Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПАНТОВ СЕВЕРНЫХ ОЛЕНЕЙ С ОДНОВРЕМЕННЫМ УЛАВЛИВАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ КОНСЕРВИРОВАНИЯ, И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологии переработки, консервирования и хранения сырья природного происхождения, а именно пантов северных оленей, используемых в фармацевтической и пищевой промышленности в качестве сырья для производства лекарственных препаратов и биологически активных пищевых добавок.

Известен способ консервирования пантов, включающий термическую обработку с последующим их охлаждением. Причем термическую обработку осуществляют в атмосфере пара при повышении температуры от 35 до 85°С в течение 1-1,5 минут, а последующее охлаждение ведут при комнатной температуре (15-20°С) в течение 2-3 минут. Термическую обработку и охлаждение проводят многократно (авторское свидетельство СССР №528915, МПК⁶ А01N 1/02, опубл. 1976 г.).

Недостатками данного способа являются многократность процесса термической обработки и охлаждения, а также он не обеспечивает достаточного сохранения биологически активных веществ, содержащихся в пантах при их консервации.

Известен способ переработки и консервирования пантов для последующего выделения из него биологически активных веществ (патент РФ №2054292, МПК⁶ А61К 35/32, опубл. 20.02.96 г.), включающий очистку сырых пантов от кожного покрова, замораживание очищенных пантов при температуре (-3)-(-10)°С, измельчение пантов на куски размером 0,5-1 см и лиофильную сушку материала по стандартной методике. После этого лиофильно высушенные измельченные панты растирают до состояния порошка.

Однако такой способ переработки и консервирования пантов имеет ряд недостатков. При очистке сырых пантов от кожного покрова теряется часть биологически активных веществ, содержащихся в коже. Недостаточная степень заморозки пантов приводит при их дроблении к слипанию частиц и образованию крупных конгломератов, что удлиняет процесс сушки материала. Стандартная методика лиофильной сушки имеет большие энергозатраты и недостаточную интенсивность удаления влаги, что увеличивает время сушки.

Известен способ консервирования пантов северного оленя (патент РФ №2034553, МПК⁶ А61К 35/32, опубл. 10.05.95 г.), включающий проведение сушки пантов в три этапа, при котором на первом этапе панты нагревают до 68-70°С, сушат в течение 4 часов при температуре воздуха 70-72°С и проводят вентиляционную сушку в течение 48 часов, повторяя цикл от 1 до 3 раз. На втором этапе панты нагревают до 65°С, сушку горячим воздухом проводят при 65-68°C в течение 4 часов, вентиляционную сушку осуществляют в течение 48-72 часов. На третьем этапе проводят сушку на сквозняке в течение 4-10 дней в зависимости от размера пантов.

Однако такой процесс консервирования пантов также имеет большую длительность (более 25 суток), и в дополнение к этому под действием высокой температуры теряется часть термолабильных биологически активных веществ.

Известен способ непрерывной сушки пищевых и лекарственных препаратов (Международная заявка РСТ (WO) 81/01415, МПК С12N 1/18, опубл. 1981 г.), включающий сушку продукта в псевдосжиженном слое воздухом, имеющим температуру 90-130°С и скорость 0,8-2,0 м/с до содержания сухого вещества 75-90 мас.%. Полусухой продукт помещают в вакуумную камеру и досушивают при температуре 25-45°C и давлении 1-10 мм рт.ст. до содержания сухого вещества 98 мас.%.

Однако такой способ неприемлем для консервирования пантов, т.к. конечный продукт в сухой форме теряет под действием высокой температуры ряд термолабильных биологически активных веществ и к тому же многоступенчат и трудозатратен.

Известен способ консервирования пантов (авторское свидетельство №563146, МПК⁶ А01N 1/02, опубл. 30.06.77 г.), включающий срезку и предварительную очистку от кожи, замораживание их при температуре -40°С и хранение при необходимости при этой температуре. Сушку пантов осуществляют при температуре от -40 до +45°С и давлении 0,5 мм рт.ст. до остаточной влажности 10-11%. Процесс сушки длится более 24 часов.

Однако такой способ консервирования и переработки пантов имеет ряд недостатков. При очистке сырых пантов от кожного покрова теряется часть биологически активных веществ, содержащихся в коже. Процесс сушки обеспечивает недостаточную интенсивность удаления влаги, что увеличивает время сушки.

Известен способ переработки и консервирования пантов маралов и пятнистых оленей (патент РФ №2163438, МПК⁷ А01N 1/02, А23L 3/00, опубл. 27.02.2001 г.), включающий срезку пантов, замораживание и хранение этого сырья в замороженном состоянии, и его сушку в камере под вакуумом. Замораживание производят в среде жидкого азота, перед сушкой панты вместе с кожным покровом дробят до частиц размером не более 500 мкм, сушку в камере замороженного измельченного материала под вакуумом осуществляют в интервале давлений 0,1-10,0 мм рт.ст. при температуре от (-60) до (+30)°С до остаточной влажности не более 5 мас.%, а после сушки материал дополнительно измельчают до частиц размером 0,1-30,0 мкм. Недостатками этого способа являются трудоемкость и проблематичность их реализации из-за того, что панты измельчают, а на внешнем и внутреннем рынке наибольшим спросом пользуются целые панты.

Известен способ консервирования пантов северного оленя(патент РФ №2261101, МПК А61К 35/32, А01N 1/02 от 27.09.2005 г.), включающий цикличную термическую обработку пантов в вакуумной сушилке с последующим охлаждением, отличающийся тем, что сушку проводят в два этапа, при этом на первом этапе при температуре в камере 65°С и величине вакуума 0,094-0,096 МРа в течение 4 часов, по истечении данного времени производят охлаждение при температуре 15-20°С в течение 12-24 часов, причем цикличность данного процесса повторяют до удаления 35-40% влаги, а на втором этапе температуру в камере снижают до 45°С и при тех же параметрах вакуума продолжают сушку в течении 7 часов, после чего процесс охлаждения идет аналогично первому этапу, и при этих параметрах сырье доводят до нормативной влажности 12-19%, сокращая тем самым процесс сушки до 6-9 дней в зависимости от размера и массы пантов.

Недостатком данного способа является то, что он является лабораторным вариантом и не предполагает консервирования больших объемов пантов из-за отсутствия промышленных вакуумных сушилок.

Наиболее близким техническим решением является способ консервирования пантов северного оленя (патент RU 2034553 А61К 35/32, опубл. 10.05.1995 г.). Способ заключается в поэтапной обработке горячим воздухом при температуре 70-72°С в течение 4 ч, причем данный этап повторяют 2-3 раза. На следующем этапе сушку проводят при температуре 65-68°С в течение 4 ч с предварительным нагревом пантов до 65°С, после чего проводят ветровую сушку в течение 48-72 ч. Данный этап повторяют до 10 раз в зависимости от размеров пантов. На третьем этапе панты сушат на сквозняке 4-10 дней.

Недостатком данного способа, взятого за прототип, является длительность процесса консервирования (до 30 дней). Размещение пантов под наклоном в 15° верхушкой вверх без последующих переворачиваний приводит во время жаровой сушки к вытеканию крови через комлевую часть пантов, что, в свою очередь, приводит к осветлению отдельных участков пантов и, как следствие, к снижению содержания биологически активных веществ. Следует также учесть, что при неблагоприятных метеорологических условиях (дождь, снижение температуры окружающей среды ниже 15°С и т.д.) при ветровой сушке этот способ приводит к повышению влажности пантов, что, в свою очередь, может привести к появлению в них гнилостных и плесневых процессов и, как следствие, к порче.

Кроме того, из опыта консервирования известно, что только при потере 45-50% от первоначального веса гарантировано предотвращение окислительных процессов в пантах, чего не достигается в технологии прототипа, т.е. качество конечного продукта не гарантируется.

Целью предлагаемого изобретения является максимальное снижение длительности и трудоемкости процесса консервирования при гарантированном качестве готовой продукции.

Поставленная цель, предполагающая равномерное распределение крови по всему телу пантов, равномерный окрас внутренней структуры и высокое сохранение биологически активных веществ, повышающих качественные показатели продукции при данном способе консервирования пантов, а также улавливание биологически активных летучих соединений достигается технологической схемой консервирования, а именно способом консервирования пантов, включающим охлаждение и их хранение в охлажденном виде, многократную термообработку горячим воздухом в камере, сушку до кондиционной влажности (12-19%). Согласно изобретению термообработку и сушку ведут в камере принудительным воздухообдувом одновременно и последовательно в непрерывном режиме при скорости не ниже 9-11 м/с, причем температуру горячего воздуха поддерживают ступенчато по 5-7 часов. На первой ступени 76-80°С, на второй - 70-75°С, на третьей и четвертой - 60-65°С. После окончания каждой термообработки на первой, третьей и четвертой ступенях продолжают принудительный воздухообдув пантов в камере по 10-12 часов, поддерживая естественную температуру воздушного потока. На второй ступени термическую обработку пантов заканчивают отмывкой пор от жира путем подачи в камеру перегретого пара в течение 2-3 минут, а затем ведут сушку в камере принудительным воздухообдувом 9-11 м/с при естественной температуре воздушного потока в течение 10-12 часов.

Ведение термообработки и сушки в камере принудительным воздухообдувом одновременно и последовательно в непрерывном режиме исключает нежелательные загрузки и выгрузки пантов и повышает тем самым производительность процесса консервирования пантов, по сравнению с прототипом, снижая длительность технологического процесса в 4-7 раз.

Скорость принудительного воздухообдува при термической и вентиляционной сушке в межпантовом пространстве должна быть не ниже 9-11 м/с. Эффективность влагоуноса при более низких скоростях падает и не достигает необходимого снижения влаги в пантах на первой ступени 25-30%.

Ступенчатость температуры термообработок обусловлена необходимостью сохранения товарного вида кожного покрова пантов, т.к. длительная термообработка с температурой выше 80°С приводит к деформированию верхушки пантов, что считается недопустимым при подготовке продукции на экспорт. Кроме того, термообработка с температурой 76-80°С на первой ступени обусловлена тем, что это нижний предел, при котором происходит процесс малой пастеризации, когда убиваются гнилостные бактерии. При более низкой температуре на первой ступени жизнедеятельность гнилостных бактерий в пантах не прекращается. При более высокой температуре происходит отделение кожного покрова от пантов, что приводит к потере товарного вида и снижению качества готовой продукции (пережег). При этом более «щадящий» температурный режим на последующих ступенях термообработки способствует предохранению от обесцвечивания внутренней структуры панта (пережег), а вместе с другими признаками способствует сохранению биологической активности панта и его внешневидовых признаков.

Термообработка в течение 5-7 часов обеспечивает потерю 25-30% первоначального веса панта за счет интенсивного удаления влаги уже на первой ступени и, как следствие, способствует прекращению гнилостного разложения структуры панта, сохраняя его качество на последующих ступенях и конечной продукции в целом.

Последовательная непрерывная принудительная сушка воздухообдувом с температурой окружающей среды (отключенными теплонагревателями) в течение 10-12 часов обусловлена тем, что способствует сохранению биологически активных веществ и предотвращает загнивание пантов. При длительности менее 10 часов сушки не обеспечиваются условия для сохранения биологически активных веществ, т.к. этот процесс идет медленнее процесса влагоуноса. В сочетании с другими признаками предлагаемый способ ведет к повышению содержания биологически активных веществ в теле панта и, как следствие, обеспечивает качество пантов как фармацевтического сырья.

На второй ступени окончание термообработки пантов отмывкой их от жира, кроме обезжиривания, обеспечивает непрерывность процесса консервирования.

Осуществление способа происходит следующим образом.

В камеру для термообработки загружают 50 кг пантов, раскладывая их в горизонтальном положении. В камеру подают горячий воздух, нагретый до 78±2,0°С (интервал температур 76-80°С). Началом процесса считают достижение выходящего из камеры воздуха 78°С, скорость воздуха в межпантовом пространстве поддерживают 9-11 м/с. При установившейся температуре воздуха принудительную термобработку проводят 6 часов, затем отключают подогрев воздуха и в течение 12 часов в камеру продолжают подавать воздух с температурой окружающей среды, в данном случае 20°С. Процент влагоуноса составляет 29%, что обеспечивает прекращение гнилостного разложения панта, определяемого по запаху.

Перед началом второй ступени панты переворачивают для равномерного распределения крови. После этого на второй ступени начинают последующую принудительную термообработку с подачи горячего воздуха в камеру с температурой 72,5 (±2,5)°С (температурный интервал 70-75°С), в течение 6 часов, причем в конце термообработки на этой ступени отключают подогрев воздуха и в камеру подают технический пар 120-140°С в течение 3-х минут для освобождения пор тела панта от жира, а затем, не прерывая процесса, продолжают в течение 10 часов обдув воздухом, температура которого равна температуре окружающей среды.

После этого, на третьей ступени, снова подключают подогрев воздуха до температуры 62,5 (±2,5)°С (температурный интервал 60-65°С) и непрерывно подают его в камеру в течение 5 часов, отключают подогрев и ведут непрерывную сушку при нормальной температуре окружающей среды в течение 10 часов.

Не прерывая процесса, четвертую ступень продолжают при включенном подогревателе воздуха, обеспечив его температуру в пределах 62,5 (±2,5)°С (температурный интервал 60-65°С) в течение 6 часов, а затем в течение 10 часов подают в камеру воздух, температура которого равна температуре окружающей среды и процесс консервирования заканчивают.

Достоинства предлагаемого изобретения состоят в том, что общее время консервирования снижается в 4-7 раз (с учетом и без 10-дневной последующей досушки пантов в естественных условиях по прототипу); все операции технологического цикла, включая отмывку пор от жира паром, улавливание биологически активных летучих соединений проводятся непрерывно на одном устройстве.

Непосредственно после окончания процесса консервирования панты готовы к реализации, не требуя досушки в естественных условиях. Качество готовой продукции как товарного сырья для фармацевтической промышленности соответствует ТУ-46 РФ 001-99-Э.

Предлагаемое изобретение реализовано на разработанной и изготовленной нами установке (фиг.1, 2, 3). Разовая загрузка сырья в нее составляет 500-650 кг. На данной установке в колхозе «Заря Таймыра» в течение ряда лет было законсервировано свыше 35 тонн сырых пантов.

Установка для консервирования пантов и улавливания биологически активных летучих соединений (БАЛС) состоит из металлического корпуса (1) с термозащитными стенками (2), разделенного продольной стенкой на две камеры для кругового движения принудительных потоков воздуха с кассетами (3) для раскладывания пантов, вентилятора для принудительного воздухообдува (4), термонагревательных элементов и автоматических датчиков температуры (5), подвода пара (6) с расположенными под углом 90° форсунками (13) для равномерного распределения пара в камере, герметично закрывающимися дверками (7). На крыше корпуса установки имеются ловушки (8) биологически активных летучих соединений, выделяющихся в процессе консервирования. Установка выполнена в виде стыковочных модулей (11), является мобильной и установлена на трубчатых полозьях (12). Она не требует наличия дополнительных помещений, чем выгодно отличается от других и особенно удобна для использования на промысловых точках в условиях арктической зоны. Предлагается несколько вариантов улавливания БАЛС.

Вариант 1.

Ловушка БАЛС в виде конденсата выполнена по принципу обратного холодильника (фиг.3), состоящего из комплекта трубок из нержавеющей стали (9), вмонтированных в водяную рубашку охлаждения (10), приемника конденсата БАЛС (15) и трубки для слива (16). Процесс улавливания БАЛС происходит следующим образом: горячие пары БАЛС поступают из камер установки через патрубок (14) в трубки ловушки, где они охлаждаются и стекают по трубкам в приемник, а оттуда через сливную трубку в накопительную емкость.

Вариант 2.

Ловушка БАЛС представляет собой барботажный реактор (17) с водяной рубашкой охлаждения. Процесс улавливания БАЛС происходит следующим образом: горячие пары БАЛС поступают из камер установки через патрубок в ловушку, заполненную растительным маслом (18) и/или животным жиром, и/или смесью животных жиров и растительных масел, в котором они барботируют, соединяясь с их компонентами. Температура процесса улавливания должна составлять 32-38°С. Регулирование температуры осуществляется с помощью водяной рубашки. По окончании процесса полученные масла с БАЛС расфасовывают в герметичную тару для дальнейшего использования по назначению.

Вариант 3.

Ловушка БАЛС представляет собой корпус с водяной рубашкой для регулирования температуры, включающий вставную сетчатую корзину (19) для различных наполнителей (поваренная и или морская соль, цеолиты, активированный уголь и др.). Процесс улавливания БАЛС происходит следующим образом: горячие пары БАЛС поступают из камер установки через патрубок в ловушку и, проходя через наполнитель, адсорбируются на нем. Температура процесса улавливания должна составлять 30-32°С. По окончании процесса наполнитель с БАЛС расфасовывают в герметичную упаковку для дальнейшего использования по назначению.

Полученные БАЛС можно использовать в медицине и ветеринарии для создания комплексных препаратов, а также в косметике для создания косметических средств.