы пектина.При получении пектина укаэанным способом после прессования пектинового коагулята производят его иэмельчение в дробилках периодического действия. Из 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 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 высоко- влажных 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 (140 С) 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" СЦелью достигается также тли, что в ус. тановке для осуществления с. л гл пилар.10 30 40 ной промывки направляют в аппарат дпя 45 проведения гидролиэа. По истечении времени процесса гидролизат отделяют одним из способов механической фильтрации, концентрируют до содержания пектиновых ве 50 кащей иэмельчающее устройство, вихревую сушильную камеру, калориферы для подогрева первичного и вторичного потока теплоносителя, вентиляторы для его подачи, согласно изобретению измепьчающее устройство связано с вихревой сушильной камерой пневмосушипкой, установленной таким обозом, что входное отверстие пнеомосушилки 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, нахО- дящихся о указанной взаимосвязи друг с другом, обеспечивает согласно способу получения пектина проведение измельчения пектина о потоке непосредственно перед сушкой, и скоростную доухстадийную сушку - о режиме пнеомотранспорта 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 и охлаждают до 30 - 40 С. Пектиновые вещества из жидкой фазы выделяют их осаждением известными способами - алифатическими спиртами, например зтиловым, солями поливалентных металлов и др,Отпрессованный пектиновый коагупят направляют на измельчение и сушку, причем измельчение проводят в потоке непосредственно перед сушкой до частиц размером 0,5 - 1,0 мм, а сушку осуществляют 15 20 25 в две стадии - предварительную в режимепневмотранспорта при температуре 6070 С и основную сушку в вихревом потокепри температуре теплоносителя 110 - 150 С,Общая продолжительность процесса сушкисоставляет 5 - 10 с.На фиг.1 представлена схема установкидля осуществления способа, общий вид; нафиг,2 - схема подключения всасывающегопатрубка вентилятора с иэмельчающим устройством и калорифером.Установка содержит иэмельчающее устройство 1, выполненное в виде пальцевойдробйлки, например дисмембратора сошнековым питатепем 2, пневмосушилку 3 ссоплом 4, калорифер 5 для подогрева первичного потока теплоносителя, вентилятор6 для его подачи с всасывающим патрубком7 и тройником 8, вихревую сушилку 9, калорифер 10 дпя подогрева вторичного потокатеплоносителя, вентилятор 11 для его подачи в вихревую сушилку 9, циклон 12 дляосаждения готовой продукции.Установка работает следующим образом,Отпрессованный пектиновый коагулятподают шнековым питателем 2 в измельчающее устройство 1, выполненное в видепальцевой дробилки, в частности дисмембратора, где он измельчается до. частиц сразмерами 0,5 - 1 мм. Измельченный пектинпоступает через тройник 8, где он смешивается с подогретым до 60 - 70 С первичнымтеплоносителем из калорифера 5, в вентилятор 6. Из вентилятора 6 смесь измельченного пектина с теплоносителем поступает опневмосушилку 3, у которой соотношениедиаметра и длины составляет 1:(15 - 16) итранспортируется по ней с одновременнымподсушиванием о режиме пневмотранспорта, по крайней мере до устранения поверхностной влаги, после чеговоздушно-пектиновая смесь. поступает через сопло 4 в вихревую камеру, где происходит окончательная сушка пектинавторичным теплоносителем с температурой110 - 150 С, который подают до калорифера10 через вентилятор 11 в нижнюю часть вихревой сушильной камеры 9.Готовый высушенный продукт выходитиз сушилки в циклон-разгруэитель и направляется нэ купажирооание и упаковку,Выполнение измельчающего устройства связанным с вихревой сушильной камерой посредством пневмосушипки,соединенной входным отверстием с нагнетающим патрубком вентилятора первичногопотока теплоносителя, а выходным - черезсопло с вихревой сушильной камерой, и свсасывающим патрубком вентилятора пер оМООьобеспечивает 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 коне 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 40 45 50 55 вичного потока теплоносителя, соединенным с калорифером, позволяет измельчение проводить в потоке непосредственно передсушкой, а сушку осуществлять в две стадии - предварительную сушку в режиме пневмотранспорта 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 110 ОС 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 сказываетсяотрицательно на молекулярной массе и.студнеобразующей способности пектина. 20 Продолжительность сушки является не менее важным фактором, влияющим на каче-ственные показатели продукта. Сушка более.10 с при такой высокой температуреобусловливает 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 котброго 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,П р и м е р 1. Свекловичный жом промывают водой с 30-40 С и направляют в аппарат для проведения процесса гидролиэа, после чего пектиновый экстракт отфильтровывают, 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 1 60 С в режиме пневмотранспорта, в вихревую сушильную камеру, где происходит окончательная сушка,пектина при 1 110"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 13,87 ь.Пектин; полученный при такой последовательности операций и при таких параметрах,. имеет светло-кремовый цвет, студнеобразующую способность 600 мм рт.ст. (по методу Сосновского),П 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 с 150 С. Общее время измельчения и сушки 5 с.Пектин, полученный при таких параметрах, стабильцо имеет органолептические показатели, соответс"вующие требованиям стандарта, и студнеобраэующую способность 650 мм рт.ст.П р и м е р 3, В качестве сырья используют мандариновые выжимки, Способ получения пектина осуществляют при оптимальных параметрах сушки: температуре теплоносителя в пневьосушилке 65 С, в вихревой сушильной камере 130"С Продол.1839086 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 продолжительно- процесса и упрощения технологической 15 мы. Кроме того, высокие ор анолептичее показател ч получаемого продукта (поженная цветность) позволяют расширить 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 соотно шение диаметра сопла и диаметрапневмосушилки 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 60- 70, а основную - в вихревом потоке с те пературой теплоносителя 110- 150 С.2. Способ по п,1, отличающийся тем, чт процессы измельчения и сушки осуще-ств яют в течение 5- 10 с, ф3, Установка для получения пектина из ассортимент пищевых пектиносодержащих изделий и улучшить их товарный вид, в 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 Я(56) Хужоков Ж.Д., Парференко В,В. Производство и применение пектина, Нальчик; Бюро технической информации, 1961.Сборник материалов Всесоюзного совещайие по вопросам технологии и химии пектина, М.: ЦИНТИПпищепром, 1962.Калунянц К.АГолгер Л,И., Блинников В.Е. Оборудование микробиологических производств. М.: Агропромиздат, 1987,1839086 Производс 1 оенно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород, ул,Гагарина, 101 Редактор Заказ 3398 Составитель Л. КраснолуцкаяТехред М,Моргентал Корректор А Козориз Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035.Москва,Ж, Раушская наб., 4/5