RU2429726C2 - Способ консервирования панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к рыбоперерабатывающей промышленности. Способ предусматривает диспергирование панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля, смешивание их с консервантом, фасование полученной смеси в тару с последующим ее укупориванием. Смешивание с консервантом осуществляют в межэлектродном пространстве бездиафрагменного электролизера одновременно с получением консерванта путем обработки водного раствора электролита с начальной концентрацией 0,6-1,2%, при этом процесс ведут до достижения рН смеси 12,6-12,8. Изобретение позволяет консервировать панцирьсодержащие отходы без использования агрессивных реагентов. 3 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к пищевой и рыбоперерабатывающей областям промышленности, а именно к способам консервирования с применением химических консервантов, и может быть использовано для сохранения панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля для последующего получения из них хитина и хитозана, широко используемых в различных отраслях промышленности и медицине.

Известен способ консервирования панцирьсодержащих отходов (ПСО) переработки крабов поваренной солью (Семенова Н.К., Ким Г.Н., Сафронова Т.М., Игнатюк Л.Н. Консервирование сырых крабовых панцирей поваренной солью // Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана / Пятая всерос. конф. - М.: Изд-во ВНИРО, 1999. - С.66-68; Семенова Н.К., Гаврильченко М.М., Сафронова Т.М., Игнатюк Л.Н. Консервирование панцирных отходов переработки крабов поваренной солью // Научные труды Дальрыбвтуза. - 1998. - Вып.11. - С.129-134), при котором целые панцири карапакса и брюшка пересыпали солью непосредственно в таре, а измельченные перемешивали с консервантом, а затем фасовали. Концентрация поваренной соли при этом составляла 24%. Для заполнения пустот и изоляции от соприкосновения с кислородом воздуха материал заливали изотоническим раствором консерванта в соотношении для целых ПСО - 1:2,0-1:2,5, измельченных - 1,20-1:1,25.

Недостатком этого способа является значительный расход пресной воды для удаления консерванта путем промывки ПСО перед производством из них хитина во избежание повышения массовой доли минеральных веществ в последнем, а также ограничение сроков хранения ПСО в связи с ростом содержания ионов натрия в хитозане по мере увеличения продолжительности хранения ПСО. Кроме того, поваренная соль оказывает стабилизирующее действие на каротиноиды панциря и их связь с хитином и хитозаном, что также снижает качественные показатели этих полимеров, что обусловлено его неполной очисткой от минеральных солей и каротиноидных компонентов.

Известен также способ консервирования панцирьсодержащих отходов переработки ракообразных, по которому ПСО сначала перемешивают с 10% раствором соляной кислоты (HCl), фасуют в тару и доливают 2,5%-ным раствором HCl до соотношения ПСО:консервант ≤0,20-0,25 (Гаврильченко М.М., Сафронова Т.М., Семенова Н.К. Химическое консервирование как способ сохранения панцирьсодержащих отходов // Студенты вузов - свободной экономической зоне «Находка»: Тез. докл. / Первая межвуз. науч. конф. - Находка: ИТ и Б, 1997. - С.128-129; Семенова Н.К. Разработка технологии консервирования хитинсодержащих отходов переработки ракообразных: Автореф. дис…канд. техн. наук. - Владивосток, 1999. - 31 с.).

Недостатком этого способа являются неудовлетворительные качественные показатели хитина, получаемого из ПСО, обусловленные гидролитической деструкцией хитина и снижением его молекулярной массы при хранении ПСО.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за ближайший аналог - прототип, является способ консервирования панцирьсодержащих отходов переработки ракообразных, при котором ПСО сначала перемешивают с 10% раствором гидроксида натрия (NaOH), фасуют в тару и доливают 2,5%-ным раствором NaOH до соотношения ПСО:консервант ≤0,20-0,25 (Гаврильченко М.М., Сафронова Т.М., Семенова Н.К. Химическое консервирование как способ сохранения панцирьсодержащих отходов // Студенты вузов - свободной экономической зоне «Находка»: Тез. докл. / Первая межвуз. науч. конф. - Находка: ИТ и Б, 1997. - С.128-129; Семенова Н.К. Разработка технологии консервирования хитинсодержащих отходов переработки ракообразных: Автореф. дис… канд. техн. наук. - Владивосток, 1999. - 31 с.).

Недостатком прототипа является сложность процесса консервирования, обусловленная использованием агрессивного химического реагента - высококонцентрированного раствора щелочи, что вызывает необходимость аккумулирования кристаллической щелочи в больших количествах на судах и береговых предприятиях и в значительной степени повышает опасность производства и ухудшает его экологию. Кроме того, щелочь не обеспечивает эффективного консервирования (длительного хранения) ПСО, находившегося на воздухе перед началом процесса консервирования при 0±2°C более 4-х суток, а при нормальных условиях - более 1-х суток.

Целью изобретения является повышение безопасности и упрощение процесса консервирования панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля с одновременным увеличением его эффективности для последующего получения более качественного хитина и/или хитозана.

При этом решена задача создания более эффективной и экологически безопасной технологии консервирования ПСО, позволяющей в значительной степени повысить безопасность производства с одновременным увеличением качественных показателей производимого из ПСО готового целевого продукта (хитина или хитозана), в т.ч. в судовых условиях.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе консервирования панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля, включающем их диспергирование, смешивание с консервантом, фасование полученной смеси в тару с последующим ее укупориванием, в отличие от прототипа, смешивание с консервантом осуществляют в межэлектродном пространстве бездиафрагменного электролизера одновременно с его (консерванта) получением путем обработки водного раствора электролита с начальной концентрацией 0,6-1,2%, при этом процесс ведут до достижения pH смеси 12,6-12,8.

В предлагаемом способе, в отличие от известных, консервирование ПСО осуществляют не щелочью или кислотой, а электрохимически активированным раствором, полученным электрообработкой маломинерализованного (0,6-1,2%) водного раствора электролита в бездиафрагменном электролизере, а смешивание ПСО с консервантом осуществляют одновременно с процессом его (консерванта) получения путем вышеуказанной обработки в бездиафрагменном электролизере смеси ПСО с водным раствором электролита.

В качестве электролита используют преимущественно хлорид натрия (NaCl), сульфат натрия (Na₂SO₄) или их смесь и гидроксид натрия (NaOH) общей концентрацией 0,6-1,2% в пресной воде.

Обработку ПСО в виде смеси с водным раствором электролита в электролизере осуществляют при соотношении твердой и жидкой фаз в диапазоне 1:2-1:10.

Панцирьсодержащие отходы измельчают, смешивают с водным раствором, например, Na₂SO₄ с NaOH, общей начальной концентрацией 0,6-1,2% и обрабатывают электрическим током в межэлектродном пространстве бездиафрагменного электролизера до достижения значений pH среды 12,6-12,8.

Затем содержимое электролизера центрифугируют и/или фильтруют для удаления избытка консерванта до достижения соотношения твердой и жидкой фаз в диапазоне 1:1-1:2.

После фильтрования смесь ПСО с консервантом помещают в тару и укупоривают ее.

Таким образом, консервирование (перемешивание с консервантом) ПСО осуществляют непосредственно в межэлектродном пространстве бездиафрагменного электролизера с электрохимически активированным раствором, образующимся в процессе воздействия электрического тока на раствор электролита в течение процесса перемешивания.

Новым в изобретении является то, что использованием электрохимически активированных маломинерализованных водных растворов электролитов вместо высококонцентрированного раствора щелочи или кислоты повышают безопасность и упрощают процесс консервирования ПСО.

Более эффективное консервирование ПСО осуществляют за счет того, что электрохимически активированные растворы электролитов, в отличие от химических консервантов, являются более сильными антисептиками, бактерицидное действие которых обусловлено не только щелочностью среды, но и наличием в их составе валентно-ненасыщенных частиц (радикалов), обладающих повышенной реакционной способностью, и комплекса сильных окислителей, синтезируемых на аноде. В зависимости от вида электролита, материала электродов и потенциала в электрохимически активированном растворе содержатся атомарный кислород, перекись водорода, озон, хлор и др., приводящие при соприкосновении с клеткой к поражению мембран клеток и уничтожению микроорганизмов, спор и др.

Другой важной особенностью предлагаемого способа является проведение основного технологического процесса (обработки ПСО консервантом) в межэлектродном пространстве электролизера непосредственно под действием электрического тока.

Электрический ток является сильным окислителем, поэтому при обработке ПСО в электролизере за счет дополнительного воздействия тока и поляризующего однородного электрического поля антимикробное действие электрохимически активированного раствора на ПСО усиливается.

Более полное выделение из ПСО белка, липидов и каротиноидов в процессе их хранения и улучшение качественных показателей производимого из ПСО готового целевого продукта (хитина или хитозана) осуществляют за счет того, что в активированных растворах молекулы воды обладают дополнительными степенями свободы за счет разорванных под влиянием электрического поля водородных связей, что обуславливает повышенную способность активированных растворов проникать в межмолекулярные пространства различных веществ, в том числе и биологические мембраны, увеличивать гидратные оболочки вокруг отдельных ионов или молекул, а также повышать растворимость труднорастворимых соединений, усиливать экстракционную активность растворов.

Предлагаемый способ позволяет консервировать как свежие панцирьсодержащие отходы криля (не более 4-х суток хранения при 0±2°C и не более 1-х суток при нормальных условиях), полученные в результате его комплексной переработки - механизированной разделки посредством аэрошелушения, ценрифугирования, прессования криля в судовых условиях, с удовлетворительными исходными микробиологическими и органолептическими характеристиками, так и ПСО криля, находившиеся на воздухе перед началом процесса консервирования при 0±2°C более 4-х суток, а при нормальных условиях - более 1-х суток, с исходными микробиологическими показателями, близкими к верхней допустимой границе для ПСО, но удовлетворительными органолептическими показателями.

Использование бездиафрагменных электролизеров исключает опасность загрязнения воздушной среды хлорсодержащими газообразными выбросами и не требует организации специальной вентиляционной схемы.

Технология предназначена для использования как в судовых условиях, так и в условиях береговых предприятий.

Технологический процесс легко контролируем и управляем.

Предложенный способ был реализован в лабораторных условиях с помощью бездиафрагменного электролизера. Материал катода - нержавеющая сталь, материал анода - платина.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве сырья использовали панцирьсодержащие отходы криля, оставшиеся после отделения от него мышечной ткани прессованием.

ПСО криля измельчают до размера частиц 3-5 мм, после чего смешивают с водным раствором NaCl и NaOH общей концентрацией 0,6-1,2% в соотношении 1:2-1:10. Фаршеводосолевую смесь подают в межэлектродное пространство бездиафрагменного электролизера (или смешивают непосредственно в электролизере) и обрабатывают электрическим током плотностью 300-600 А/м² до достижения pH среды 12,6-12,8. После электрообработки смесь ПСО с консервантом фильтруют через крупнопористый капроновый фильтр до достижения соотношения твердой и жидкой фаз в диапазоне 1:1-1:2, затем фасуют в тару и осуществляют укупоривание тары.

Пределы параметров и режимов технологического процесса установлены экспериментальным путем; в описании приведены рациональные и рекомендуемые их значения.

Таким образом, предлагаемый способ отличается от всех известных технических решений в данной области, реализуя принципиально новый подход к консервированию панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля, используя их обработку электрическим током в бездиафрагменных электролизерах в виде смеси с маломинерализованным водным раствором электролита.

Предлагаемый электрохимический способ консервирования ПСО по сравнению с известным позволяет производить их консервирование более эффективно и без использования концентрированных агрессивных химических веществ, а также закладывать на хранение ПСО, продолжительность хранения которых перед консервированием при 0±2°C составляет более 4 суток, а при нормальных условиях - более 1 суток.

Более мягкие щадящие условия консервирования (отсутствие агрессивных сред), одновременное воздействие на ПСО щелочной среды, окислительно-восстановительного потенциала, потока заряженных частиц и самого электрического тока позволяют получить целевые продукты (хитин и/или хитозан) с высокими функциональными и потребительскими свойствами.

Существенное снижение концентрации агрессивных химических веществ значительно улучшает экологическую безопасность процесса консервирования ПСО комплексной переработки криля.

Claims (4)

1. Способ консервирования панцирьсодержащих отходов комплексной переработки криля, включающий их диспергирование, смешивание с консервантом, фасование полученной смеси в тару с последующим ее укупориванием, отличающийся тем, что смешивание с консервантом осуществляют в межэлектродном пространстве бездиафрагменного электролизера одновременно с его (консерванта) получением путем обработки водного раствора электролита с начальной концентрацией 0,6-1,2%, при этом процесс ведут до достижения рН смеси 12,6-12,8.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве электролита используют соли щелочных металлов: хлорид натрия, или сульфат натрия, или гидроксид натрия.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что обработку панцирьсодержащих отходов в виде смеси с водным раствором электролита осуществляют при соотношении твердой и жидкой фаз в диапазоне 1:2-1:6.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед фасованием полученной смеси панцирьсодержащих отходов с консервантом избыток консерванта удаляют до достижения соотношения твердой и жидкой фаз в диапазоне 1:1-1:2.