200703. lajstromszámú szabadalom • Eljárás növényi, vagy állati anyagok szárítására
HU 200703 B Találmányunk tárgya eljárás növényi vagy állati anyagok szárítására oly módon, hogy ezeket az anyagokat — előnyösen körfolyamatban vezetett - - gázárammal hozzuk érintkezésbe és az elválasztandó vizet elvezetjük. Különböző módszerek ismertek állati és növényi anyagok tárolhatóságának nedvességelvonás útján történő biztosítására. Ginzburg „Szárítás az élelmiszeriparban (Műszaki Kiadó, Budapest, 1968) című szakkönyvének 166-167. és 138-139. oldalán az ismert szárítóberendezéseket és víztelenítési módszereket általánosan ismertették. Az áttekintő jellegű szakkönyvben előnyös eljáráskörülményeket (pl. előnyösen felhasználható szárítószereket, hőmérséklet-értékeket és nyomástartományokat) nem írtak le. Ezen eljárások egyik klasszikus képviselője a forrólevegős szárítás. Sok érzékeny növényi és állati anyag azonban a szokásos szárítási eljárások során károsodást szenved; ezeket az anyagokat termikus és oxidativ hatások érik és denaturálják azokat. A szokásos szárítási eljárásoknál a magas hőmérséklet, oxigén és vízgőz hatására egy sor nemkívánatos mellékreakció elkerülhetetlenül bekövetkezik. így pl. sok élelmiszernél „kozmás szag lép fel, a sejtszerkezet károsodik, enzimatikus és oxidativ lebomlási reakciók játszódnak le, az aromaanyagok lebomlanak vagy más anyagokkal reagálnak, észterek elszappanosodnak. Sokfajta anyag (pl. friss gyümölcsök, friss zöldségféleségek vagy kagylós állatok húsa) jelen ismereteink szerint sem forrólevegős szárítással, sem vákuumban végzett fagyasztvaszárítással nem szárítható minőségromlás nélkül. A fenti hátrányok kiküszöbölésére számos kísérlet történt. A 4.251.923. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint élelmiszereket (pl. főzelékféleségeket, gyümölcsöket, gabonaféleségeket vagy húst) vákuumszárításból és száraz gázárammal végzett szárításból álló műveletek kombinációjának vetnek alá. A keringetett gázáramot (pl. nitrogént vagy szén-dioxidot) adszorpciós rétegen vezetik át, amely a vízgőztartalmat és egyidejűleg az anyagból elillanó aromaanyagokat is megköti; az aromaanyagok azután folyékony alakban ismét felszabadíthatók és visszavezethetők. A gázáram hőmérséklete 10 °C és 50 °C közötti érték. Általában atmoszférikus nyomáson dolgoznak, a gáz azonban alacsonyabb vagy magasabb nyomáson is felhasználható. A fent ismertetett eljárás sikeres elvégzése szempontjából azonban a vákuumszárítás és gázárammal történő szárítás kombinálása meghatározó jelentőségű és ez a két művelet váltakozva vagy egyidejűleg alkalmazható; a vákuumszárítás során ügyelni kell arra, hogy az anyag ne fagyjon meg. A 2.921.701. sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban anyagok keringetett gázzal történő kezelését írják le. Az ismertetett kezelés célja nem szárítás, hanem élelmiszerek tárolása bizonyos tartányokban (pl. kirakatban, tárolópultokon). Az eljárás kíméletes körülmények között elvégzendő szárításra egyébként alkalmatlan, 1 minthogy a kezeléshez felhasznált gáz vízgőzt és adott esetben levegőt tartalmaz. A WO 86/01686. közzétételi számú PCT-bejelentésben ismertetett eljárás szerint növényi termékek szárítása oly módon történik, hogy ezeket az anyagokat meleg levegővel kis víztartalomig szárítják, majd lényegében oxigénmentes atmoszféra alatt tárolják. Minthogy érzékeny anyagok esetében a minőségromlás már a meleg levegővel történő szárításkor bekövetkezik, ez az eljárás oxigénnel szemben érzékeny anyagok szárítására nem alkalmas. A 3.511.671. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban élelmiszerek víztelenítésére közölt eljárás során a vákuumban vagy forró levegővel végzett szárítást az anyag dinitrogén-monoxiddal történő kezelésével kombinálják. A dinitrogén-monoxidot kb. 1,5 és 2,4 bar közötti nyomáson alkalmazzák, adott esetben nitrogénnel vagy más inert gázokkal képezett elegy alakjában. A dinitrogén-monoxid más gázokkal képezett elegyeinek felhasználása esetén a kezelési idő meghosszabbodik. Az eljárás sikere a dinitrogén-monoxidnak az élelmiszerekre kifejtett különleges hatására vezethető vissza. Találmányunk célkitűzése, eljárás kidolgozása víznek a fent ismertetett növényi és állati anyagokból történő elválasztására az érzékeny anyagok egyszerű és nem költséges, minőségromlással nem járó kezelése útján. Találmányunk értelmében a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy gázként szén-dioxidot vagy szén-cüoxid és nitrogén elegyét alkalmazzuk, 30 °C és 80 *C közötti hőmérsékleten, és 1 bar és 30 bar közötti nyomáson. A felhasznált szén-dioxid vagy szén-dioxid/nitrogén elegy az anyagban lejátszódó kémiai, enzimatikus vagy más nemkívánatos reakciókat megakadályozza, illetve csökkenti. Szén-dioxid/nitrogén elegyek esetében a nitrogéntartalom legfeljebb 80%, előnyösen legfeljebb 50%, különösen előnyösen kb. 20%. Előnyösen szén-dioxidot alkalmazhatunk. A kívánt eljárás-hőmérsékletet a gáz melegítésével vagy sugárzó vagy konvekciós hővel biztosítjuk. A gáznyomást az általában zárt rendszerben a bevezetett gáz vagy gázelegy nyomása szabályozza. A kezelési hőmérséklet kevésbé érzékeny anyagok esetében általában 30-80 °C, míg a legtöbb érzékeny anyag esetében 30-50 °C. E tekintetben az eljárás alkalmazási területétől függően az anyag kímélése és az elválasztási művelet sebessége közötti kompromisszumra kell jutni. Célszerűen járhatunk el oly módon, hogy a hőmérsékletet a vízelválasztási művelet alatt változtatjuk. Az eljárás előnyös foganatosítás! módja szerint kezdetben magasabb hőmérsékletet alkalmazva a lehető legnagyobb vízmennyiséget gyorsan elválasztjuk, majd a maradék nedvességtartalmat a lehető legkíméletesebb körülmények között távolítjuk el. Az eljárás során előnyösen a tartomány felső részébe tartozó nyomáson dolgozhatunk, minthogy magasabb nyomáson a gázáram egységnyi térfogatra vonatkoztatva minden komponensből — vízgőzből is — többet tartalmaz és ezáltal a hő- és 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
