способ экструзионной обработки сырья при производстве корма для рыб

Формула изобретения

1. Способ экструзионной обработки сырья при производстве корма для рыб, включающий процесс обработки сырья непосредственно в экструдере, прохождение полученного продукта через выпускную насадку в виде жгута фигурного сечения, разрезаемого на заготовки, и процесс последующей тепловой обработки заготовок, отличающийся тем, что полученные заготовки замораживаются при атмосферном давлении, а затем подвергаются сублимационной сушке в вакууме.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что замораживание фигурных заготовок при атмосферном давлении ведут в интервале достижения ими температуры от минус 5 до минус 10°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сублимационную сушку в вакууме осуществляют путем подвода к продукту тепла при изменении остаточного давления в камере сушки от 2 мм рт.ст. (266,6 Па) до 4,6 мм рт.ст. (613,3 Па) с последующим замедленным повышением температуры продукта до 30-40°С при атмосферном давлении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано преимущественно для получения корма для рыб в условиях прудового, индустриально-тепловодного, озерного и прибрежно-морского рыбоводства, при изолированном содержании рыб как объектов экспериментальных исследований.

Экструзионная обработка сырья при производстве комбикормов для рыб во многих странах освоена на уровне промышленного производства, см., например, «Экструдеры» (Реферативный журнал «Оборудование пищевой промышленности», 1992. - № 9, реферат 9.38.270).

В отечественном рыбоводстве экструзионная обработка сырья для получения корма для рыб также нашла свое применение и развитие (Гамыгин Е.А. и др. Комбикорма для рыб: производство и методы кормления. - М.: Агропромиздат, 1989. - С.123-130).

В соответствии с техническими условиями на промышленное производство экструзионных кормов для рыб в нашей стране основные требования к плавающим кормам предъявляются к размерам частиц корма и времени нахождения их на поверхности спокойной воды не менее 30 мин. Практически существующее уменьшение этой нормы времени является существенным недостатком, поскольку приводит к неоправданной потере корма - увеличению кормовых расходов на единицу прироста рыбы.

Известен также способ экструзии пищевых продуктов, в соответствии с которым продукт поступает в горизонтальный шнековый экструдер, перемешивается и транспортируется к экструзионной выпускной насадке, установленной в вакуум-камере, в насадке масса продукта отрезается от выходящего из насадки жгута и выводится из камеры через шлюзовый затвор (Способ экструзии пищевых продуктов. Заявка 3515617, ФРГ. Заявл. 30.04.85, опубл. 30.10.86. МКИ A23P 1/12 - прототип). Данный способ экструзии того же назначения, что и предлагаемое изобретение.

Основным недостатком прототипа является то, что конечный продукт экструзионной обработки сырья, полученный по данному способу, является пористым (рыхлым). Это связано с тем, что после выхода из выпускной насадки в разреженную вакуум-камеру продукт «вскипает», образуя взрывной эффект. Такой продукт мало приемлем для использования в качестве плавающего корма для рыб, поскольку время нахождения его на поверхности воды мало, а потери корма велики.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения экструзионного корма для рыб, отличающегося малыми значениями коэффициента пористости, определяющего плотность корма и его способность находиться на поверхности воды или погружаться с малой скоростью.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в соответствии со способом экструзионной обработки сырья при производстве корма для рыб, включающим процесс обработки сырья непосредственно в экструдере, прохождение полученного продукта через выпускную насадку в виде жгута фигурного сечения, разрезаемого на заготовки, и процесс последующей тепловой обработки заготовок, получаемые заготовки замораживаются при атмосферном давлении, а затем подвергаются сублимационной сушке в вакууме.

Замораживание фигурных заготовок при атмосферном давлении ведут в интервале достижения ими температуры от минус 5 до минус 10°С.

Сублимационную сушку в вакууме осуществляют путем подвода к продукту тепла при изменении остаточного давления в камере сушки от 2 мм рт.ст. (266,6 Па) до 4,6 мм рт.ст. (613,3 Па) с последующим замедленным повышением температуры продукта до 30-40°С при атмосферном давлении.

Замораживание продукта при атмосферном давлении перед сублимацией в вакууме имеет свои преимущества. Предварительное замораживание продукта перед сушкой исключает его «вскипание» и «разбрызгивание» в период начального вакуумирования камеры сушки, которые приводят к разрыхлению продукта и образованию пор. Пористый же продукт активно поглощает влагу, теряя при этом способность удерживаться на поверхности воды.

Сочетание процессов экструзионной обработки сырья, при которой сырье измельчается, перемешивается и уплотняется, приобретая равномерную плотность, с сублимационной сушкой, сохраняющей структуру сушимого продукта и его исходные качества, позволяет получать конечный продукт с остаточной влажностью 10-15%, способный храниться длительное время и использоваться в качестве плавающего корма для рыб.

Фигурные заготовки получаются путем резания жгута, выходящего из выпускной насадки, на равные порции. Поперечное сечение отверстия в насадке может иметь форму круга, треугольника, овала и др. В результате получаемые заготовки копируют форму, например, цилиндриков, рыбок, различных животных и пр., при этом максимальный размер фигурной заготовки не должен превышать 20-25 мм. Увеличение размера заготовок приводит к заметному увеличению времени их сублимационной сушки. Время замораживания фигурных заготовок при атмосферном давлении (в интервале от минус 5 до минус 10°С) зависит от их размера. Заготовки больших размеров замораживаются до более низкой температуры. Это позволяет увеличить время их сублимационной сушки.

Непосредственно процесс сублимационной сушки начинается после доведения общего остаточного давления в камере сушки до заданной величины, соответствующей температуре замороженного продукта, и начала подвода тепла к продукту. Процесс сушки осуществляется при равенстве тепла, подаваемого к продукту, и тепла, использованного, т.е. отведенного вместе с парами воды и предназначенного для нагрева самого продукта. Так, при температуре предварительно замороженного продукта, равной минус 7°С, подвод тепла к продукту следует начинать при остаточном давлении не выше 2,5 мм рт.ст. (333,3 Па).

Предложенное сочетание процессов экструзионной обработки сырья с последующей тепловой обработкой материала, включающей его замораживание при атмосферном давлении и сублимационную сушку до остаточной влажности 10-15%, позволяет получать конечный продукт, качественно соответствующий корму для рыб. Это является важным результатом, поскольку одним из основных факторов повышения рыбопродуктивности (особенно в прудовом рыбоводстве) является кормление рыбы искусственными кормами.

Способ экструзионной обработки сырья при получении корма для рыб осуществляется следующим образом.

После обработки исходного сырья в экструдере, включающей его измельчение, перемешивание и сжатие, полученный продукт проходит через отверстие выпускной насадки, где масса продукта уплотняется, образуя жгут фигурного сечения, который после выхода из насадки разрезается на равные порции - фигурные заготовки. В зависимости от формы поперечного сечения разрезаемого жгута получаемые заготовки могут иметь форму цилиндриков, рыбок, фигурок животных и др., при этом максимальный размер заготовки не должен превышать 20-25 мм.

Полученные заготовки послойно укладываются в лотки (противни), которые затем подаются в камеру для замораживания их при атмосферном давлении до температуры минус 5-10°С. Замороженный продукт в лотках подается в камеру сублимационной сушки, камера герметизируется и вакуумируется до остаточного давления, соответствующего температуре замороженного продукта. При вакуумировании камеры сублимационной сушки выдерживают следующие соотношения между температурой продукта и общим остаточным давлением

Температура, °С	Остаточное давление
мм рт.ст.	Па
-10	1,946	259,40
-9	2,195	292,59
-8	2,321	309,39
-7	2,532	337,51
-6	2,766	368,04
-5	3,008	400,96

По достижении в сублимационной камере заданного остаточного давления к расположенному на лотках замороженному продукту подводится тепло, вызывающее процесс испарения влаги. В процессе сублимации замороженная влага будет выводиться из продукта, минуя жидкую фазу, т.е. лед будет испаряться без превращения его в воду.

Для осуществления процесса сублимационной сушки к сушимому продукту подводят тепло (например, конвекцией, кондукцией, радиацией) в количестве, равном сумме, включающей тепло непосредственно на испарение влаги (теплота сублимации) и тепло, отводимое с парогазовой смесью средствами вакуумирования рабочей камеры. При подводе к сушимому продукту такого количества тепла остаточное давление в рабочей камере и температура на поверхности и внутри продукта мало изменяются - остаются практически постоянными, при этом время процесса непосредственно сублимационного обезвоживания продукта зависит от размеров сушимого продукта и составляет несколько часов.

При возрастании температуры на поверхности и внутри продукта интенсивность теплоподвода снижают, после чего обезвоживание продукта завершают при температуре 30-40°С.

По завершении процесса сушки камеру девакуумируют сухим воздухом при комнатной температуре, высушенный продукт расфасовывают и упаковывают в пакеты из целлофан-полиэтиленовой пленки для последующего его использования в качестве корма для рыб, например, в прудовом рыбоводстве.

Предлагаемый способ экструзионной обработки сырья при производстве корма для рыб позволяет получать конечный продукт, способный храниться длительное время и эффективно использоваться в качестве плавающего корма для рыб.