Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СУШЕНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности и используется для обеззараживания сушеных фруктов, овощей, лекарственных трав, специй и других продуктов.

Известен способ обеззараживания сушеной продукции (EP 1439762), в котором продукт упаковывают в специальные контейнеры, проницаемые для пара и воздуха, помещают в герметичную камеру, откачивают воздух, напускают горячий пар, вновь откачивают паровоздушную смесь, повторяя этот процесс несколько раз, на предпоследней стадии продукт выдерживается в вакууме для подсушки, а затем проводится напуск чистого воздуха.

Недостатком метода является длительность процесса обработки, «вымывание» эфирных масел (ухудшение органолептики продукта) за счет многократной комбинации напуска горячего пара и его откачки.

Наиболее близким способом по совокупности существенных признаков к предложенному является способ, описанный в патенте РФ №2313263. Согласно этому патенту продукт в радиопрозрачной таре помещают в герметичный объем, производят нагрев микроволновой энергией до температуры 85-140°C при атмосферном давлении, далее производят охлаждение до температуры 30-50°C за счет испарения влаги при понижении давления до 1-10 мм рт.ст. в течение 5-20 мин. Недостатком метода является нестабильность получаемых результатов по микробиологической обсемененности и конечной температуре продукта.

Задачей, решаемой изобретением, является создание способа обеззараживания, который обеспечивает гарантированный результат как по уровню микробиологической обсемененности, так и по органолептике.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, так же как и в известном, продукт помещают в герметичную камеру, воздействуют микроволновым излучением в течение времени, достаточным для достижения необходимой температуры, определяемой терморезистивностью уничтожаемого класса бактерий, вакууммированием до давления 1-50 мбар с последующим напуском газовой смеси.

Но в отличие от известного способа, воздействие микроволнового излучения проводят при давлении 1,5-3 бар и осуществляют выдержку после снятия микроволнового воздействия, достаточную для получения заданного уровня микробилогической обсемененности.

Достигаемым техническим результатом является стабилизация технологического процесса за счет снижения неконтролируемого испарения на этапе подвода микроволнового излучения и гарантированное снижение уровня обсемененности за счет варьировании выдержки после нагрева, в зависимости от уровня начальной обсемененности. Это способствует также улучшению энергетической эффективности процесса. Исключение периода длительного выдерживания в вакууме сокращает длительность технологического процесса без существенного увеличения конечной температуры продукта.

Совокупность признаков, сформулированных в п.2 формулы изобретения, характеризует способ, в котором перед воздействием микроволнового излучения в продукт впрыскивают воду.

Достигаемый технический результат - нормализация входной влажности, что обеспечивает лучшее согласование микроволнового генератора с продуктом и гарантированное охлаждение.

Совокупность признаков, сформулированных в п.3 формулы изобретения, характеризуют способ, в котором воду подают в диспергированном состоянии в процессе повышения давления.

Достигаемый технический результат - увлажнение продукта без вскрытия упаковочной тары.

Совокупность признаков, сформулированных в п.4 формулы изобретения, характеризуют способ, в котором воду дополнительно ионируют серебром.

Достигаемый технический результат - дополнительное улучшение обеззараживания, вследствие известного свойства ионов серебра замедлять рост паразитной микрофлоры.

Совокупность признаков, сформулированных в п.5 формулы изобретения, характеризуют способ, в котором обработку продуктов проводят в радиопрозрачной и воздухопроницаемой таре.

Достигаемый технический результат - возможность использовать обычную тару: бумажные крафт-мешки, коробки, пакеты для проведения процесса обеззараживания. Дальнейшую транспортировку и хранение проводят в этой же таре, что существенно сокращает производственные расходы.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена функциональная схема реализации предлагаемого технологического процесса.

На фиг.2 - временная диаграмма предлагаемого процесса.

На фиг.3 - температурные «истории» обработки одного из продуктов.

На фиг.4 - результаты обеззараживания различных сухих продуктов.

Рассмотрим пример устройства, которое реализует предлагаемый способ обеззараживания. Функциональная схема показана на фиг.1. Основные элементы установки: герметичная камера 1 с загрузочным люком 2, система микроволновых генераторов, контейнер для продукта 3, компрессор 4, вакуумный насос 5, система фильтров 6, система управления 7. Рабочая (герметичная) камера предназначена для поддержания в ней избыточного давления и вакуума. В нее поступает микроволновое излучение с частотой 2450 МГц. Система генерации микроволновой энергии выполнена на 14 магнетронах мощностью 1 кВт. Система охлаждения магнетронных генераторов выполнена на одном вентиляторе 8 среднего давления.

Радиопрозрачный контейнер 3 выполнен из полипропилена. В этот контейнер помещается типовой крафт-мешок. Система создания избыточного давления в рабочей камере выполнена на безмаслянном компрессоре, воздух от которого поступает через микробиологический фильтр 6. Для исключения конденсации внутри камеры при нагреве воздух из компрессора также должен быть подогрет.

Система вакууммирования выполнена на типовом водокольцевом вакуумном насосе с предельным давлением до 30 мм рт.ст. (с эжектором до 5 мм рт.ст.). Насос выбирается с избыточной производительностью для обеспечения гарантированного охлаждения за короткое время.

Система управления выполняется на Программируемом Логическом Контроллере (ПЛК). Основной режим работы - автоматический (исключая загрузку и выгрузку продукта). Отладка режимов обработки для конкретного продукта проводится с использование температурных регистраторов, записывающих «историю» обработки. В типовом технологическом процессе температура не контролируется. Поддержание ее на необходимом уровне обеспечивается постоянством воздействующей энергетической дозы микроволнового излучения.

Процесс обеззараживания, согласно предлагаемому способу, осуществляется следующим образом.

Продукт, упакованный в крафт-мешок, помещали в радиопрозрачный контейнер, находящийся в герметичной камере.

Далее на продукт воздействовали микроволновым излучением при давлении в камере 1,5-3 бар и осуществляли выдержку после снятия микроволнового воздействия. Нагрев продукта, вызванный микроволновой энергией, обуславливает увеличение скорости гибели бактерий. Конкретная температура и длительность последующей выдержки определяли на основе сочетания параметров терморезистивности бактерий (D - параметр, z - параметр) и экспериментальных данных по изменению органолептики продукта. Выбор давления в диапазоне 1,5-3 бар обусловлен тем, что этот диапазон обеспечивает получение предельных для сухих продуктов величин температуры 130-140°C.

Дальнейшее вакууммирование камеры до давления 5-50 мбар обеспечило быстрое охлаждение продукта, подсушку продукта и дополнительное уничтожение бактерий за счет механического повреждения оболочки бактерий. Выбор данного диапазона давлений определяется технической простотой получения такого уровня вакуума. Для нижнего предела давления при длительной его выдержки соответствующее охлаждение соответствует 0°C. При сокращении выдержки получение технологически оправданной температуры в 25-35°С не представляет технических трудностей.

Типовые графики изменения давления и температуры продукта в герметичной камере представлены на фиг.2. Для сравнения на фиг.3 показано семейство температурных зависимостей («историй), полученных в реальном процессе обеззараживания с помощью терморегистраторов, помещенных в продукт.

Напуск газовой смеси (в частности, воздуха) проводили через микробиологический фильтр. Это позволило «проветрить» всю массу продукта и выровнять давление в камере с атмосферным давлением.

Для стабилизации технологического процесса по степени конечного охлаждения и нормализации конечной влажности в предлагаемом способе перед воздействием микроволнового излучения в продукт впрыскивали воду. Технологически более удобно подавать воду в диспергированном состоянии в процессе повышения давления. В процессе экспериментов установлено, что эффект обеззараживания улучшается при добавлении в воду ионов серебра (ионированная вода).

Представленный пример обеззараживания проводился в бумажных крафт-мешках, имеющих свойства радиопрозрачности и воздухопроницаемости.

Представленная на фиг.4 гистограмма демонстрирует эффективность предлагаемого способа на примере такой микрофлоры, как дрожжи. В качестве тестируемых образцов были взяты восемь типов продуктов с разным уровнем начальной контаминации, характеризуемой параметром КОЕ. Максимальная температура была порядка 100-105°C для маринадной смеси, время выдержки 6 минут. Из представленных данных видно, что уровень деконтаминации в проведенных экспериментах составлял от 1 до 2.5 порядков. Причем все обработанные продукты удовлетворяли нормам СанПиН. Органолептические показатели не претерпели изменений.