способ получения сублимированных пищевых продуктов и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения сублимированных пищевых продуктов, включающий формование исходного продукта путем его выдавливания, замораживание продукта, обработку струями пара под давлением выше тройной точки и его сублимационную сушку с последующим удалением через шлюзовой затвор, отличающийся тем, что продукт выдавливают методом экструзии непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки с образованием высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры и с последующим испарительным замораживанием продукта в зоне с давлением ниже тройной точки, который одновременно подвергают сублимационной сушке в поле сверхвысокочастотной энергии, при этом паровой затвор создается за счет паров, образованных в результате интенсивного испарения влаги в зоне подачи продукта, а упаковку высушенного продукта осуществляют непосредственно в сублимационной камере, вне зоны действия сверхвысокочастотной энергии.

2. Установка для получения сублимированных пищевых продуктов, состоящая из сублимационной камеры с источниками энергии, устройства подачи в нее продукта, насадки для создания парового затвора, выносного десублиматора и шлюзового затвора для выгрузки готового продукта из установки, отличающаяся тем, что вокруг выходного отверстия вертикально расположенного устройства подачи продукта в сублимационную камеру в виде экструдера установлена насадка в форме сопла Лаваля, обеспечивающая создание парового затвора, разделяющего зоны подачи продукта в вакуум и его сублимационной сушки, снабженная источниками сверхвысокочастотной энергии с самой узкой части сопла до его нижней кромки, причем делительно-упаковочное устройство установлено непосредственно после зоны действия источников сверхвысокочастотной энергии.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что на нижней образующей Лаваля установлены источники сверхвысокочастотной энергии с возможностью изменения угла наклона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности при производстве сублимированных пищевых продуктов.

Известен способ получения сублимированных пищевых продуктов (Патент РФ 1837787, кл. А 23 С 1/08, 30.08.93. Бюл. 32), включающий приготовление смеси, ее гомогенизацию, насыщение воздухом, замораживание при температуре от -15С^o до -60С^o и сублимационную сушку до остаточной влажности продукта 0-10%.

Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты, связанные с высокой продолжительностью сублимационной сушки, замораживанием, а также периодичностью процесса.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемым являются способ сублимационной сушки жидких и пастообразных пищевых продуктов, включающий выдавливание продукта в сублимационную камеру с одновременной его обработкой паром под давлением, не меньшим давления тройной точки (т. е. выше тройной точки), замораживание и сублимационную сушку продукта, и сублимационная сушилка, состоящая из устройства подачи продукта в вакуумную камеру сушилки, парового затвора, сублимационной камеры с источниками энергии, выносного десублиматора и шлюзового затвора для выгрузки готового продукта из сушилки (А.с. СССР 909497, кл. F 26 В 5/06. 28.02.82. Бюл. 8).

Недостатком известного способа являются высокие затраты энергии на получение пара для создания паровых затворов, а также применение источника энергии, не позволяющего проникнуть внутрь продукта с развитой пористой структурой, образованной в результате использования внутренней теплоты продукта при испарительном замораживании, препятствующей термо-влагопереносу.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат на проведение процесса, а также его интенсификация при сохранении качества готового продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения сублимированных пищевых продуктов, включающем формование исходного продукта путем его выдавливания, замораживание продукта, обработку струями пара под давлением, выше тройной точки и его сублимационную сушку с последующим удалением через шлюзовой затвор, новым является то, что продукт выдавливают методом экструзии непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки с образованием высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры и с последующим испарительным замораживанием продукта в зоне с давлением ниже тройной точки, который одновременно подвергают сублимационной сушке в поле сверхвысокочастотной энергии, при этом паровой затвор создается за счет паров, образованных в результате интенсивного испарения влаги в зоне подачи продукта, а упаковку высушенного продукта осуществляют непосредственно в сублимационной камере, вне зоны действия сверхвысокочастотной энергии, а в установке для получения сублимированных пищевых продуктов, состоящей из сублимационной камеры с источниками энергии, устройства подачи в нее продукта, насадки для создания парового затвора, выносного десублиматора и шлюзового затвора для выгрузки готового продукта из установки, новизна заключается в том, что вокруг выходного отверстия вертикально расположенного устройства подачи продукта в сублимационную камеру в виде экструдера установлена насадка в форме сопла Лаваля, обеспечивающая создание парового затвора, разделяющего зоны подачи продукта в вакуум и его сублимационной сушки, снабженная источниками сверхвысокочастотной энергии с самой узкой части сопла до его нижней кромки, причем на нижней образующей сопла Лаваля источники сверхвысокочастотной энергии установлены с возможностью изменения угла наклона, а делительно-упаковочное устройство установлено непосредственно после зоны действия источников сверхвысокочастотной энергии.

На чертеже представлен общий вид установки для осуществления способа получения сублимированных пищевых продуктов.

Установка для получения сублимированных пищевых продуктов состоит из вертикально расположенного устройства 1 в виде экструдера для подачи продукта в сублимационную камеру 2, внутри которой вокруг выходного отверстия устройства 1 установлена насадка 3 в форме сопла Лаваля, обеспечивающая создание парового затвора, разделяющего зоны подачи продукта в вакуум и его сублимационной сушки. Насадка 3 в форме сопла Лаваля с самой узкой его части до его нижней кромки снабжена источниками сверхвысокочастотной энергии 4 (например, магнетронами). При этом источники сверхвысокочастотной энергии, расположенные на нижней образующей сопла Лаваля, установлены с возможностью изменения угла наклона. А непосредственно после зоны действия источников сверхвысокочастотной энергии 4 размещено делительно-упаковочное устройство 5. Установка имеет шлюзовой затвор 6 для выгрузки готового продукта из сушилки и выносной десублиматор (не показан).

Способ получения сублимированных пищевых продуктов осуществляется следующим образом. Исходный продукт подается в загрузочный бункер предварительно включенного устройства 1 подачи продукта в сублимационную камеру в виде экструдера, на выходе из которого продукт поступает в зону с давлением выше тройной точки устройства 3 сублимационной камеры 2, которое создается за счет испарения влаги из продукта. Полученный жгут продукта перемещается в зону с давлением ниже тройной точки устройства 3, где одновременно с испарительным замораживанием продукт подвергают сублимационной сушке в поле сверхвысокочастотной энергии с окончательным образованием высокоразвитой равномерно распределенной пористой структуры за счет интенсивного сублимирования влаги. Разделение на зоны с различным давлением (выше и ниже тройной точки) достигается благодаря тому, что создается гидравлическое сопротивление потоку паров и неконденсирующихся газов в кольцевом зазоре между жгутом продукта и соплом Лаваля в его узкой части и, как следствие, повышение давления выше тройной точки в зоне выхода продукта из устройства подачи продукта в сублимационную камеру.

Высушенный жгут продукта подается в делительно-упаковочное устройство 5 и выгружается из установки посредством шлюзового затвора 6.

Предлагаемый способ и установка имеют следующие преимущества:

- экструдирование продукта непосредственно в сублимационную камеру в зону с давлением выше тройной точки обеспечивает предотвращение замерзания продукта на выходе из экструдера и образование жгута продукта пористой структуры;

- осуществление сублимации влаги из продукта в сверхвысокочастотном поле с его одновременным испарительным замораживанием значительно ускоряет процесс сублимационной сушки и позволяет снизить энергозатраты на ее проведение;

- в результате объемного испарения влаги под действием сверхвысокочастотного поля в зоне давления ниже тройной точки происходит увеличение объема жгута и окончательное образование структуры продукта, которое фиксируется его испарительным замораживанием, что позволяет получать изделия с заданными качеством и свойствами;

- размещение источников сверхвысокочастотной энергии на нижней образующей сопла Лаваля с возможностью изменения их угла наклона позволяет регулировать зону действия сверхвысокочастотного поля;

- осуществление упаковки высушенного продукта непосредственно в сублимационной камере исключает возможность его контакта с влажным атмосферным воздухом;

- использование сверхвысокочастотной энергии для сублимационной сушки продукта с пористой развитой структурой позволяет обеспечить адресное и равномерное получение энергии всеми частями продукта;

- создание парового затвора за счет паров, образованных в результате интенсивного испарения влаги в зоне подачи продукта, позволяет исключить затраты энергии на получение пара.