способ пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих пищевых продуктов

Классы МПК:A23C3/07 облучением, например с использованием микроволн
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Таганрогский научно-исследовательский институт связи
Приоритеты:
подача заявки:
1999-07-29
публикация патента:

Изобретение относится к молочной промышленности и может применяться для пастеризации (стерилизации) молока, пива, воды, вина, соков, паст и других жидких водосодержащих продуктов и материалов. Способ пастеризации состоит из трех этапов. На первом этапе водосодержащий жидкий продукт нагревается в течение 5 - 15 c до температуры, меньшей температуры пастеризации на 8 - 12°С, любым теплоносителем, например ИК-излучением. На втором этапе с помощью энергии СВЧ с плотностью СВЧ мощности в обрабатываемом продукте не менее 680 Вт/см3 в течение 0,05 - 0,2 с температура в обрабатываемом продукте доводится до температуры пастеризации (стерилизации). На третьем этапе температура пастеризации (стерилизации) в обрабатываемом продукте выдерживается в течение 3 - 6 с энергией СВЧ, составляющей от 2 до 3% от энергии второго этапа. Изобретение позволяет повысить эффективность пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих пищевых продуктов.

Формула изобретения

Способ пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих пищевых продуктов, включающий обработку продуктов ИК-излучением и энергией СВЧ, отличающийся тем, что на первом этапе в течение 5 - 15 с нагревают продукт энергией ИК-излучения до температуры, меньшей температуры пастеризации (стерилизации) на 8 - 12oC, на втором этапе в течение 0,05 - 0,2 с энергией СВЧ плотностью мощности в обрабатываемом продукте не менее 680 Вт/см3 нагревают продукт до температуры пастеризации (стерилизации), и на третьем этапе выдерживают температуру пастеризации (стерилизации) в течение 3 - 6 с энергией СВЧ, составляющей 2 - 3% от плотности мощности энергии второго этапа.

Описание изобретения к патенту

Способ пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих пищевых продуктов относится к молочной промышленности и может быть использован в пищевой и смежных областях для пастеризации (стерилизации) молока, пива, воды, соков, вина и других жидких водосодержащих продуктов и материалов.

Известны традиционные способы пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих пищевых продуктов [1]. При традиционной пастеризации (стерилизации) тепловое воздействие на микрофлору поступает от носителя тепла через разделительную пластину, далее через жидкость и оболочку к ядру бактерии. Бактерия гибнет только при разрушении ядра. Так как вода имеет низкую теплопроводность, темп нагрева без образования пригара на разделительной пластине нельзя получить более 3oC/с. Отсюда следует, что для достижения летальной температуры ядра бактерии необходима длительная выдержка. В результате длительного теплового воздействия одновременно с гибелью бактерий происходит разрушение наиболее ценной части пищевого продукта. При этом необходимо отметить, что нагрев молока без выдержки до 60oC практически не влияет на качество молока, но не убивает бактерии.

Известны электрофизические методы обработки пищевых продуктов [2]. Из электрофизических методов обработки жидких водосодержащих продуктов к очень эффективным способам можно отнести технологии обработки с применением СВЧ-энергии. К основным особенностям СВЧ-энергии можно отнести: способность проникать на значительную глубину обрабатываемого водосодержащего продукта (объемный нагрев), отсутствие контакта обрабатываемого продукта с теплоносителем и то, что при СВЧ-нагреве возможно сконцентрировать очень большие энергии в небольших объемах обрабатываемого продукта. Хотя к настоящему времени разработаны источники СВЧ-энергии с КПД, превышающим 75%, все же применение СВЧ-энергии для пастеризации (стерилизации) пищевых продуктов является делом сложным и дорогостоящим, но СВЧ-нагрев в сочетании с традиционными методами нагрева - наиболее плодотворный конструктивный путь.

Известен взятый в качестве аналога способ обработки пищевых продуктов [3], включающий обработку продукта ИК-излучением и СВЧ-энергией. Данный способ не обеспечивает высокого качества готового продукта.

Целью настоящего изобретения является создание способа пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих пищевых продуктов, включающий обработку продуктов ИК-излучением и энергией СВЧ, указанная цель достигается тем, что на первом этапе в течение 5-15 с нагревают продукт энергией ИК-излучения до температуры меньшей температуры пастеризации (стерилизации) на 8-12oC, на втором этапе в течение 0,05-0,2 с энергией СВЧ плотностью мощности в обрабатываемом продукте не менее 680 Вт/см3 нагревают продукт до температуры пастеризации (стерилизации), а на третьем этапе выдерживают температуру пастеризации (стерилизации) в течение 3-6 с энергией СВЧ, составляющей 2-3% от плотности мощности энергии второго этапа.

Существенные признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не поддаются самостоятельной квалификации, так как неотделимы от всего способа. Этапы способа и их характеристики окончательно определены экспериментально и позволяют создать высокоэффективный и экономичный способ пастеризации (стерилизации) жидких водосодержащих продуктов. Предлагаемый способ пастеризации (стерилизации) сочетает в себе традиционные методы нагрева, например нагрев на первом этапе ИК-излучением до температуры, меньшей температуры пастеризации (стерилизации) на 8 - 12oC, и на втором этапе СВЧ-энергией с плотностью СВЧ мощности в обрабатываемом продукте не менее 680 Вт/см3. При воздействии такой плотности СВЧ мощности на обрабатываемый продукт он в течение 0,05 - 0,2 с нагревается до температуры пастеризации (стерилизации).

При удельной плотности СВЧ-энергии более 680 Вт/см3 наведенная на мембранах бактерий напряженность поля достигает более 460 В/см3. В результате этого происходит электрический пробой клеточных мембран и мгновенный разогрев ядра бактерий, который летален для них. При этом происходит также электролитическое обеззараживание вредных соединений (фенолов, альдегидов, пестицидов и т.д.) и нейтрализация ионов тяжелых металлов. На третьем этапе энергией СВЧ, составляющей от 2% до 3% от энергии СВЧ второго этапа, температура пастеризации (стерилизации) в обрабатываемом продукте выдерживается в течение 3 - 6 с для обеспечения гарантированной пастеризации (стерилизации).

Все режимы и характеристики предлагаемого способа окончательно определены экспериментально. Построена установка, реализующая предлагаемый способ, проведены испытания. Как показали испытания, в обрабатываемом продукте происходит полная инактивация микроорганизмов, разрушение микробных токсинов, пестицидов и других вредных соединений, нейтрализация ионов тяжелых металлов, исправление пороков молока (запах силоса). Благодаря кратковременному нагреву максимально сохраняются нативные свойства жидких пищевых продуктов.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ пастеризации (стерилизации) и обеззараживания жидких водосодержащих пищевых продуктов, обладает улучшенными техническими и экономическими показателями:

1) меньшие энергетические затраты;

2) более дешевое аппаратурное оформление;

3) очень высокое качество пастеризованного продукта;

4) очень высокий уровень обеззараживания.

Температура пастеризации (стерилизации) для разных жидких водосодержащих пищевых продуктов определена стандартами (ГОСТ, ОСТ, ТУ) на них, например: для молока пастеризованного ГОСТ 13277-79; для молока стерилизованного ОСТ 49140-85; для молока пастеризованного "Детского" ТУ 10 РСФСР 43-774-91.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. П.Ф. Дьяченко, М.С. Коваленко, А.Д. Грищенко, А.И. Чеботарев. Технология молока и молочных продуктов, М.: Пищевая промышленность, 1974 г.

2. И. А. Рогов, А.В. Горбатов. Физические методы обработки пищевых продуктов, М.: Пищевая промышленность, стр. 404-447.

3. SU 1233850 A1 (Киевский торгово-экономический институт), 30.05.86, A 23 L 3/26.

Класс A23C3/07 облучением, например с использованием микроволн

электропастеризатор для жидких пищевых продуктов -  патент 2479232 (20.04.2013)
установка для тепловой обработки жидкости -  патент 2432764 (10.11.2011)
установка пастеризации молока -  патент 2415595 (10.04.2011)
агрегат для применения переменных электромагнитных полей, в частности, для обработки жидких, пастообразных, полутвердых или гранулированных продуктов, и способ использования такого агрегата, и система, включающая в себя такой агрегат -  патент 2414135 (20.03.2011)
способ обработки молока и молочной сыворотки -  патент 2361407 (20.07.2009)
устройство для получения стерилизованного молока -  патент 2322811 (27.04.2008)
способ антимикробной обработки жидкости и устройство для его реализации -  патент 2316989 (20.02.2008)
пастеризатор текучих продуктов -  патент 2273141 (10.04.2006)
способ обработки молока ультрафиолетовым излучением -  патент 2263450 (10.11.2005)
способ и устройство для обработки жидкостей и текучих продуктов -  патент 2193856 (10.12.2002)
Наверх