способ безотходной переработки замороженных ягод

Формула изобретения

1. Способ безотходной переработки замороженных ягод, предусматривающий размораживание сырья, извлечение и отделение сока от ягод, производимые за одну операцию путем прогрева в микроволновой СВЧ-печи, и переработку полученных составляющих, при этом прогрев производят до температуры в массе ягод не выше 80^oC в течение времени от 5 до 30 мин, сок отделяют от СВЧ обработанных ягод самотеком, причем СВЧ-печь работает на частоте микроволнового излучения 245050 МГц, а замороженные ягоды помещают в рабочую камеру СВЧ-печи россыпью в посуде из радиопрозрачного материала при высоте насыпного слоя ягод не более 10 см.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что СВЧ-прогрев замороженных ягод производят в закрытой посуде циклами продолжительностью от 5 до 15 мин, а количество циклов составляет от одного до трех, причем в промежутках между циклами производят слив сока, выделившегося в течение цикла, при этом также производят перемешивание ягод, а общее количество сока, отделенного в процессе СВЧ-обработки замороженных ягод, составляет от 10 до 60% от массы сырья, а оставшиеся после СВЧ-обработки и отделения сока ягоды, сохранившие форму, направляют на провяливание для получения цукатов или на сушку, а ягоды, потерявшие форму в процессе СВЧ-нагрева, протирают на пюре или измельчают на джем, причем отходы после протирания ягод на пюре досушивают для получения пищевых приправ в виде порошка.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сушку ягод после отделения сока и сушку отходов после протирания ягод производят при температуре не выше 50^oC до влажности не более 14%, при этом сухие продукты, оставшиеся после протирания, или сухие ягоды измельчают на пищевые приправы-порошки и разделяют на две фракции с размерами частиц 0,5 - 0,2 мм для использования в кондитерском производстве, а с размерами частиц менее 0,2 мм для использования в качестве пищевых приправ в общепите.

4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что замороженные ягоды предварительно проходят цикл подготовки сырья, включающий сортировку, необходимую мойку и обсушивание, а для переработки поступают в рассыпном виде с размерами смерзшихся комков не более 5 см в поперечнике.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится, в частности, к промышленной и бытовой переработке предварительно замороженных ягод и может быть использовано как непосредственно в местах выращивания, сбора и замораживания ягод, так и на перерабатывающих предприятиях, куда поставляется замороженное сырье и где оно хранится в холодильниках длительное время. Способ может использоваться для переработки ягод, замороженных с использованием естественного холода, искусственного холода и методов ускоренного глубокого замораживания, в частности жидким азотом, а также для переработки предварительно замороженных овощей и фруктов при некоторой корректировке технологических параметров способа в зависимости от размеров замороженного продукта и режима замораживания.

Известен способ переработки замороженных плодов и ягод при производстве плодово-ягодных экстрактов /концентрированных соков/ (Сборник технологических инструкций по производству консервов. II том. Консервы плодово-ягодные, быстрозамороженные плоды и овощи. - М., "Пищепромиздат, 1960, с. 66-71).

При осуществлении этого способа замороженные ягоды /клюкву и бруснику/ перед извлечением сока дефростируют в воде, нагретой до 30^oC. Ягоды в корзинах погружают в воду на 1 минуту. После дефростации ягоды вальцуют на дробилке с рифлеными вальцами, отрегулированными так, чтобы при вальцевании на кожице образовались трещины, а сами ягоды остались целыми.

Сок из дефростированных и вальцованных ягод рекомендуется извлекать диффузионным способом. Готовность продукта в процессе упаривания узнают по удельному весу, определяемому ареометром после охлаждения пробы до 20^oC.

Недостатком этого способа переработки замороженных плодов и ягод является длительность и многоступенчатость технологического процесса. Кроме того, в процессе дефростации и диффузионного способа получения сока ягоды смешиваются с водой, которую в процессе продолжительного упаривания сока требуется выпаривать, снижая качество конечного продукта и затрачивая на это много энергии и времени.

Известен также способ переработки замороженных плодов и ягод с использованием нагрева в импульсном СВЧ-поле смеси измельченного сырья с экстрагентом, в качестве которого используют спирт. При использовании микроволновой энергии сокращается многофазность технологического процесса, исключаются операции размораживания, прессования /получения сока первой фракции/, подогрева выжимок при смешивании их с водой, второго прессования /получения сока второй фракции,/ фильтрации, осветления сока.

При высоком качестве получаемых по такому способу соков недостатками способа являются - необходимость предварительной подготовки смеси дробленых ягод со спиртом перед СВЧ-обработкой и ограниченная возможность применения этого способа, так как на выходе получается спиртованный сок, находящий применение в основном при производстве алкогольной продукции и то, что при производстве такого сока требуются затраты времени и энергии как на двойную перегонку паров и их конденсацию, кроме того, для осуществления этого способа необходима специальная сложная установка с системами создания импульсного СВЧ-поля с частотой импульсов порядка 10 КГц и временем импульса не более 100 мкс, имеющая дополнительную систему охлаждения и конденсации экстрагента, оборудованная блоками контроля параметров технологического процесса, что повышает стоимость получаемой продукции и требует высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Технической задачей изобретения является разработка способа безотходной переработки замороженных ягод без использования промежуточного удаляемого экстрагента с минимальным количеством технологических операций, для осуществления которого использовалось бы существующее серийное оборудование с получением при этом нескольких конечных продуктов. Причем предлагаемый способ должен быть технически осуществим как в промышленном производстве, так и в условиях фермерского или личного подсобного хозяйства, а также в бытовых условиях - на кухне, имеющей соответствующую технику и посуду.

Для достижения технического результата способ безотходной переработки замороженных ягод предусматривает размораживание сырья, извлечение и отделение сока от ягод, производимые за одну операцию путем прогрева в микроволновой СВЧ-печи, и переработку полученных составляющих, при этом прогрев производят до температуры в массе ягод не выше 80^oC в течение времени от 5 до 30 минут, сок отделяют от СВЧ обработанных ягод самотеком, причем СВЧ-печь работает на частоте микроволнового излучения 245050 МГц, а замороженные ягоды помещают в рабочую камеру СВЧ-печи россыпью в посуде из радиопрозрачного материала при высоте насыпного слоя ягод не более 10 см. СВЧ-прогрев замороженных ягод производят в закрытой посуде циклами продолжительностью от 5 до 15 минут, а количество циклов составляет от одного до трех, причем в промежутках между циклами производят слив сока, выделившегося в течение цикла, при этом также производят перемешивание ягод, а общее количество сока, отделенного в процессе СВЧ-обработки замороженных ягод, составляет от 10 до 60% от массы сырья, а оставшиеся после СВЧ-обработки и отделения сока ягоды, сохранившие форму, направляют на провяливание для получения цукатов или на сушку, а ягоды, потерявшие форму в процессе СВЧ-нагрева, протирают на пюре или измельчают на джем, причем отходы после протирания ягод на пюре досушивают для получения пищевых приправ в виде порошка. Можно производить сушку ягод после отделения сока и сушку отходов после протирания ягод при температуре не выше 50^oC до влажности не более 14%, при этом сухие продукты, оставшиеся после протирания, или сухие ягоды измельчают на пищевые приправы-порошки и разделяют на две фракции с размерами частиц 0,5-0,2 мм для использования в кондитерском производстве, а с размерами частиц менее 0,2 мм для использования в качестве пищевых приправ в общепите. Замороженные ягоды предварительно должны пройти цикл подготовки сырья, включающий сортировку, необходимую мойку и обсушивание, а на переработку могут поступать в рассыпном виде с размерами смерзшихся комков не более 5 см в поперечнике.

Способ осуществляется следующим образом.

Подготовленные замороженные ягоды /предварительно перед заморозкой отсортированные, вымытые и обсушенные/ россыпью, включая смерзшиеся в комки до 5 см, засыпают в выполненные из радиопрозрачного материала поддон или корзину с перфорированным дном слоем в 5-10 см. Размер комков более 5 см нежелателен из-за нарушения процесса переработки. Корзину с замороженными ягодами устанавливают на емкость для сбора сока, закрывают крышкой и помещают в рабочую камеру СВЧ-печи на время от 5 до 30 минут. СВЧ-печь работает на частоте микроволного излучения 2450 50 МГц.

В процессе СВЧ-обработки замороженные ягоды размораживают, прогревают до температуры в слое ягод не выше 80^oС, чтобы потери биологически активных веществ были минимальными, так как температура выше 80^oC окончательно разрушает ферменты. При этом из ягод выделяется сок, который через промежутки между ягодами и через перфорацию в дне корзины самотеком стекает в нижнюю емкость. После окончания цикла СВЧ-обработки корзину с ягодами снимают с емкости для сбора сока. Прогретые ягоды, из которых стек сок, направляют на протирку /ручную или механизированную/ или на сушку для получения вяленых или сухих ягод или на переработку для получения пищевых порошков, а сок сливают на накопительную емкость и используют для получения сиропа или направляют на концентрацию.

Протертые ягоды, из которых стек сок и сохранившие форму, направляют на провяливание для получения цукатов или на сушку, а ягоды, потерявшие форму в процессе СВЧ-нагрева, протирают на пюре или измельчают на джем. Отходы после протирания ягод на пюре досушивают для получения пищевых приправ в виде порошка.

Общее количество сока, отделенного в процессе СВЧ-обработки замороженных ягод, составляет от 10 до 60% от массы сырья.

Таким образом, размораживание ягод, их прогрев и отделение сока производят за одну операцию. За счет этого значительно сокращается общее время переработки замороженных ягод, при этом отсутствуют потери сырья на промежуточных операциях, а пюре, полученное из ягод после отделения сока, практически не требует уваривания, что также сокращает время безотходной переработки ягод, снижая расход энергии, и повышает качество получаемой продукции, так как СВЧ-прогрев производят кратковременно до температуры не выше 80^oC. Для практического осуществления предложенного способа в бытовых условиях и в условиях мелких предприятий могут быть использованы СВЧ-печи малой и средней мощности с объемом рабочей камеры 24-32 л, в которой на высоте можно разместить устройство для СВЧ-прогрева ягод и сбора сока, в частности СВЧ-печи типа отечественной "Элоктроники-Зс" или импортных LG Electronics J и C MC-7836 M /Корея/.

Для использования способа в производственном масштабе желательно применять специальные СВЧ-печи большого объема и мощности, в частности типа выпускаемых ранее микроволновых СВЧ-печей "Волжанка" с излучаемой мощностью 2,5 кВт и габаритами рабочей камеры 600 х 400 х 330 мм, или импортные СВЧ-печи типа МУ - 2200 "Маэстро" производства Финляндии, излучаемой мощностью 2,2 кВт, или "Микромат" производства ФРГ с излучающей мощностью 2,0 кВт и размерами рабочей камеры 540 х 400 х 370 мм.

При осуществлении предложенного способа в домашних условиях или в условиях небольших производств типа кондитерских цехов и малых предприятий в качестве специальной посуды для СВЧ-обработки предварительно отсортированных и подготовленных замороженных ягод используют пароварки "Puroflam" /Франция/ с одной корзиной объемом 1,5-2,5 л. Высота пароварки в собранном виде 20 см. Пароварки "Puroflam" полностью удовлетворяют требованиям предложенного способа, а по своим характеристикам допускают использование этой посуды в СВЧ-печах. Для протирки ягод после СВЧ-обработки в домашних условиях используют фруктотерки фирм "Mulineks" N 1 и N 2 или "Zеpter", а в условиях промышленного производства - сменные протирочные устройства к универсальной кухонной машине типа УКМ-01/08/.

Сушку отходов после протики ягод или ягод после СВЧ-обработки и отбора сока производят на сушилках активного вентилирования типа "Суховей" или инфракрасных сушилках типа "Фирюза" при температуре не выше 50^oC до влажности не более 14%.

Измельчение высушенного продукта производят обычно в две стадии с последующим рассевом по фракциям - с размерами частиц 0,5 - 0,2 мм для кондитерского производства и на порошок с размерами частиц менее 0,2 мм для добавления в пищу в качестве приправ.

Пример 1. 1 кг замороженных, предварительно подготовленных ягод калины, хранившейся в течение 15 дней в морозильной камере россыпью, слоем в 8 см засыпают в перфорированную корзину из радиопрозрачного пластика пароварки "Puroflam", устанавливают корзину на фарфоровую кастрюлю для сбора сока, закрывают крышкой из термостойкого стекла и помещают эту конструкцию на вращающийся стол в рабочую камеру объемом 32 дм³ бытовой микроволновой печи марки "Титан", работающей на частоте микроволнового излучения 245050 МГц, после чего зада ют программу работы СВЧ-печи и запускают ее в работу.

Первый цикл СВЧ-обработки ягод составляет 15 минут. После окончания первого цикла из фарфоровой кастрюли сливают сок и перемешивают ягоды в перфорированной корзине. После перемешивания ягод конструкция собирается и устанавливается на 2-й цикл в рабочую камеру СВЧ-печи. Продолжительность второго цикла 10 минут, температура в массе ягод 60^oC. После окончания второго цикла СВЧ-обработки сок сливают, объединяя с первой порцией, а прогретые ягоды, из которых отделен сок, протирают на фруктотерке "Zepter " для получения пюре через сетку с отверстиями диаметром 2 мм. Оставшиеся на сетке отходы /косточки и частично кожица с мякотью от ягод/ направляют на сушку активным вентилированием в сушилку "Суховей".

При переработке отобранных замороженных ягод калины по предлагаемому способу в лабораторных условиях переработки мелкой партии ягод в 1 кг, используя существующую технику и посуду, получили 300 мл натурального сока, 360 г пюре и 200 г отхода для высушивания. Сушка проведена в течение 6 часов на сушилке активного вентилирования "Суховей" при температуре теплоносителя 40^oC. Помол высушенной продукции проведен на лабораторной мельнице роторного типа с ситом, имеющим диаметр отверстий 2 мм. Выход порошка-приправы из выжимок калины составил 87 г, при фракции менее 0,5 мм.

Пример 2. 0,8 кг замороженных, предварительно отобранных и отсортированных ягод клюквы /хранили 3 месяца в морозильной камере/ россыпью, слоем 6 см засыпают в перфорированную корзину пароварки "Puroflam" и обрабатывают в СВЧ-печи аналогично примеру 1 с последующим протиранием на фруктотерке. Температура в массе ягод после СВЧ-обработки составила 70^oC. Выход натурального сока составил 190 мл, пюре 320 г, отходы 80 г, после сушки отходов получили 23 г сухих выжимок, а после помола 22 г порошка приправы из клюквы с фракцией менее 0,5 мм.

Следовательно, предложенный способ безотходной переработки замороженных ягод технически осуществим с помощью существующего кухонного оборудования и посуды, применяемых в быту и в общепите для переработки пищевых продуктов и только пароварку "Puroflam" с одной корзиной или аналогичную ей конструкцию используют по несколько новому для них назначению - для одновременного размораживания ягод, их прогрева и отбора сока самотеком из ягод при обработке их в СВЧ-печи на предложенных режимах.

Предложенный способ прост по своему исполнению, не требует особых дополнительных знаний и техники и позволяет безотходно использовать для переработки практически любые отсортированные замороженные ягоды, получая при этом натуральные продукты с минимальной тепловой обработкой.