Инновационные технологии криоизмельчения и криосепарации

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается существующий уровень криообработки продукции агропроизводства, уровень влияния криоконсервирования и других факторов на кристаллообразование в сельскохозяйственном сырье и продуктов, также влияние низких температур. Рассматриваются физико-химические процессы, лежащие в основе криобработки.

ABSTRACT

In the article are presented label of the criotechnological treatment agriculture raw materials and end-products. As well as influence of the law temperature and other factors in food products.

Ключевые слова: сырьё и продукция агропроизводства, низкая температура, криообработка, кристаллообразование.

Keywards: raw materials, end-products, agrifoods, law temperature, cryotreatment, cristal production.

Инновационные технологии криообработки пищевых продуктов удовлетворяют самым жестким требованиям пищевой безопасности, основными из которых являются экологическая и бактерицидная безопасность, а сам технологической процесс является ресурсо- и энерго-сберегающими и хорошо менеджируемым из-за того, что измельченные частицы компонентов продукта и растительных ингредиентов на этапе обработки в дисперсном сыпучем состоянии при отсутствии их агрегации. Помимо этого, технологический процесс криообработки нуждается в минимальном количестве природных ресурсов – вода для производственных целей и материальных затрат на конструирование вспомогательных систем- очистные сооружения, канализация [1, с.5].

Имея в виду, что многие пищевые продукты являются много- в  компонентными средами, в состав которых входят компоненты, имеющие биологическую ценность, а также вещества, обладающие самостоятельное значение как сырьё для кормовых, фармацевтических, технических и других целей, процесс криообработки имеет наибольшие перспективы развития и применения в технологии.

Технология переработки пищевого сырья главным образом основана на механическом или кавитанционном разрушении  макроструктуры исходного многокомпонентного продукта или сырья с целью выделения определенных ингредиентов, имеющих питательную ценность. Главной персегективой инновационных способов пищевых криотехнологий является диверсификация производства за счет получения новых добавок и полуфабрикатов. Криосепарация является одним из инновационных способов получения их [2, с. 27].

Благодаря работам узбекских и зарубежных ученых-технологов произошел качественный прорыв в области криотехнологии, что позволяет использовать интегрированные знания в области  пищевой  холодильной технологии [3, с. 43, 4, с. 19].

Принципиальная схема фракционной криосепарации выглядит следующим образом:

Достижения в области крио измельчения и крио сепарации сырья дает возможность использовать их в безотходной технологии холодильной обработки биологического сырья. Процесс крио измельчения проводится после криозамораживания, после того как вся вода в сырье превращается в мелкодисперсный лёд с низкой температурой.  Чем выше температура, тем трудно криоизмельчение. Кроме того, на  крио измельчение влияет свойства сырья.

Физическое измельчение – разделение твердых частиц на части под влиянием механических сил. В том случае, когда получающиеся частицы в ходе измельчения имеют разные формы, то это называется дроблением, а если им придается определенная форма,  тогда процесс называется резанием.

Дробление проводится, в зависимости от степени сжатия, сдвига и деформации, раздавливанием, истиранием, ударом и раскалыванием, когда сырьё измельчают с заданными размерами и формой называется распыливанием, который является разновидностью резания. К дроблению сырья предъявляется меньше требований и они ограниченны  максимально допустимой крупностью измельченных частиц [5, с.9].

Измельчение пищевого сырья характеризуется степенью измельчения, которая по крупности делится на следующие классы.

Таблица 1.

Размеры частиц в зависимости от типа дробления

Для многих пищевых полуфабрикатов самые интенсивные структурные перестройки  происходят в интервале температур до – 20^оС, когда замораживается подавляющая часть структурно не связанной воды, что вызывает кроме того и соответствующее изменение плотности, такая температура вполне удовлетворяет процесс  крилоизмельчения.

Целью процесса крио измельчения пищевых полуфабрикатов является разрушение и вскрытие многокомпонентной структуры продукта на смесь измельченных однородных частиц. В этом процессе возможная степень измельчения компонентов продукта, в результате которого гарантируется однородность дисперсных частиц, можно будет определить анализируя структуру сырья, а иногда даже проведением чисто логических исследований.

Геометрические показатели многих объектов крио обработки не дают возможность проводить его однократное диспергирование. Крио измельчение продукта следует проводить в две стадии, состоящих из его предварительного (грубое) и конечное (тонкое) измельчение частиц и предотвращающих их слипание и агрегацию. Цель предварительного измельчения сырья и продуктов заключается в их подготовке для конечного измельчения и заканчивается по достижении кусками размером порядка 0,01-0,04 мм. Процесс крио измельчения сырья и продуктов, как в атонамный процесс, вероятно проводится в целях достижения заданного технологическим регламентом определенного, конечного фракционного состава.

Проведение технологического процесса криоизмельчения с целью получения заданных показателей дисперсного состава тонкоизмельченных частиц, создает некоторые предпосылки для проведения последующего процесса криоразделения смеси на определенные компоненты и определяя селекцию подходящего метода для разделения.

Из растительного сырья наиболее целесообразными является крио-обработка  лука и чеснока. Лишь в мясной промышленности страны с целью производства колбасных изделий ежегодно используется около 2 тыс. тонн луковых овощей, что подтверждает актуальность проблемы их хранения. Кроме того известны сложности хранения таких видов продуктов. Тем не менее выработка замороженных овощей в мировом масштабе непрерывно растет. За границей выработка замороженных луковых овощей является широко распространенной технологией и только у Европы замороженный лук для общественного питания составляет 100 тыс. тон в год. В настоящее время в России разработана технология получения измельченных и замороженных луковых овощей, которые сохраняют свои товарные качества от 12 до 20 месяцев в зависимости от температуры замораживания (-18-30^оС).

Для криоизмельчения луковицы чеснока его очищают, разделяют на дольки, осматривают, моют и замораживают в потоке воздуха (30-80^оС). Замороженное дольки чеснока тонко измельчают в атмосфере инертного газ (He, N₂) и хранят в фасованном виде при -18-30^оС, при этом сохраняется биологическая активность и пищевая ценность продукта. Помимо этого, измельченные замороженные частицы легко дозировать при производстве колбас, т.е. чеснок равномерно распределяется при перемешивании фарша, долго сохраняет аромат  и вкус при хранении в холодильнике. Таким способом вырабанные колбасные изделия характеризуются отличными вкусовыми качествами.

Таким образом, криоизмельчение – технологический процесс, при котором имзмельчается сушеное растительное сырьё, замороженное при низких – от -100 до -190^оС температурах и это дает возможность предотвращать процессы окисления, спекания и карамелизации частиц и отделять находящиеся в связанном с белками молекул БАВ для полного усвоения их организмом человека.

Список литературы:
1. Касьянов Г.И., Сязин И.Е., Кочерга А.В. “Инновационные технологии криогенной обработки сельскохозяйственного сырья”, Эконинвест, Краснодар, 2013
2. Ломачинский В.В., Касьянов Г.И. “Технология получения и применения плодоовощных криапоромков”, Экоинвест, Краснодар, 2009.
3. Сязин, И.К., Касьянов Г.И. “Техника и технология приообработки пищевого сырья”, Экоинвест, Краснодар, 2011, 1 часть, 2012 “.
4. Б.Т.Мухамадиев “Инновационные технологии криоизмельчения и криосепарации” 2020.
5. Б.Т.Мухамадиев “Использование криопорошков, обогащенных СО2 экстрактами в производстве пищевых продуктов ”, 2020.