Модернизация действующих цикорных заводов с применением пульсационных экстракторов непрерывного действия

Корнеплоды цикория – ценный источник инулина и других полезных питательных веществ. Наиболее распространенное направление переработки – получение быстрорастворимого порошка цикория. Определяющим процессом при промышленной переработке является экстрагирование. Традиционные методы экстрагирования – мацерация, перколяция и экстрагирование в шнековом экстракторе – обладают рядом существенных недостатков, включая высокие капитальные и эксплуатационные затраты, низкое качество получаемого экстракта, сложность ремонта оборудования, малый межремонтный срок эксплуатации и др. Целью данного исследования является оценка технической возможности повышения эффективности процесса экстрагирования посредством применения пульсационных экстракторов непрерывного действия (ПЭНД) разработки ИВЦ «Инжехим», в которых заложен нестационарный противоточный режим взаимодействия сырья с экстрагентом. Отработка технических решений для ПЭНД проводилась на пилотной пульсационной установке (ППУ). Для экстрагирования использовался обжаренный дробленый (5–20 мм) цикорий с одного из действующих цикорных заводов. Соотношение цикорий : вода при экстрагировании составляло 1 : 4,5, что в 1,5–2,5 раза ниже, чем в традиционных экстракторах. Более низкая температура экстрагирования (до 85°С) в сочетании с меньшим временем экстрагирования (до 1 часа) способствует сохранению большего количества инулина и других питательных веществ по сравнению с традиционными способами. Результаты исследования в ППУ при указанных условиях подтвердили высокий выход водорастворимых сухих веществ (до 98%) без дополнительного измельчения. Предложена схема модернизации цикорного завода с наиболее распространенным перколяционным способом экстрагирования производительностью по сырью 400 кг/ч за счет применения ПЭНД. Показаны 3-D схемы предлагаемой модернизации. Приведена сравнительная оценка энергозатрат на проведение экстрагирования для разных способов. Результаты исследования свидетельствуют о работоспособности и высокой эффективности ПЭНД для экстрагирования цикория, что подтверждается снижением до 3,6 раз общих удельных энергозатрат на получение 1 кг растворимого порошка цикория по сравнению с традиционными экстракторами. Низкие капитальные и эксплуатационные затраты определяют перспективность использования ПЭНД для модернизации действующих цикорных заводов или создания новых энергоэффективных производств.

1. FAOSTAT. Food and Agriculture Data. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2015. URL: https://www.fao.org/faostat/en/#home

2. NIFTEM. Handbook of chicory, PM Formalization of micro food processing enterprises (PMFME) scheme. Sonipat: National Institute of Food Technology Entrepreneurship and Management, Government of India. 2020. URL: http://niftem.ac.in/newsite/wp-content/themes/niftm/assets/pmfme/learning_material/chicorywriteup.pdf

3. Lohmar K., Theurillat V. Chicory beverages. In Encyclopedia of food sciences and nutrition (2nd edition). 2003:1144–1149.

4. Энерго- и ресурсоэффективность диффузионного аппарата / Гурьянов А.И. [и др.] // Сахар. 2008. № 2. С. 44–46.