СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретения относятся к пищеконцентратной промышленности, в частности к способам производства пищевых продуктов, при которых производят обезвоживание пищевых продуктов для повышения их срока хранения.

Известен патент России №2313953 способ производства экструдированного продукта, включающий смешивание исходных продуктов и экструдирование полученной смеси, где в качестве исходных продуктов используют пшеницу и фасоль, культуры измельчают до размера частиц от 0,32 до 0,63 мм, смешивают в пропорции 3:2, увлажняют до 14…18% и осуществляют обработку на двухшнековом экструдере при температуре продукта перед матрицей 420…435 и давлении в предматричной зоне экструдера 6,5…7,0 МПа. Необходимость увлажнения смеси (до 14…18%) обусловлена следующими соображениями. Доказано, что расширение продукта на выходе из отверстий матрицы непосредственно является следствием физических свойств воды [Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование / Под. ред. А.Н. Богатырева, В.П. Юрьева. - М.: Ступень, 1994, - 200 с.]. При таких термических условиях (изменение температуры в экструдере может быть в пределах от 130 до 200°С) и под очень большим давлением вода существует только в жидком состоянии. Когда пластифицированный материал выходит из матрицы и достигает атмосферного давления, вода из состояния перегретой жидкости мгновенно превращается в пар, выделяя значительное количество энергии. Под действием давления пара в продукте образуются поры, а оставшиеся целыми крахмальные зерна разрываются. Если влаги в смеси было менее 14%, то ее оказывалось недостаточно и продукт на выходе из экструдера не вспучивался. И наоборот, если влаги в продукте было более 18%, это также приводило к снижению степени вспучивания, так как при этом формируется более плотная структура продукта с грубой консистенцией. Причина этих изменений заключается в том, что при увеличении влажности повышается пластичность массы, а это обусловливает снижение механических напряжений в экструдате. Следовательно, количествf теплоты, выделяемой в результате работы сил вязкого трения, оказывалось недостаточно для получения вспученной структуры. Недостатками изобретения являются ограниченное число исходных продуктов, наличие экструдера, осуществляющего обработку продукта с заданными давлением, температурой, необходимостью увлажнения продуктовой смеси до заданного процентного содержания влаги.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления как пищевой, готовой или не готовой к употреблению продуктовой смеси, состоящей из пищевых продуктов, так и отдельных сырых или готовых к употреблению продуктов растительного и животного происхождения с одновременным увеличением срока их хранения при одновременном увеличении исходных продуктов в образованной смеси.

Указанная цель достигается тем, что содержащаяся в продуктах как растительного, так и животного происхождения вода удаляется из продуктов или их смесей в виде кислорода и водорода при ее разложении.

Таким образом, обезвоженные сырые или вареные продукты или их смеси могут быть упакованы в вакууме или в среде азота в герметичную упаковку, что значительно увеличивает срок их хранения. Перед употреблением такого продукта, например первого или второго и других блюд, добавляем необходимое количество питьевой воды заданной температуры, а для сырого продукта добавляем необходимое количество воды с последующей варкой.

Известны промышленные способы и устройства разложения воды (см., например, Российские патенты №2506349, 2535304, 2496917, 2521868), у которых происходит замедленная нейтрализация ионов водорода и кислорода.

Указанная цель реализуется за счет того, что вода, содержащаяся в указанных выше продуктах, разлагается на водород и кислород при действии электрического поля конденсатора (см. фиг 3), образованного парой электродов, на один из которых кислородный8 подается положительный, а на другие водородные 12 и 10 - отрицательные потенциалы. Причем отрицательные водородные электроды отличаются от положительного кислородного тем, что они изолированы. Вектор электрической напряженности конденсатора направлен перпендикулярно действующим попеременно в разные стороны векторам магнитных напряженностей, вырабатываемых двумя соосно расположенными индуктивностями L2 и L3, имеющими противоположно направленную проволочную обмотку. При ориентации диполей воды вдоль вектора электрического поля происходит разрыв или ослабление в зависимости от количества прикладываемой энергии атомных связей молекул воды за счет тепловой энергии воды и энергии электрического поля. Известно, что при очень значительной энергии электрического поля происходит не только разложение воды, но и пробой ее как диэлектрика. В нашем случае мощность, создаваемая конденсатором с изолированной обкладкой, ослаблена. Для ее восстановления и с целью увеличения производительности необходимо увеличить входное напряжение или включать во входную цепь параллельно дополнительный конденсатор или выполнить то и другое. Для увеличения производительности разложения воды используем боковые по отношению к диполям воды ориентированные электрическим полем магнитные поля, действующие на диполи попеременно с двух сторон, тем самым разрывая за счет вращающих моментов молекулярные связи атомов воды. После разложения воды ионы кислорода нейтрализуются у неизолированной положительной обкладки конденсатора и выходят из воды. Ионы водорода концентрируются (притягиваются) у изолированной отрицательной обкладки и нейтрализуют ее. В результате этого энергия электрического поля падает, что приводит к замедлению процесса распада воды на водород и кислород. Для ускорения этого эффекта напряжение, прикладываемое к обкладкам, выключаем и подключаем его к второй паре аналогичных обкладок, образующих второй конденсатор. Одновременно подаем отрицательный потенциал на сетку 15 (нейтрализационную перфорированную токопроводящую поверхность), расположенную у водородного электрода 12, первой паре обкладок, которая нейтрализует водородные ионы. Нейтрализация происходит аналогично электролизному процессу. На второй паре электродов происходит разложение воды и накопление ионов у водородного электрода 10. Таким образом, осуществляя поочередные переключения напряжения двух пар электродов и одновременную подачу потенциала на нейтрализационные сетки 15 и 9, получаем увеличенную производительность по выходу готового продукта. Для исключения электрической связи между кислородными электродами 8 и нейтрализационными сетками 15 и 9 парные электроды изолируем друг от друга, размещая их, например, по различным контейнерам 6 и 11. Для увеличенного накопления ионов водорода у водородного электрода его площадь увеличиваем за счет придания ему объемной формы. Для нашего случая изолировать водородный электрод требуется в случае обезвоживания жидких продуктов. Для твердых продуктов в качестве изолятора служит воздух. В этом случае эффективно использовать пьезоэлектрический генератор, например, согласно Российскому патенту №2607461 где в качестве привода использовали ДВС, работающий на выделяемых из продуктов газах или пьезогенератор, согласно заявке №2015155513, опубликованной 10.08.2016. При этом дефицит водорода может восполняться из водородного баллона.

На фиг. 1 показано устройство разложения воды в пищевых продуктах, на фиг. 2 - его электрическая схема. Оно содержит прямоугольный в сечении диэлектрический контейнер 1 к внутренним противоположным сторонам которого закреплены индуктивности 2 и 3 с правой и левой обмотками. Индуктивности могут быть изготовлены из изолированного провода выполненного из электротехнической стали. В корпусе расположены также водородный электрод 7 и кислородный 8. Индуктивности и электроды через контактное устройство 4 электрически связаны согласно схеме фиг. 2 с источником синусоидального повышенного напряжения. Для увеличения энергии электрического поля дополнительно подключена емкость С. Для непрерывного производства готового продукта на движущейся конвейерной ленте 5 может периодически устанавливаться необходимое количество контейнеров.

Работа устройства заключается в том, что при включенном напряжении, на ленту устанавливают заполненные продуктами контейнеры, которые после обезвоживания снимают и извлекают готовый продукт для упаковки. Жидкие продукты в контейнеры устанавливают с помощью упаковочной пленки.