Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения мелассного концентрата с целью длительного хранения

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способу получения мелассного концентрата для длительного хранения в складских помещениях без использования химических реагентов.

Известен способ консервации мелассы, предусматривающий смешивание окислов щелочноземельных металлов в количестве 7-25% с мелассой в присутствии наполнителя отрубей (патент Франции №2075344, кл. A23K 1/00, опубл. 1971).

Известен также способ получения мелассного концентрата, включающий смешивание жидкой мелассы с водной суспензией Са(ОН)₂, сушку смеси распылением при температуре 60-70°С и нейтрализацию массы реагентом монокальциевым фосфатом или фосфорной кислотой (патент США №3698911, кл. 99-6, опубл. 1972).

Данные способы получения сухой мелассы не позволяют изготовить сухой мелассный концентрат с высоким содержанием мелассы при рН ниже 8 и без применения сушки.

Известен также способ получения сухого мелассного концентрата, заключающийся в перемешивании мелассы с соевым шротом (органическим адсорбентом) и известняковой мукой (минеральным адсорбентом) в соотношении 4:7:1, сушке смеси в барабанной сушилке при температуре 120-130°С в течение 2-3 часов, охлаждении, измельчении и затаривании в полиэтиленовые мешки (патент SU №1790897 А1, кл. A23K 1/02, опубл. 1990).

Использование указанных адсорбентов имеет ряд существенных недостатков, а именно невозможность получения высококонцентрированного по мелассе (сахарам) кормового продукта, так как при содержании мелассы более 50-55% порошок легко комкуется, слипается и слеживается; сахара находятся в незащищенной форме от воздействия бактерий и других микроорганизмов; наличие пищевого наполнителя с ограниченными сроками хранения (до 6 месяцев) делает мелассный концентрат скоропортящимся продуктом. Кроме того, ввиду необходимости досушивания продукта после перемешивания энергозатраты и длительность технологического цикла возрастают.

Наиболее близким по техническому решению и достигнутым результатам является известный способ консервирования мелассы, предусматривающий смешивание мелассы с порошком окиси кальция и измельчение полученной массы. Смесь мелассы с порошком окиси кальция перед измельчением подвергают отлежке до затвердевания, а измельченную массу обрабатывают концентрированной уксусной кислотой при перемешивании до достижения рН 4-6 (патент СССР №897209, кл. А23К 1/02, опубл. 1982).

Недостатком данного изобретения является то, что используется неорганический реагент - окись кальция, который при взаимодействии с влагой жидкой мелассы превращается в гидроокись кальция, имеющего щелочную среду, требующий для нейтрализации ледяную уксусную кислоту из-за незначительного содержания в ней воды. Кроме того, при добавлении этой кислоты к промежуточному продукту образуется уксуснокислый кальций, который не является кормовой единицей. После нейтрализации гидроокиси кальция уксусной кислотой защитные свойства мелассы снижаются, поэтому снижается срок хранения мелассы.

Целью изобретения является разработка способа получения мелассного концентрата для длительного хранения в складских помещениях без использования химических реагентов, предусматривающий использование натурального пищевого продукта крахмала, как влагоотнимающего агента, что приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов без использования химических реагентов.

Цель достигается способом, включающим смешение мелассы с крахмалом и измельчение полученной массы, отличающийся тем, что в жидкую мелассу, содержащую 76-80% сухого вещества при температуре окружающей среды не выше 40°С вводится крахмал, далее смесь крахмала и мелассы пастообразной консистенции затвердевает и подвергается отлежке не более 24 часов, затем продукт измельчают путем перемалывания до мелкодисперсного состояния.

Способ заключается в следующем: в жидкую мелассу, содержащую 76-80% сухого вещества при температуре окружающей среды не выше 40°С вводится 20-25% крахмала от массы мелассы. Данное соотношение позволяет полностью связать воду в мелассе. В процессе смешения данных компонентов происходит процесс гидролиза крахмала под воздействием ферментов и органических кислот мелассы. Вода мелассы химически связывается с крахмалом с образованием декстринов, мальтозы и глюкозы и т.д.

Смесь крахмала и мелассы образует пастообразную консистенцию, которая затвердевает и подвергается отлежке не более 24 часов. Затем продукт измельчают путем перемалывания до мелкодисперсного состояния и загружают в крафт-мешки. Продукт в процессе хранения не слеживается.

Для консервации жидкой мелассы, содержащей не менее 76-80% сухого вещества, засыпается 20-25% крахмала при температуре не выше 40°С. При температуре окружающей среды амилаза крахмала присоединяет остаточную влагу мелассы с образованием декстринов, мальтозы, глюкозы и т.д. Снижение количества воды в мелассе приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов и обеспечивает длительность хранения мелассы в складских помещениях ввиду того, что амилаза крахмала в концентрате продолжает поглощать влагу с окружающей среды.

Схема постепенного гидролиза внесенного в мелассу крахмала в присутствии органических кислот, содержащихся в мелассе, ферментативным способом (действием фермента карбогидразов) такова:

крахмал + вода → декстрины → мальтоза → глюкоза и т.д.

Карбогидразы, расщепляющие молекулы крахмала, носят название амилаз (α и β), причем расщепляются каждая пятая или шестая альфа-гликозидная связь цепи полиозы вначале до декстринов, которые затем расщепляются до мальтозы и т.д.

Меласса, содержащая более 80% сухого вещества, теряет свою подвижность, что затрудняет освобождение технологического оборудования, при выгрузке готовой продукции, а содержащая менее 76% сухого вещества приводит к потере сахара мелассы за счет кристаллизации. Процесс получения мелассного концентрата осуществляется при температуре окружающей среды до 40°С, т.к. при температуре выше 40°С водой, содержащейся в мелассе, образуется крахмальный клейстер, не являющийся консервирующим агентом. Крахмал в количестве 20-25% обеспечивает надежное хранение мелассного концентрата в различных условиях влажности окружающей среды. Соотношение меласса-крахмал менее 20% не полностью связывает влагу, а более 25% идет перерасход крахмала.

Данная технология надежно защищает мелассу при хранении на складе при температуре до 20-35. Нейтральная рН среды, обеспеченная крахмалом, не подвергается закислению и подавляет протекание меланоидиновых реакций. Присутствие крахмала и продуктов его гидролиза благоприятно скажется при использовании данного продукта в производстве этилового спирта.

Пример. Жидкую мелассу в количестве 800 мл, содержащую 76-80% сухого вещества при температуре окружающей среды, но не выше 40°С помещают в емкость, в которую при постоянном перемешивании добавляют 200-250 г крахмала. При этом изменение температуры не происходит.

После смешения промежуточный продукт в виде пастообразной массы разливают в формы и оставляют на отлежку на 24 часа до полного затвердевания. Затвердевшую массу перемалывания на мельнице до мелкодисперсного состояния. Полученный продукт имеет рН около 5.

Выпуск сухого мелассного концентрата позволяет расширить ассортимент сырья для промышленного использования, а также для увеличения производительности и выхода спирта в спиртовом производстве.

Принципиальное отличие предлагаемого способа получения сухого мелассного концентрата от существующих способов получения сухой мелассы заключается в том, что он позволяет получить сухой продукт без применения химических реагентов и дополнительной сушки, т.е. при температуре окружающей среды, при нейтральной рН среды, не превышающей 5,5.