СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АГАРА ИЗ АНФЕЛЬЦИИ
PROCEDURE FOR PRODUCTION OF AGAR OUT OF AHNFELTIA

Изобретение относится к переработке водорослей с получением желирующих веществ, в частности к производству агара, и может быть использовано в пищевой промышленности.
Известен способ переработки агаросодержащих водорослей [пат. РФ №2103293, опубл. 1998.01.27], заключающийся в измельчении очищенных водорослей с одновременным экстрагированием красителя, последующим разделением полученной суспензии на две фракции. При этом первую фракцию, содержащую раствор красителя, очищают, концентрируют, стабилизируют, а вторую подвергают экстрагированию. Недостатком этого способа является сложность разделения суспензии на две фракции, а также низкая прочность получаемого агара, обусловленная экстрагированием в нейтральной среде.
Известен способ переработки красных водорослей [пат. РФ №2052962, опубл. 1996.01.27], включающий промывание водорослей, измельчение и экстрагирование водорастворимого пигмента водой с получением супернатанта красителя, который осветляют, концентрируют и стабилизируют. Твердый остаток водорослей обрабатывают раствором щелочи, извлекают агар путем экстракции при температуре 80-90°С в течение 15-30 минут с последующим охлаждением до образования студня, обезвоживанием и сушкой студня и переработкой водорослевого остатка с получением кормовой добавки. Недостаток этого способа заключается в использовании в технологическом процессе высокоактивных щелочей (КОН, NaOH), которые являются экологически небезопасными.
Наиболее близким техническим решением является способ производства агара из анфельции [пат. РФ №2191523, опубл. 2002.10.27], включающий подготовку сырья путем замачивания анфельции в воде с добавлением известкового молока и промывания, последующее извлечение агара в батарее из трех автоклавов семикратной варкой по принципу противотока с повышением давления на 1,2 атм при первой и второй варках и 1 атм при каждой последующей варке, очистку полученного раствора от механических частиц путем его процеживания и сепарирования, желирование очищенного раствора до образования студня, промывку, отделение влаги, повторное сепарирование с последующим упариванием и сушкой студня до порошкообразного состояния.
Недостатком известного технического решения является недостаточно высокое качество получаемого агара, что обусловлено высоким давлением и, соответственно, высокой температурой варки, что приводит к гидролизу агара и, как следствие, к получению его низкомолекулярных фракций, дающих гели пониженной прочности, а также недостаточно высокий выход агара. Кроме того, повышенная температура варки приводит к увеличению энергоемкости процесса и соответствующему повышению себестоимости получаемого агара, а высокое давление в реакторе связано с усложнением аппаратурного оснащения способа.
Задачей изобретения является повышение качества получаемого агара, увеличение его выхода, снижение себестоимости, а также упрощение аппаратурного оснащения способа производства агара.
Поставленная задача решается способом производства агара из анфельции, включающим замачивание сырья в известковом молоке с последующим промыванием, извлечение агара в раствор путем многократной варки подготовленного сырья под давлением, последующую очистку полученного раствора от механических примесей, его желирование до образования студня, резку студня на пластины, промывку, отжим и сушку полученных пластин и получение порошкового агара, в котором, в отличие от известного способа, часть сырья подвергают дроблению в сухом виде и смешивают с остальным замоченным в известковом молоке недробленым сырьем, смешанное сырье перед варкой обрабатывают острым паром в реакторе при давлении не менее 2 атм, сливают образовавшийся конденсат и осуществляют извлечение агара в том же реакторе путем трехкратной варки пропаренного сырья при давлении не менее 1 атм.
Оптимальной загрузки сырья в варочный реактор и максимального процента выхода агара достигают при массовом соотношении сухого дробленого и замоченного в известковом молоке недробленого сырья, равном 1:(4-4,5).
Способ осуществляют следующим образом.
Часть предварительно подготовленного сырья, а именно, промытой в пресной воде и высушенной (воздушно-сухой) анфельции, замачивают в известковом молоке (1% растворе оксида кальция СаО) в течение не менее 20 часов при температуре 18-20°С и гидромодуле (соотношении между массой анфельции и массой раствора) 1:(10-12) с периодическим перемешиванием, что обеспечивает ее более полное освобождение от механических и органических примесей, илистых составляющих и известковых обрастаний. После замачивания анфельцию промывают в пресной воде.
Другую часть предварительно подготовленной воздушно-сухой анфельции, не замачивая, дробят до размеров отдельных частиц ≤5 мм. Дробление талломов анфельции открывает доступ варочного раствора к внутренним тканям, в результате чего ускоряется процесс экстрагирования и увеличивается процент выхода агара.
Подготовленную двумя различными способами анфельцию (замоченную в известковом молоке недробленую и сухую дробленую), смешивают в выбранном соотношении, преимущественно при массовом соотношении сухой дробленой и замоченной недробленой анфельции 1:(4,0-4,5), загружают в пустой варочный реактор и обрабатывают острым паром с последующим сливом образующегося конденсата.
Пар подают в реактор снизу под давлением с одновременным сбросом воздуха через клапан сброса давления в верхней точке (крышке) реактора до получения устойчивой струи пара. Клапан закрывают и выдерживают сырье при постоянном давлении пара не менее 2 атм в течение не менее 1 часа при температуре 120-130°С. Затем осуществляют сброс давления и слив конденсата.
Эта технологическая операция пропаривания способствует освобождению агара от низкомолекулярных фракций, снижению его зольности и обеспечивает повышение качества целевого продукта (сухого агара).
Соотношение дробленого и недробленого сырья в заявляемом интервале позволяет повысить его насыпную плотность и увеличить коэффициент загрузки реактора на этапе варки.
Затем осуществляют трехкратное экстрагирование (проводят варку в три этапа). Первая варка производится с добавлением известкового молока с содержанием СаО 1% при гидромодуле 1:10-12, температуре 115-120°С и давлении не менее 1 атм в течение 10-12 часов с периодическим перемешиванием острым паром, который подается через барботерную трубку. В период первой варки агар экстрагируется преимущественно из недробленой анфельции, которая была предварительно замочена в известковом растворе. Полученный навар, концентрация агара в котором составляет 0,5-1,0%, сливают.
Вторую варку осуществляют с добавлением раствора известкового молока с содержанием СаО 0,5% при гидромодуле 1:8-10, температуре 115-120°С и давлении не менее 1 атм в течение 10-12 часов с периодическим перемешиванием острым паром. В период второй варки экстракция идет одновременно из двух видов сырья (дробленого и замоченного недробленого). Полученный навар с концентрацией агара 0,5-1,0% также сливают.
Третью варку осуществляют без добавления известкового молока, при гидромодуле 1:6-8, при температуре 115-120°С и давлении не менее 1 атм в течение 10-12 часов. В ходе третьей варки экстракция происходит преимущественно из дробленого сырья, поскольку к ее началу в предварительно замоченной недробленой анфельции остается незначительное количество агара. Навар с концентрацией агара 0,5-1,0% сливают.
Все полученные навары после экстрагирования отправляют на очистку от механических примесей путем отстаивания и сепарирования и дальнейшую технологическую переработку: желирование, резку геля на пластины с последующей промывкой пресной водой, обезвоживание, сушку, измельчение, которые осуществляют одним из известных способов.
В результате трехкратной (в сравнении с семикратной, используемой в известном способе) варки на каждом ее этапе получают навар с содержанием 0,5-1,0% агара, при этом получаемый из этих наваров порошковый агар отвечает требованиям ГОСТ 1628002001 и по основным параметрам соответствует импортным аналогам.
Водорослевый остаток после варки может быть использован в качестве органического удобрения.
Таким образом, технический результат предлагаемого способа заключается в повышении его эффективности, поскольку за счет использования комбинированной подготовки сырья и более полной загрузки варочного оборудования он обеспечивает более высокий коэффициент извлечения агара из анфельции и более высокий коэффициент использования оборудования, а также в улучшении качества получаемого агара за счет использования операции предварительного пропаривания сырья. Кроме того, предлагаемый способ является менее энергоемким, более простым в аппаратурном оснащении и позволяет снизить себестоимость получаемого с его помощью агара.
Пример конкретного осуществления способа.
I. Подготовка сырья.
Подготовка сырья осуществляется двумя способами:
3
3
1) 200 кг предварительно промытой в пресной воде и высушенной анфельции тобучинской ((Ahnfeltia tobuchiensis) замачивают в 3 м 0,5% известкового молока на 20 часов с периодическим перемешиванием, после чего промывают в пресной воде и загружают в реактор из нержавеющей стали емкостью 2,8 м.
2) 50 кг предварительно промытой в пресной воде и высушенной анфельции измельчают на дробилке КДУ-2 до размеров талломов ≤ 5 мм и загружают в тот же реактор.
II. Пропаривание сырья.
Реактор герметически закрывают крышкой, через нижний барботер в реактор снизу подают острый пар под давлением 4 атм с одновременным сбросом воздуха через клапан сброса давления в верхней точке (крышке) реактора до получения устойчивой струи пара. Клапан закрывают, поднимают давление в реакторе до 2 атм и выдерживают сырье при постоянном давлении пара 2 атм в течение 1 часа при температуре 130°С. Затем осуществляют сброс давления и слив конденсата.
III. Извлечение агара из анфельции путем варки в три этапа.
3
1-я варка. В тот же реактор, имеющий ложное дно из нержавеющей сетки для предварительной грубой фильтрации, заливается 2,5 м известкового молока с концентрацией СаО 1% (гидромодуль 1:10). В паровую рубашку подают пар под давлением 4 атм и нагревают до появления из верхнего клапана в крышке реактора устойчивой струи пара. После чего клапан сброса давления закрывают, давление в реакторе поднимают до 1 атм и выдерживают сырье в течение 12 часов с периодическим перемешиванием острым паром, который подается через барботер. Затем отбирают пробу раствора через специальный клапан в нижней точке реактора. Проба желируется в течение 20 минут в холодной воде, если прочность полученного студня достигает 200 г по прибору Валента, весь навар сливают на отстойник с предварительной фильтрацией через ложное днище.
3
2-я варка. В тот же реактор заливают 2 м известкового молока с концентрацией СаО 0,5% (гидромодуль 1:8). Осуществляют варку по той же схеме. После испытания агара на прочность навар сливается.
3
3-я варка. В тот же реактор заливается 1,5 м воды (гидромодуль 1:6). Варку осуществляют аналогично, навар сливают.
IV. Получение сухого агара.
Полученные навары подвергают отстаиванию, фильтрации и сепарированию. Затем отправляют на дальнейшую технологическую переработку: желирование, резку геля на пластины, промывку, последующую сушку в камерной полочной сушилке и измельчение полученных пластин агара.