Способ приготовления пищевого эмульгатора

Для сокращения удельных энергозатрат при экстрагировании корней мыльнянки лекарственной и солодки голой жидким аммиаком давление в экстракционных смесях периодически сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание аммиака, и повышают до исходного значения, после чего отделяют жидкую фазу из каждой экстракционной смеси, смешивают ее и отгоняют из смеси экстрагент с получением целевого продукта. Это позволяет снизить удельные энергозатраты.

 

Изобретение относится к технологии производства сапонинсодержащего эмульгатора, пригодного для использования в пищевых продуктах.

Известен способ экстрагирования растительного сырья, предусматривающий смешивания сырья с жидким экстрагентом, нагревание смеси до температуры 40-80°С, периодическое вакуумирование экстракционной смеси с подводом теплоты для поддержания ее температуры на 5-15°С выше температуры кипения при давлении вакуумирования и повышение давления до исходного значения с последующим разделением фаз (SU 1286232 A1, 30.01.1987).

Недостатками этого способа являются невозможность использования в нем сжиженных газов, критическая температура которых ниже рекомендуемого температурного интервала, что исключает возможность их нахождения в жидком фазовом состоянии при предварительном нагреве и кипения при вакуумировании, и высокая удельная энергоемкость из-за низкого КПД использования возникающих при фазовом переходе экстрагента ударных волн, что связано с локализацией зоны кипения на теплоподводящей поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления пищевого эмульгатора, предусматривающий подготовку и экстрагирование корней мыльнянки лекарственной и солодки голой жидким аммиаком при постоянном давлении выше атмосферного, отделение жидкой фазы, ее смешивание и отгонку из смеси экстрагента с получением целевого продукта и конденсацией отгоняемых паров экстрагента в экстракционных смесях (RU 2154955 С1, 27.08.2000).

Недостатком этого способа является высокая удельная энергоемкость.

Техническим результатом изобретения является снижение удельных энергозатрат.

Этот результат достигается тем, что в способе приготовления пищевого эмульгатора, предусматривающем подготовку и экстрагирование корней мыльнянки лекарственной и солодки голой жидким аммиаком, отделение жидкой фазы и ее смешивание и отгонку из смеси экстрагента с получением целевого продукта, согласно изобретению, в процессе экстрагирования давление в экстракционных смесях периодически сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание аммиака, и повышают до исходного значения.

Способ реализуется следующим образом,

Корни мыльнянки лекарственной и солодки голой инспектируют, измельчают и лепесткуют, а затем экстрагируют жидким аммиаком по известной методике (Касьянов Г.И. и др.. Обработка растительного сырья сжиженными и сжатыми газами - М.: АгроНИИТЭИПП, 1993, 40 с.). Давление в экстракционных смесях периодически сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание аммиака, и повышают до исходного значения.

Исходное давление соответствует давлению насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования. Исходная температура соответствует температуре окружающей среды, так как данные способом не предусматривается термостатирование экстракционных смесей. Повышение давления после его сброса происходит спонтанно за счет испарения части жидкого аммиака или за счет его подпитки самотеком. Частоту и количество сбросов давления определяют по известной методике (Ломачинский В.А. Высокоэффективные технологии переработки растительного сырья. - М.: Русские технологии, 1996, с.54-56).

Образование, как в предлагаемом способе, или схлопывание, как в наиболее близком аналоге, каждого пузырька газовой фазы в экстракционной смеси сопровождается созданием ударной волны, разрушающей клеточную структуру экстрагируемого сырья и интенсифицирующей экстрагирование из него сапонинов. Как известно, действие ударной волны ослабевает пропорционально квадрату расстояния от эпицентра, то есть в данном случае от места образования или схлопывания пузырька газовой фазы. При барботировании пара конденсация пузырьков осуществляется в результате теплообмена с жидкой фазой экстракционной смеси, поэтому происходит в жидкой фазе на некотором расстоянии от частиц экстрагируемого сырья. При сбросе давления частицы твердой фазы в экстракционной смеси служат центрами парообразования, и большинство пузырьков газовой фазы образуется непосредственно на поверхности экстрагируемого сырья. Из этого следует вывод, что удельные затраты энергии ударных волн на разрушение клеточной структуры экстрагируемого сырья в предлагаемом способе всегда будут ниже, чем в любом аналоге. Помимо того, эта разница будет тем больше, чем больше значение гидромодуля экстракционной смеси, что подтверждается следующим.

Механическое разрушение происходит при соблюдении условия:

где Р - давление на поверхность объекта,

[σ] - предел прочности.

Давление в эпицентре ударной волны при фазовом переходе равно:

где σ - поверхностное натяжение на границе раздела фаз,

R₀ - радиус пузырька.

Давление во фронте ударной волны равно:

где R - расстояние от эпицентра.

Действие ударной волны в предлагаемом способе всегда соответствует условию:

в первом аналоге:

а во втором аналоге:

При этом при подстановке (2) и (3) в (1) по соотношению твердой и жидкой фаз легко рассчитывается в относительном виде количество пузырьков, действие ударной волны которых не будет приводить к разрушению клеточной структуры сырья в каждом из аналогов. Это соотношение полностью соответствует сокращению удельных энергозатрат, которое может быть пересчитано в абсолютном виде по уравнению теплового баланса.

После завершения экстрагирования отделяют жидкую фазу из каждой экстракционной смеси, смешивают ее в соотношении по массе сухих веществ около 1:1, как и в наиболее близком аналоге, и выделяют из смеси целевой продукт при отгонке экстрагента повышением температуры и/или снижением давления.

Полученный по описанной технологии продукт по физико-химическим и органолептическим свойствам не отличается от полученного по наиболее близкому аналогу.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить удельные энергозатраты.

Способ приготовления пищевого эмульгатора, предусматривающий подготовку и экстрагирование корней мыльнянки лекарственной и солодки голой жидким аммиаком, отделение жидкой фазы и ее смешивание и отгонку из смеси экстрагента с получением целевого продукта, отличающийся тем, что в процессе экстрагирования давление в экстракционных смесях периодически сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание аммиака, и повышают до исходного значения.