способ получения инулина из инулинсодержащего сырья

Формула изобретения

1. Способ получения инулина из инулинсодержащего сырья, предусматривающий выделение сока из инулинсодержащего сырья и его очистку с одновременным концентрированием путем ультрафильтрации, отличающийся тем, что перед выделением сока инулинсодержащее сырье измельчают, выделение сока проводят путем смешивания измельченного инулинсодержащего сырья с водой при гидромодуле смеси 1:(3-8) с последующим проведением процесса кавитации смеси при температуре 35-40^oC и числе кавитации 0,15-0,35, затем сок отделяют, а ультрафильтрацию проводят последовательно на полуволоконных фильтрах АР-2 с размером пор (1,2-1,8)10^-6 м и АР-6 с размером пор (0,2-0,4)10^-6 м, полученный концентрат с содержанием сухих веществ 20-22% подвергают очистке на ионообменных колонках до содержания в нем инулина 20-21%

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инулинсодержащего сырья используют клубни топинамбура, и/или георгина, и/или цикория, и/или одуванчика.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс кавитации проводят периодически в экстракторе роторно-кавитационного типа или непрерывно в роторно-пульсационном автомате.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что продолжительность проведения процесса кавитации в экстракторе роторно-кавитационного типа составляет 15-25 мин.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что продолжительность проведения процесса кавитации в роторно-пульсационном автомате составляет 60-65 мин.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку концентрата на ионообменных колонках проводят с использованием анионита АВ-17 и катионита КУ 2-6.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после очистки концентрат направляют на сушку.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что сушку проводят при температуре 62-75^oC.

9. Способ по пп. 7 и 8, отличающийся тем, что сушку проводят в псевдокипящем слое путем его распыления на наполнитель, выполненный из инертного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к способу получения инулина из инулинсодержащего сырья.

Известен способ получения фруктана, в котором водный экстракт фруктана дважды последовательно подвергают ультрафильтрации с отделением высокомолекулярных белков, солей и низкомолекулярных веществ, в частности моно- и олигосахаридов [1]

К недостаткам способа следует отнести невысокую производительность процесса, связанную с необходимостью обеспечения качественной работы ультрафильтрационных установок.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения инулина, в котором предусматривают выделение сока из инулинсодержащего сырья и его очистку с одновременным концентрированием путем ультрафильтрации [2]

К недостаткам способа следует отнести большие потери инулина в процессе его выделения из инулинсодержащего сырья, а также в процессе его очистки.

Целью изобретения является увеличение выхода инулина из инулинсодержащего сырья, повышение эффекта очистки, а также снижение его потерь в процессе технологической обработки инулинсодержащего сырья.

Это достигается тем, что перед выделением сока инулинсодержащее сырье измельчают, выделение сока проводят путем смешивания измельченного инулинсодержащего сырья с водой при гидромодуле смеси 1:(3-8) с последующим проведением процесса кавитации смеси в течение 15-65 мин при 35-40^oС и числе кавитации 0,15-0,35, после чего сок отделяют и проводят процесс последовательной ультрафильтрации на полуволоконных фильтрах АР-2 с размером пор 1,2-1,810^-6 м и АР-6 с размером пор 0,2-0,410^-6 м, после чего полученный концентрат с содержанием сухих веществ 20-22% подвергают очистке на ионообменных колонках до содержания в нем инулина 20-21%

Способом также может быть предусмотрено то, что в качестве инулинсодержащего сырья используют клубни топинамбура, и/или георгина, и/или цикория, и/или одуванчика.

Процесс кавитации могут проводить периодически в экстракторе роторно-кавитационного типа или непрерывно в роторно-пульсационном автомате, при этом продолжительность проведения процесса кавитации в экстракторе роторно-кавитационного типа составляет 15-25 мин, а продолжительность проведения процесса кавитации в роторно-пульсационном автомате составляет 60-65 мин.

Очистку концентрата на ионообменных колонках проводят с использованием анионита АВ-17 и катионита КУ-2-6. После очистки концентрат могут направлять на сушку.

Сушку проводят при температуре,преимущественно 62-75^oС.

Сушку могут проводить в псевдокипящем слое путем распыления концентрата на наполнитель, выполненный из инертного материала.

Для пояснения способа предложена аппаратурно-технологическая схема производства инулина, согласно которой инулинсодержащее растительное сырье, в качестве которого могут быть использованы клубни топинамбура, и/или георгина, и/или цикория, и/или одуванчика отделяют от посторонних примесей, подают на мойку 1, затем элеватором 2 транспортируют на автоматические весы 3, откуда дозируют на дробилку 4. После этого измельченное сырье направляют в смеситель 5, где осуществляют процесс смешивания его с водой.

Сырье и воду дозируют в таком соотношении, чтобы обеспечить гидромодуль смеси 1: (3-8) и рН смеси 6-7. Подготовленная смесь из сборника-смесителя 5 насосом 6 подают на кавитацию, которую проводят при 35-40^oС при числе кавитации 0,15-0,35. Процесс могут осуществлять как в периодическом экстракторе роторно-кавитационного типа, так и в роторно-пульсационных автоматах с непрерывным режимом работы. Согласно предложенной аппаратурно-технологической схеме производства инулина подготовленную смесь подают в экстрактор роторно-кавитационного типа 7,в котором смесь нагревают до 35-40^oС. При этой температуре проводят процесс кавитации смеси в течение, преимущественно, 15-25 мин. При проведении процесса кавитации в роторно-пульсационных аппаратах с непрерывным режимом работы продолжительность воздействия составляет, преимущественно 60-65 мин.

После кавитационного воздействия полученную пульпу направляют в узел для разделения пульпы 13, а затем после грубой очистки в емкость для сбора осветленной жидкости 14, где осуществляют тонкую очистку полученного сока перед ультрафильтрацией. Ультрафильтрацию проводят в ультрафильтрационных установках 19 и 20 на фильтрах АР-2 с размером пор 1,2-1,810^-6м. Ультрафильтрацию проводят под давлением 0,1-0,18 Па и скорости протока 0,1-0,3 м/с до содержания сухих веществ в фильтрате 14,6-15,5%

Очищенный сок подают в емкость 24 для сбора фильтрата, откуда направляют в ультрафильтрационную установку типа фильтр-пресс. Ультрафильтрацию проводят на фильтрах АР-6 под давлением 0,4-0,6 Па и скорости протока 0,5- 0,8 м/с. Процесс ведут до получения концентрата с содержанием сухих веществ 20-22%

Полученный концентрат направляют в ионообменные колонки 27 и 28, где проводят его очистку от солей и низкомолекулярных соединений до содержания в нем инулина 20-21% Очистку концентрата осуществляют с использованием анионита АВ-17 и катионита КУ-2-6.

Очищенный и обесцвеченный концентрат направляют в емкость 29 для сбора концентрата с содержанием 20-21% инулина и 21-23% сухих веществ.

После этого концентрата могут направлять на сушку, которую проводят при температуре, преимущественно 62-75^oС.

Процесс сушки могут проводить, преимущественно, в псевдокипящем слое путем распыления концентрата на наполнитель, выполненный из инертного материала.

Пример. Клубни топинамбура промывают, измельчают и смешивают с водой при гидромодуле смеси 1:8. Смесь направляют в экстрактор роторно-кавитационного типа, в котором проводят ее нагрев до температуры 40^oС. При этой температуре смесь подвергают кавитационному воздействию в течение 20 мин при числе кавитации 0,28. Полученную пульпу направляют для отделения сока, который проходит грубую, а затем тонкую очистку перед ультрафильтрацией. Ультрафильтрацию ведут на ультрафильтрационной установке типа АР-2 на полых волокнах с диаметром пор 1,810^-6 м. Процесс осуществляют при скорости протока 0,3 м/с и давление 0,18 Па до содержания в нем сухих веществ 15%

Очищенный от высокомолекулярных соединений сок поступает на установку типа фильтр-пресс с мембранами типа АР-6 с размером пор 0,410^-6 м, где проводят его концентрирование до содержания сухих веществ 21% Процесс ведут при давлении 0,6 Па и скорости протока 0,6 м/с.

Полученный концентрат подают на ионообменные колонки с анионитом АВ-17 и катионитом КУ-2-6, где осуществляют его очистку от солей и низкомолекулярных соединений.

Очищенный и осветленный концентрат с содержанием инулина 20% и сухих веществ 23% направляют на сушку, которую проводят при 70^oС в псевдокипящем слое путем распыления концентрата на наполнитель, выполненный из инертного материала.

Полученный порошкообразный продукт имеет влажность не более 10% при этом допускается небольшое комкование. Порошок инулина белого цвета, при этом допускается сероватый оттенок. Порошок инулина содержит, золы не более 0,8, моносахариды не более 0,2; дисахариды не более 0,3; трисахариды не более 0,2.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет увеличить выход инулина из инулинсодержащего сырья, повысить эффект его очистки и снизить его потери в процессе технологической обработки.