| WO/2010/108686 | CUTTING TOOL FOR CUTTING NATURAL MATERIALS |
| JP2003039388 | DUST COLLECTOR |
| JP2002330644 | FOREST BIOMASS COLLECTION/UTILIZATION SYSTEM |
ЧУРКИН Александр Петрович (ул. Композиторов, д. 9 кв. 5, Санкт-Петербур, 1 St.Petersburg, RU)
DOMNITSKY, Vladislav Vladimirovich (ul. Sovetskaya, 8Taitsy,Gatchinsky raio, Leningradskaya obl. 0, 18834, RU)
ДОМНИЦКИЙ Владислав Владимирович (ул. Советская, д. 8 Тайцы, Гатчинский р-н, Ленинградская обл, 0 Taitsy, RU)
ЧУРКИН Александр Петрович (ул. Композиторов, д. 9 кв. 5, Санкт-Петербур, 1 St.Petersburg, RU)
DOMNITSKY, Vladislav Vladimirovich (ul. Sovetskaya, 8Taitsy,Gatchinsky raio, Leningradskaya obl. 0, 18834, RU)
ДОМНИЦКИЙ Владислав Владимирович (ул. Советская, д. 8 Тайцы, Гатчинский р-н, Ленинградская обл, 0 Taitsy, RU)
| формула изобретения
способ приготовления древесной щепы для получения коптильного дыма путем дробления древесного сырья, сортировки продуктов дробления по размерам и сушки, отличающийся т е м, что сушку ведут в две стадии, при этом на первой стадии доводят относительную влажность древесной щепы до 20 — 35 %, затем при этой относительной влажности ее выдерживают в течение 30-80 минут при температуре 50 - 7O 0 C в термостатической камере, после чего на второй стадии в сушильной камере доводят относительную влажность щепы до 10 - 15 %. |
способ приготовления древесной щепы для получения коптильного дыма
область техники
изобретение относится к способам приготовления древесной щепы для получения коптильного дыма, используемого в пищевой промышленности для копчения мясных и рыбных продуктов.
предшествующий уровень техники
для приготовления коптильного дыма используют различное измельченное древесное сырье (в виде опилок, щепы и т. д.), которое подвергают пиролизу в дымогенераторах различного типа с образованием газообразной дисперсионной среды и дисперсионной фазы в виде твердых и жидких частиц. в коптильном дыме присутствует не менее 1 1 классов органических соединений, в частности, алифатической и циклической природы. в результате воздействия активных агентов коптильного дыма (альдегиды,
эфиры, карбоновые кислоты, моноциклические ароматические соединения) пищевые продукты приобретают специфический вид и аромат, а также стойкость при последующем хранении.
известны способы приготовления древесины для получения коптильного дыма, включающие дробление древесины до состояния заданной фракции: в крупном и колотом виде, щепа, опилки определенных размеров. используются следующие породы древесины: бук, ива, ясень, ильм, граб и т. д. древесина, подготавливаемая для получения коптильного дыма, подвергается сушке до заданной влажности, см. "древесное сырье для копчения продуктов", министерство лесной и деревообрабатывающей промышленности ссср, всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт экономики организации управления производством и информации по лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности, межотраслевая информация, серия 20-02, 1977 г., M., 3 с.
также известен способ приготовления древесной щепы для получения коптильного дыма, при котором древесину предварительно сушат в одну стадию до заданной конечной относительной влажности, а затем дробят в щепу посредством рубки, щепу сортируют по размерам (с длиной волокна 10 - 25 мм); приготовленная таким образом щепа газифицируется обычным путем в газогенераторах, SU 1 11699 Al .
данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.
способ - прототип, как и любые другие способы, при осуществлении которых сушка осуществляется в одну стадию до
заданных значений относительной влажности, имеет следующие недостатки.
при сушке в одну стадию поверхностные слои древесины перегреваются (находятся в среде с температурой 200 - 210 0 C), что приводит к необратимым изменениям в структуре её волокон и клеточных стенок. волокна древесины грубеют, внутренние полости в структуре древесины закрываются, в связи с чем сокращаются реакционные поверхности, и в замкнутых полостях накапливаются и сохраняются продукты распада лигноуглеводного комплекса - балластные и токсические вещества (полиароматические углеводороды бензипиренового ряда, формальдегид, муравьиная кислота и т.д.). при пиролизе древесины в процессе получения коптильного дыма балластные и токсические вещества поступают в пищевые продукты, подвергаемые копчению; следует также отметить, что муравьиная кислота, во-первых, является катализатором полиароматических углеводородов — пау, а во-вторых, значительно ухудшает органолептические качества пищевого продукта - цвет (становится сероватым), запах (специфический для соединений муравьиной кислоты). кроме того, при сушке в одну стадию и перегреве поверхностных слоев древесины в условиях неконтролируемой влажности не происходит эффективного разрушения сложных углеводов - гемицеллюлоз до простых сахаров (пентозы, гексозы и т. д.). гемицеллюлозы при копчении попадают на пищевой продукт, разлагаются на простые сахара на поверхности пищевого продукта и тем самым создают благоприятные условия для развития микрофлоры, отрицательно влияющей на его качество.
раскрытие изобретения
задачей настоящего изобретения является уменьшение накопления в структуре приготовленной древесной щепы балластных и токсических веществ, муравьиной кислоты и, тем самым, снижение поступления их в пищевые продукты при последующем пиролизе приготовленной древесной щепы. кроме того, решается задача разрушения сложных углеводов - гемицеллюлоз до простых сахаров на стадии приготовления щепы и, тем самым, предотвращения попадания их в пищевой продукт при копчении.
согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе приготовления древесной щепы для получения коптильного дыма путем дробления древесного сырья, сортировки продуктов дробления по размерам и сушки, сушку ведут в две стадии, при этом на первой стадии доводят относительную влажность древесной щепы до 20 - 35 %, затем при этой относительной влажности ее выдерживают в течение 30 — 80 минут при температуре 50 - 7O 0 C в термостатической камере, после чего на второй стадии в сушильной камере доводят относительную влажность щепы до 10 - 15 %.
заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «нoвизнa» (N). заявителю неизвестны какие-либо источники информации, в которых содержались бы сведения об отличительных признаках заявленного изобретения и их влиянии на достигаемый технический
результат. благодаря тому, что сушку древесины ведут в две стадии, при этом на первой стадии (стадии предварительного пиролиза) относительную влажность древесной щепы доводят и поддерживают до 20 - 35% при температуре 50 - 70°C в течение 30 - 80 мин, предотвращается перегрев верхних слоев древесины с указанными выше негативными последствиями. в щепе происходит при указанных условиях выравнивание влажности и температуры по всему объему материала без его усыхания, коробления и закрытия внутренних полостей (пор). таким образом балластные, токсические и иные вредные вещества не накапливаются в замкнутых объемах, а диффундируют в открытое межволоконное пространство. кроме того, при указанных условиях в пропаренной влажной древесине активно протекают процессы деметоксилирования и пиролиза гемицеллюлоз до простых сахаров и других продуктов (органических кислот, спиртов, альдегидов).
продукты деструкции гемицеллюлоз также диффундируют открытое межволоконное пространство древесины и удаляются при последующей досушке щепы или разрушаются в начале пиролиза.
при относительной влажности менее 20% резко снижается реакционная поверхность волокон вследствие усыхания, коробления, огрубления и других явлений, свойственных в полной степени одностадийной сушке. при относительной влажности более 35% происходит разбавление образующихся органических кислот, что значительно снижает эффективность деструкции гемицеллюлозы. при температуре менее 50°C процесс предварительного гидролиза резко замедляется из-за недостаточной пластификации лигно-углеводного комплекса древесины, а при
температуре выше 70° с начинается активная поликонденсация фенольных структур лигнина, разрушающихся при пиролизе в процессе копчения при более высоких температурах (400°C) с интенсивным выделением пау. продолжительность выдержки материала на первой стадии менее 30 минут приводит к недостаточной деструкции гемицеллюлозы и других легко гидролизуемых продуктов; выдержка более 80 минут нецелесообразна, так как дальнейший гидролиз материала связан лишь с весьма незначительной дополнительной деструкцией гем ицел люл озы .
на второй стадии способа высушивают древесный материал, который был подвергнут предварительному пиролизу на первой стадии, при этом древесину в сушильной камере доводят до относительной влажности 10 - 15%. пересушивание древесины до влажности менее 10% нецелесообразно ввиду излишних энергозатрат без достижения заметного изменения качества щепы. относительная влажность более 15% приводит к ухудшению качества коптильного дыма, так как в дымогенераторе при повышенной влажности щепа находится более длительное время, что приводит к образованию дополнительного количества вредных веществ.
древесный материал после первой стадии содержит балластные, токсические и иные вредные вещества, а также продукты деструкции гемицеллюлозы в открытом межволоконном пространстве древесного материала в виде водных растворов. указанные нежелательные вещества в значительной степени легко удаляются на второй стадии способа вместе с выходом парогазовой
смеси при досушивании, поскольку на первой стадии способа эти нежелательные вещества выведены из замкнутых межклеточных пор и находятся в открытом межволоконном пространстве. температура досушивания материала на второй стадии способа существенного влияния на качество щепы не оказывает и составляет обычно 90 - 1 10°C. при использовании щепы, приготовленной согласно заявленному способу, оставшаяся часть вредных веществ, практически, полностью разлагается в начале генерации коптильного дыма и не попадает в пищевые продукты, подвергаемые копчению.
указанные выше новые свойства объекта позволяют сделать вывод о том, что настоящее техническое решение соответствует критерию «изoбpeтaтeльcкий ypoвeнь» (IS).
краткое описание чертежей
в дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием примеров его осуществления без ссылок на чертежи.
лучший вариант осуществления изобретения
реализация способа иллюстрируется приводимыми ниже примерами.
в первом примере в качестве сырья использован бук. бук дробили до щепы на дробильной машине фирмы маskiпеr, швеция.
после дробления щепу сортировали на вибрационном сите той же фирмы до размеров 6 — 10 мм и толщины до 2 мм. затем
осуществляли на первой стадии сушку щепы в сушилке барабанного типа бC - 0,5, россия до относительной влажности 25%. далее щепу помещали в герметичную термостатическую камеру, в которой поддерживали эту относительную влажность при температуре 60°C в течение 50 минут. после этого материал перемещали в сушилку, где на второй стадии способа доводили его относительную влажность до 12% при температуре 100°C.
приготовленная щепа была подвергнута пиролизу для получения коптильного дыма в стандартном дымогенераторе при температуре 300°C. лабораторные анализы по определению содержания в коптильном дыме пау и простых сахаров — продуктов распада гемицеллюлозы, осуществлены в лаборатории санкт-петербургской лесотехнической академии. коптильный дым содержал: пау в количестве менее 0,5мкг/м 3 (следы пау), простые сахара, образовавшиеся вследствие распада гемицеллюлозы, - 15,4 мкг/м 3 .
во втором примере в качестве сырья использован дуб, в третьем - ольха, в четвертом, пятом и шестом - бук. в четвертом и пятом примерах реализован двухстадийный способ, однако, при режимах температуры и относительной влажности за пределами, указанными в формуле настоящего изобретения. шестой пример соответствует одностадийному способу (прототипу).
в таблице 1 приведены параметры, соответствующие примерам 1 - 6, а также характеристики коптильного дыма при пиролизе щепы, приготовленной в соответствии с этими примерами.
промышленная применимость
для реализации изобретения используются известные материалы и обычное заводское оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию ((промышленная применимость)) (IA).
таблица 1 результаты эксперимента по примерам 1 - 6