способ изготовления соевого молока

Формула изобретения

Способ изготовления соевого молока, включающий измельчение соевых бобов с получением водной суспензии и обработку последней в энергетическом поле, отличающийся тем, что обработку проводят в катодной зоне поля постоянного электрического тока при плотности 40-60 А/м² в течение 15-30 мин.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое техническое решение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при получении продуктов питания из соевого молока.

Известен способ получения соевого молока, включающий замачивание сои в двух-трех-кратном объеме воды на 8-10 часов, затем воду сливают и сою измельчают, пропуская дважды через сетку.

Измельченную сою заливают водой при температуре 38-42°С из расчета 8-10 л воды на 1 кг сухого зерна сои и 3-4 раза перемешивают. После отстаивания жидкую фракцию кипятят /И.В.Кириенко. Соевое молоко. - Животноводство: 1982, №46, с.42/.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится длительность технологического процесса и значительные энергозатраты из-за необходимости двойного нагрева и кипячения. Кроме того, снижается качество молока из-за разрушения ценных аминокислот.

Известен способ получения соевого молока, включающий процесс замачивания сои в воде, ее слив и смешение сои с новой порцией воды, измельчение и нагревание смеси до 95-97°С, при этом смешение сои с новой порцией воды, измельчение до состояния эмульгирования и нагревание смеси проводят одновременно, а нагревание новой порции воды проводят в течение 35 мин /Патент РФ №2104650, А 23 L 1/20, А 23 С 11/10, 1996/.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся высокие затраты тепловой энергии из-за необходимости нагревания до высокой температуры, близкой к температуре кипения и длительности времени нагревания.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ изготовления соевого молока по патенту РФ №2030883, A 23 L 1/20, А 23 С 11/10, 1995 г., включающий измельчение соевых бобов с получением суспензии и обработку последней в поле токов СВЧ в течение 30-35 минут с момента закипания.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического решения, относятся высокие энергозатраты токов СВЧ при значительной длительности процесса кипения, связанные с недостаточной интенсивностью выщелачивания ценных веществ.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение энергозатрат за счет проведения процесса в катодной зоне постоянного электрического тока.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение интенсивности процесса за счет увеличения скорости выщелачивания полезных веществ из измельченных соевых бобов при одновременном сохранении качества соевого молока.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе изготовления соевого молока, включающем измельчение соевых бобов с получением водной суспензии и обработку последней в энергетическом поле, обработку проводят в катодной зоне поля постоянного электрического тока при плотности 40-60 А/м² в течение 15-30 минут.

Уменьшение напряжения менее 25 В снижает скорость процесса выщелачивания молекул жира и других ценных веществ из измельченных соевых бобов, а увеличение напряжения выше 32 В недопустимо по технике безопасности при работе с водными средами.

Уменьшение времени обработки водной суспензии менее 15 минут не позволяет обеспечить высокую степень извлечения молекул жира и других ценных продуктов из измельченных соевых бобов, а увеличение времени процесса более 30 минут приводит к чрезмерным затратам энергии без возрастания степени извлечения молекул жира и других ценных продуктов в конце периода обработки электрическим полем.

Уменьшение плотности тока менее 40 А/м² не обеспечивает ионизацию и силу массопереноса жира и других полезных веществ при выщелачивании из измельченных соевых бобов через границу раздела фаз в воду, то есть выщелачивание идет практически как обычный процесс массопереноса на молекулярном, а не на ионном уровне.

Увеличение плотности тока более 40 А/м² не приводит к дополнительному увеличению скорости выщелачивания и жирности соевого молока, но увеличивает энергозатраты и способствует растворению материала анода, что ухудшает вкусовые качества соевого молока.

Проведение процесса в катодной зоне предотвращает окисление выщелачиваемых полезных веществ (жира и полезных аминокислот: лизина, аргинина, лейцина и других) из измельченных соевых бобов.

Ниже приведены результаты опытов по предлагаемому способу изготовления соевого молока при разных токовых и временных режимах обработки соевых бобов.

Пример 1. 40 г предварительно измельченных соевых бобов помещают в прямоугольную стеклянную емкость размером 70×70 мм, заливают 400 г воды и оставляют для набухания в течение 5 часов. На двух смежных сторонах стеклянной емкости устанавливают прямоугольные пластины - электроды из углерода, присоединенные к клеммам выпрямителя постоянного тока (В-24 учебный). Размер пластин-электродов 65×50 мм, зазор между ними - 60 мм. По центру емкости установлена пропеллерная мешалка. Для отделения катодной зоны от анода на расстоянии 10 мм от анодной пластины установлена ионообменная катионитовая мембрана марки МК-40.

Включают в работу мешалку и подают напряжение от выпрямителя на пластины-электроды U=32 B, при этом ток, регистрируемый по микроамперметру, составляет 0,195 А, плотность тока 60 А/м ². Время выщелачивания в электрическом поле составляет 30 минут.

Полученную жидкость цвета молока сливают через тонкое сито и проводят анализ на жирность, которая составляет 2,3%.

Пример 2. Опыт в аппарате по примеру 1 проводят в течение 40 минут. Жирность соевого молока составляет 2,35%.

Пример 3. Опыт в аппарате по примеру 1 проводят при минимальных значениях параметров, заявляемых в формуле изобретения: напряжение 25 В, время 15 минут, ток 0,13 А (плотность тока 40 А/м²). Жирность соевого молока составляет 2,1%.

Пример 4. Опыт в аппарате по примеру 1 проводят при токовых режимах примера 3 в течение 13 минут. Жирность соевого молока составляет 1,9%.

Пример 5. Опыт в аппарате по примеру 1 проводят при средних значениях параметров тока, заявляемых в формуле изобретения: напряжение 28 В, ток 0,16 А (плотность тока 50 А/м²), и среднем времени обработки 22 минуты, жирность соевого молока составляет 2,2%.

Пример 6. Опыт в аппарате по примеру, но в отсутствие полунепроницаемой перегородки, образующей катодную зону. Токовые и временные режимы соответствуют средним значениям заявляемого диапазона этих параметров, аналогичные опыту №5. Жирность молока снизилась с 2,2% до 2,0% за счет окисления части жира и других ценных аминокислот. Кроме того ухудшились вкусовые качества соевого молока, появился привкус прогорклости как у старых растительных масел.

Результаты опытов по предлагаемому способу изготовления соевого молока сведены в таблицу.

Здесь же для сравнения приведены данные по способам изготовления соевого молока, взятые из описания к патентам РФ, выбранным за аналог и прототип.

Как видно из материалов таблицы, наибольшие энергозатраты (до 250 кВт·час/тонну) имеет способ изготовления соевого молока с использованием СВЧ-установки (прототип по патенту РФ №2030883).

В предлагаемом способе изготовления соевого молока даже при максимальных значениях рекомендуемых параметров электрического тока и времени обработки в электрическом поле затраты электроэнергии на тонну не превышают 7,8 кВт·час (опыт №1), а при минимальных значениях рекомендуемых параметров снижаются до 2 кВт·час на тонну соевого молока (опыт №3).

Таблица Сводные данные по технологическим параметрам и жирности получаемого соевого молока
№ опыта	Напряжение, В	Режим работы			Плотность тока, А/м 2	Жирность, %
		Сила тока, А	Время, мин	Затраты энергии, кВт·час/т
1	32	0,195	30	7,8	60	2,3
2	32	0,195	40	10,5	60	2,35
3	25	0,130	15	2,05	40	2,1
4	25	0,130	13	1,76	40	2,1
5	28	0,16	22	4,1	49,5	2,2
6	28	0,16	22	4,1	49,5	2
без катодной зоны
аналог по пат. РФ №2104650	0	0	40	87,5 (тепл. энергия нагревания тонны воды с 20°С до 95°С)	0	2,1
прототип по пат. РФ №2030883	0	0	30	250 (СВЧ установка)	0	до 2

Средние энергозатраты при средних токовых режимах и времени обработки составляют 4,1 кВт·час/тонну (опыт №5) при высоких вкусовых качествах получаемого соевого молока.

Уменьшение времени обработки менее 15 минут приводит к недостаточному извлечению жира из соевых бобов (опыт №4), а увеличение времени обработки сверх 30 минут невыгодно, из-за значительных затрат энергии возрастающих с 7,8 до 10,5 кВт·час/тонну без практически заметного увеличения жирности получаемого соевого молока (см. результаты опытов №1 и №2).

Таким образом, предлагаемый способ изготовления соевого молока в электрическом поле при заданных диапазонах параметров напряжения, плотности тока и времени обработки в электрическом поле уменьшает энергозатраты по сравнению с использованием СВЧ-установки по прототипу в 60 раз, а по сравнению с промышленным способом, связанным с нагреванием и кипячением, в 21 раз, при этом жирность соевого молока может быть увеличена на 10% (с 2% до 2,2%) при сохранении вкусовых качеств и отсутствия бобового привкуса.