Способ получения сухого казеината натрия

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО КАЗЕИНАТА НАТРИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(72) Авторы Шуляк Виктор Анатольевич Шуляк Татьяна Леонидовна Левандовский Станислав Ричардович(73) Патентообладатель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(57) Способ получения сухого казеината натрия, включающий растворение казеина в растворе гидроокиси натрия при нагревании с последующей сушкой полученного раствора,отличающийся тем, что растворение казеина осуществляют при механическом знакопеременном воздействии дугообразно изогнутой цилиндрической пружины, вращающейся вокруг своей оси с частотой 1000-1500 об/мин, при этом осуществляют нагревание до 40-60 С, полученный раствор казеината натрия пастеризуют при 88-92 С в течение 2030 секунд и осуществляют конвективную сушку пастеризованного раствора в потоке воздуха с температурой 130-135 С в течение 1-2 секунд с формованием продукта в виде тонких жилок. 6815 1 Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к способам производства пищевого казеината натрия, и может быть использовано в молочной, мясной и других отраслях пищевой промышленности. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сухого казеината натрия, включающий растворение казеина в растворе гидроокиси натрия при нагревании с последующей сушкой полученного раствора (АС СССР 1604325 А, БИ 41, 07.11.1990). Для растворения казеина используют роторно-смесительный аппарат, который позволяет получить удовлетворительный продукт по дисперсному и структурному составу только при предварительном измельчении казеина. Растворение казеина осуществляется при 80 С, что требует значительных затрат тепловой энергии. Сушку осуществляют кондуктивным способом, недостатком которого является неравномерность прогрева продукта по толщине слоя. Слой, непосредственно прилегающий к контактной поверхности, подвергается воздействию температур, близких к температуре контактной поверхности 130135 С, что приводит к физико-химическим изменениям белка и ухудшает его функциональные свойства. При этом верхние слои, с которых непосредственно идет испарение,имеют температуру, близкую к температуре мокрого термометра (40-50 С), что недостаточно для уничтожения микроорганизмов, в том числе патогенных. Такой продукт быстро портится при длительных сроках хранения и может быть небезопасным для здоровья людей при употреблении. Кроме того, кондуктивная сушка приводит к налипанию продукта и может вызвать его пригорание. Задачей изобретения является повышение качества готового продукта, снижение расхода энергии для получения продукта за счет создания оптимальных условий механохимической обработки материалов. Указанная задача достигается тем, что в способе получения сухого казеината натрия растворение казеина осуществляют при механическом знакопеременном воздействии дугообразно изогнутой цилиндрической пружины, вращающейся вокруг своей оси с частотой 1000-1500 об/мин, при этом осуществляют нагревание до 40-60 С, полученный раствор казеината натрия пастеризуют при 88-92 С в течение 20-30 с и осуществляют конвективную сушку пастеризованного раствора в потоке воздуха с температурой 130135 С в течение 1-2 с с формованием продукта в виде тонких жилок. Растворение казеина при механическом знакопеременном вибрационном воздействии дугообразно изогнутой цилиндрической пружины, вращающейся вокруг своей оси с частотой 1000-1500 об/мин, позволяет получить однородную структуру казеината натрия без предварительного измельчения казеина, что сокращает общую продолжительность процесса и повышает его эффективность. Исходный казеин захватывается между соседними витками пружины в клиновом пространстве и переносится при ее вращении на сторону сжатых витков, где раздавливается и интенсивно реагирует с раствором гидрата окиси натрия. Винтовая спираль при вращении перемещает продукт вдоль своей оси подобно гибкому шнеку, что обеспечивает высокую равномерность вовлечения реагирующих объемов в циркуляцию, исключает образование застойных зон, трансформирует механическую энергию в тепловую, за счет чего продукт нагревается до 40-60 С, что позволяет отказаться от использования теплоносителя для подогрева. Высокая скорость циркуляции при интенсивном механическом воздействии обеспечивает полную растворимость казеина, то есть высокое качество продукта. Использовать температуру ниже 40 С нецелесообразно,т.к. не достигается полного растворения казеина и продукт имеет высокую вязкость, что затрудняет его дальнейшую обработку. Температура 60 С является достаточной для полного растворения белка в оптимальные сроки. Пастеризация продукта значительно снижает бактериальную обсемененность и уничтожает патогенные микроорганизмы, что гарантирует получение безопасного в пищевом отношении казеината натрия, увеличивает сроки его хранения без потери качества. Тепловая обработка при температуре ниже 88 С с выдержкой менее 20 с не обеспечивает эффект пастеризации, а выше 95 С с выдержкой более 30 с - нежелательна с точки зрения снижения биологической ценности белка. Применение конвективной сушки позволяет избежать налипания и пригорания продукта, а 2 6815 1 также воздействия высоких температур, что приводит к улучшению его функциональных свойств (растворимости, водосвязывающей и пенообразующей способностей и др.). Способ осуществляют следующим образом. В реактор с дугообразно изогнутой цилиндрической пружиной заливают раствор 0,1 Н ОН, добавляют казеин-сырец с массовой долей сухих веществ 38-40 и доводят рН раствора до 6,6. При вращении дугообразно изогнутой цилиндрической пружины с частотой 1000-1500 об/мин осуществляется интенсивная реакция с одновременным нагревом казеин-пасты до 40-60 С. Реакция протекает в течение 20-30 мин. Далее пасту с содержанием сухих веществ 32-37 и рН 6,2-6,8 насосом подают в проточный пастеризатор, где ее пастеризуют до 88-92 С в течение 20-30 с, а затем направляют в формующую фильеру сушилки, где распределяют в виде тонких жилок (нитей), ниспадающих вниз вместе с потоком горячего воздуха температурой 130-135 С. Продолжительность сушки составляет 1-2 с. Пример. В реактор с упругодеформированными рабочими органами (пружинами) заливают 34,3 кг 0,1 Н раствора гидрата окиси натрия, добавляют 300 кг казеина-сырца с массовой долей сухих веществ 39 . Вращением цилиндрической дугообразно изогнутой пружины с частотой 1300 об/мин в течение 25 мин осуществляют интенсивную реакцию с одновременным нагревом раствора до температуры 50 С. Далее раствор казеината натрия с содержанием сухих веществ 35 и величиной рН 6,5 насосом подают в пастеризатор, где нагревают до температуры 90 С в течение 25 с, и затем направляют в формующую фильеру сушилки, где распределяют в виде тонких жилок (нитей), ниспадающих вниз вместе с потоком горячего воздуха температурой 130-135 С. Продолжительность сушки составляет 1-2 с. Показатели эффективности процесса и качества готового продукта по способупрототипу и по предлагаемому способу приведены в таблице. Как видно из таблицы, получение сухого казеината натрия по предлагаемому способу приводит к улучшению качества сухого казеината натрия за счет повышения однородности продукта, сокращения времени воздействия высоких температур на белковый раствор,использования пастеризации и конвективной сушки. При этом улучшаются такие показатели, как растворимость, водосвязывающая и пенообразующая способности, снижаются общее количество микроорганизмов в 1 г продукта и расход энергии для его получения. Эффективность процесса получения казеината натрия повышается за счет сокращения расхода энергии и общей продолжительности процесса. Таблица Способ Показатели Прототип Предлагаемый Массовая доля сухих веществ в растворе казеината 352 352 натрия, подаваемого на сушку,Показатели готового продукта Массовая доля влаги,6,0 6,0 Массовая доля белка в сухом веществе,88,0-89,0 88,0-89,0 Массовая доля жира в сухом веществе,2,0 2,0 Массовая доля золы,4,0-5,0 4,0-5,0 Активная кислотность, единиц рН 6,2-6,8 6,2-6,8 Индекс растворимости, см 3 сырого осадка 0,01-0,05 0,01-0,03 Водосвязывающая способность,190-200 250-260 Пенообразующая способность,1000 1500 Общее количество микроорганизмов в 1 г продукта 50000 20000 Расход энергии для получения 1000 кг продукта,4,1 3,8 МДжч Общая продолжительность процесса, мин 345 285 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.