Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ ФРИТЮРНОГО ЖИРА

Изобретение относится к методам очистки отработанных фритюрных масел в области технологии продуктов питания и может быть использовано на предприятиях общественного питания и в пищевой промышленности.

Известен способ очистки фритюрного жира, описанный в патенте на полезную модель №81198. Способ осуществляют при помощи устройства для очистки фритюрного жира, который заливают в колонку, адсорбируют, пропуская через опоко-доломитную смесь, и обрабатывают ультразвуковыми колебаниями частотой 15…5 0 кГц, мощностью 0,1 кВт, обеспечивающими волновое движение потока фритюрного жира, проходящего через опоко-доломитную порошковую массу.

Недостатком способа является низкое качество очистки отработанного фритюрного жира.

Прототипом является способ очистки фритюрного жира (патент на изобретение №2218386, МПК С11В 3/00, С11В 3/10. Опубл. 10.12.2003) с использованием природных адсорбентов, включающий отстаивание масла от механических примесей, охлаждение, пропускание через колонку, одетую в тепловую рубашку и заполненную наполовину активированным углем, а наполовину опокой.

Недостатком прототипа является то, что температура очищаемого фритюрного жира при прохождении через колонку, наполненную адсорбентом, снижается за счет неравномерности теплоотдачи между водяной рубашкой и очищаемым жиром. Неравномерность прогревания по всему объему жира приводит к уменьшению диспергирования, увеличению диффузионного сопротивления, снижению эффективности регенерации продукта, экстенсификации процесса поглощения микропримесей адсорбентом, что снижает качество очистки. Кроме того, при очистке фритюрного жира известным способом адсорбции в капиллярах сорбента остается защемленный воздух, препятствующий истечению очищаемого жира, что, во-первых, увеличивает продолжительность очистки и ускоряет необходимость проведения десорбции и, во-вторых, защемленный воздух активно взаимодействует с жирными кислотами, являясь дополнительным возбудителем процесса окисления с образованием пероксидов и гидропероксидов. В результате этого возрастают показатели первичных продуктов окисления, ухудшающих качество очищаемого фритюрного жира.

Технической задачей изобретения является повышение качества очистки отработанного фритюрного жира за счет совмещения в процессе очистки адсорбирующего, ультразвукового и вибрационного эффектов.

Техническая задача достигается способом очистки фритюрного жира, заключающимся в том, что очищаемый жир одновременно нагревают до температуры 50-70°С, пропускают через адсорбционную колонку, одетую в тепловую водяную рубашку и заполненную природным адсорбентом, и обрабатывают ультразвуковыми колебаниями с частотой 35 кГц, в котором согласно изобретению, одновременно очищаемый жир дополнительно подвергают вибрации частотой 15 с^-1 и с амплитудой виброперемещений 1 мм для поддержания указанного температурного режима равномерно по всему объему очищаемого жира и интенсификации процесса его прохождения через капилляры природного адсорбента, кроме того, адсорбционную колонку заполняют природным адсорбентом в количестве, составляющем 15% от массы очищаемого жира, а ультразвуковые колебания имеют мощность 0,05 кВт и плотность мощности 2,5 Вт/см².

Отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что одновременно очищаемый жир дополнительно подвергают вибрации частотой 15 с^-1 и с амплитудой виброперемещений 1 мм для поддержания указанного температурного режима равномерно по всему объему очищаемого жира и интенсификации процесса его прохождения через капилляры природного адсорбента, кроме того, адсорбционную колонку заполняют природным адсорбентом в количестве, составляющем 15% от массы очищаемого жира, а ультразвуковые колебания имеют мощность 0,05 кВт и плотность мощности 2,5 Вт/см².

На фигуре показана схема процесса очистки отработанного фритюрного жира.

Способ осуществляют следующим образом.

Отработанный фритюрный жир 1 подвергают очистке, для этого его нагревают до температуры 50-70°С, пропуская через адсорбционную колонку 2, одетую в тепловую водяную рубашку 3 и заполненную природным адсорбентом 4 в виде опоко-доломитной смеси в количестве, составляющем 15% от массы очищаемого жира 1. При этом одновременно жир обрабатывают ультразвуковыми колебаниями с частотой 35 кГц, мощностью 0,05 кВт и плотностью мощности 2,5 Вт/см², излучаемыми пьезоэлектрическими преобразователями 5. Одновременно с вышеуказанными действиями очищаемый жир 1 дополнительно подвергают вибрации частотой 15 с^-1 и с амплитудой виброперемещений 1 мм за счет возбуждения механических колебаний вибрационными механизмами 7, прикрепленными к днищу 6 колонки 2. Вибрации предназначены для поддержания указанного температурного режима равномерно по всему объему очищаемого жира и интенсификации процесса его прохождения через капилляры адсорбента за счет придания потоку фритюрного жира 1 и слою адсорбента 4 волновых движений, сопровождающихся выделением дополнительного тепла.

Мощность ультразвуковых колебаний 0,05 кВт обеспечивает плотность мощности 2,5 Вт/см². При меньшем значении плотности мощности ухудшается качество очистки. Большее значение мощности не отвечает требованиям энергосбережения.

Частота вибрации 15 с^-1 соответствует условию виброизоляции устройства для осуществления способа очистки фритюрного жира в режиме ламинарного обтекания частиц сорбента очищаемой жидкостью и определяется, исходя из требуемой жесткости пружины, принятой равной 800 Н/м, массы рабочих частей возбудителя колебаний, равной 3,5 кг, и максимального объема адсорбционной колонки, равного 100 литрам, а также мощности привода 30 Вт. При меньшем значении частоты не произойдет качественного перемешивания жидкости, что, соответственно, приведет к неравномерности распределения температуры по всему объему очищаемого жира. Превышение данного значения частоты вибрации ухудшает прочностные характеристики деталей устройства для осуществления способа, что также не обеспечивает качество очистки жира.

При амплитуде виброперемещений, равной 1 мм, обеспечивается необходимая скорость перемещения частиц жира в массе адсорбента. При меньшем значении амплитуды виброперемещений кинетической энергии частиц очищаемого жира будет недостаточно для их перемещения в адсорбенте. При большем значении амплитуды нарушается ламинарный режим обтекания частиц адсорбента очищаемой массой жира.

Заполнение адсорбционной колонки природным адсорбентом в количестве, составляющем 15% от массы очищаемого жира, является оптимальным, так как нарушение данной пропорции в сторону уменьшения приводит к ухудшению показателей очистки, а в сторону увеличения - к ухудшению технических характеристик устройства для осуществления способа, что не обеспечивает качество очистки жира.

Пример. Способ осуществляли на лабораторной установке в условиях кафедры «Процессы и аппараты пищевых производств» Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И.Вавилова. Очистка жира производилась с использованием вибрации (согласно изобретению) и без нее (согласно прототипу). Результаты сравнительных испытаний показали, что повысилось диспергирование, выделялось дополнительное тепло, уменьшилось диффузионное сопротивление, обеспечивалась более эффективная регенерация продукта за счет интенсификации процесса поглощения микропримесей адсорбентом. Сравнительные физико-химические показатели качества очищенного жира с использованием предлагаемого и известного способов приведены в таблице.

Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют об уменьшении в 1,5 раза по сравнению с прототипом кислотного числа фритюрного жира, очищенного предлагаемым способом, что свидетельствует о высокой степени очистки жира от первичных продуктов окисления и о его соответствии требованиям технического регламента на масложировую продукцию №90-ФЗ.

Произошло также снижение перекисного числа с 9,1 до 8,1 молей, что указывает на повышение качества очищенного жира.

Уменьшение анизидинового числа указывает на снижение содержания альдегидов в очищенном жире, приближении к показателям свежевыработанного масла.

Произошли также позитивные изменения в сторону уменьшения значений цветного числа и суммарного числа продуктов окисления. Это указывает на качественную регенерацию продукта.

Интенсификация процесса регенерации за счет совмещения в способе адсорбирующего, ультразвукового и вибрационного эффектов позволяет повысить качество очистки фритюрного жира, повторно использующегося в кулинарном и кондитерском производствах.