способ утилизации высоковлажных пищевых отходов

Формула изобретения

1. Способ утилизации высоковлажных пищевых отходов на основе зерноотходов и спиртовой барды экструдированием, отличающийся тем, что зерноотходы и спиртовую барду смешивают до влажности от 24 до 28% и экструдируют через матрицу с хотя бы одной щелевой фильерой, охлаждают и высушивают в потоке воздуха, продуваемого через слой экструдата, при этом технологическую влажность смеси обеспечивают изменением доли зерноотходов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура продуваемого воздуха ниже температуры окружающей среды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура продуваемого воздуха выше температуры окружающей среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области утилизации отходов производств агропромышленного комплекса и может быть использовано для утилизации высоковлажных скоропортящихся отходов пищевых производств.

Известен способ утилизации высоковлажных пищевых компонентов [Манеева Э.Ш., Куприянов А.В., Попов В.П., Касперович В.Л. Комплексное решение проблем производства высококачественного этилового спирта и утилизации послеспиртовой барды. /Вестник ОГУ, №2, 2000 г.], который заключается в капсулировании спиртовой барды и дробины методом со-экструзии в оболочку из крахмалосодержащего сырья, полученную из побочных продуктов зерноперерабатывающих предприятий (зерновых примесей, отрубей, мучки).

Недостатком данного способа является то, что при капсулировании спиртовой барды и дробины методом со-экструзии в оболочку из крахмалосодержащего сырья не происходит высушивание продукта и не обеспечивается длительный срок хранения, т.к. в процессе хранения оболочка размачивается, и потребительские свойства теряются.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока хранения благодаря тому, что влажность продукта снижается за счет совместного использования кондуктивного массообмена, охлаждения и высушивания до влажности меньше критической, обеспечивающей консервирование продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что зерноотходы и спиртовую барду смешивают до влажности от 24 до 28% и экструдируют через матрицу с хотя бы одной щелевой фильерой, охлаждают и высушивают в потоке воздуха, продуваемого через слой экструдата, при этом технологическую влажность смеси обеспечивают изменением доли зерноотходов; температура продуваемого воздуха может быть ниже температуры окружающей среды; температура продуваемого воздуха может быть выше температуры окружающей среды.

Способ осуществляется следующим способом.

В высоковлажную спиртовую барду влажностью от 85 до 95% добавляют предварительно измельченные для повышения поглощающей поверхности зерновые отходы влажностью от 10 до 20%. За счет кондуктивного массообмена влажность смеси достигает технологической. Полученная смесь подвергается экструзионной обработке. Щелевая фильера позволяет получить продукт с большой площадью поверхности относительно его объема. Такая форма увеличивает площадь испарения, что ускоряет удаление влаги при конвективном влагообмене. Затем экструдат высушивается потоком воздуха в помещении до равновесной влажности от 10 до 12%. Экструдированный продукт имеет высокую плотность и малую газовую проницаемость, что препятствует его окислению при хранении.

Исходная влажность смеси меньше 24% обеспечивает режим горячей экструзии с температурой больше 100°С. При этом происходит обезвоживание экструдата за счет энергии перегретого пара. Отпадает необходимость в операции высушивания полуфабриката, однако воздействием температуры разрушаются активные биологические соединения, например витамины. Кроме того, снижается производительность экструдера.

Исходная влажность смеси от 24 до 28%, обеспечивает режим теплой экструзии с температурой продукта от 60 до 100°С. Кратковременное воздействие высокой температуры при теплой экструзии совместно с давлением уничтожает вредные микроорганизмы и грибки. Уменьшения нежелательного разложения входящих в продукт химических соединений при нагреве в экструдере можно добиться уменьшением времени воздействия температуры, продувая через слой продукта охлажденный воздух.

Исходная влажность смеси больше 28% обеспечивает режим холодной экструзии. При этом для производства смеси требуется меньше зерноотходов. Однако при влажности экструдата больше 28% доля вводимых зерновых отходов по нашим исследованиям не обеспечивает устойчивую форму экструдированного продукта, необходимую для того, чтобы в слое он имел порозность, обеспечивающую свободное продувание потоком воздуха.

Нормальная работа технологической линии возможна только при постоянстве технологических режимов экструдирования и высушивания экструдата. Это требует поддержания технологической влажности смеси. Технологическая влажность при заданной мощности экструдирования обеспечивает технологическую производительность экструдера. Заданной технологической влажности и технологической производительности соответствуют технологические режимы высушивания. Поскольку исходная влажность компонентов колеблется в широких пределах, для поддержания требуемой технологической влажности изменяется доля зерновых отходов. Изменение доли зерновых отходов не оказывает существенного влияния на качество экструдата, так как оба компонента имеют сходный состав в пересчете на сухое вещество. С уменьшением влажности экструдата мощность, затрачиваемая на экструдирование, возрастает, а с увеличением влажности она уменьшается. Долю зерноотходов в смеси, обеспечивающую требуемую влажность, регулируют дозаторами в зависимости от электрической мощности двигателя.

Пример параметров экструдирования, приведенный ниже, свидетельствует о взаимосвязи заданной мощности электродвигателя с влажностью экструдируемой смеси и температурой продукта на выходе из экструдера, а как следствие, и с качеством получаемой продукции.

Вид экструзии	Теплая
Влажность смеси, %	24	26	28
Температура продукта на выходе из экструдера	99	95	91
Заданная мощность электродвигателя, кВт	9	8,5	8,2

Таким образом, регулирование влажности смеси по мощности двигателя путем изменения доли вводимых зерноотходов позволяет получать высококачественные изделия и обеспечить постоянство технологического режима процесса высушивания.

Интенсификации процесса сушки можно добиться, продувая через слой продукта нагретый воздух.

Использование данного способа утилизации высоковлажных пищевых компонентов по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

- совместная утилизация более двух видов отходов без ограничения исходной влажности для всех отходов кроме зерноотходов;

- экструзия смеси через щелевую фильеру позволяет получить быстросохнущий продукт с большой площадью поверхности, что ускоряет удаление избыточной влаги без потери сухого вещества с последующим получением долго хранящегося продукта;

- теплый режим экструзии позволяет получить обеззараженный продукт.