Исследование технологии применения диатомитового фильтрующего средства в производстве приправ

1. Ключевая роль диатомитовых фильтрующих добавок в производстве приправ

Диатомитовые фильтрующие добавки, будучи эффективным и безопасным фильтрующим материалом пищевого назначения, играют важную роль в процессе очистки приправ. Этот материал изготавливается из природных ископаемых диатомовых водорослей и очищается путем высокотемпературной прокалки при 900–1200 °C. Он обладает уникальными физическими свойствами: пористостью 80–90%, удельной поверхностью 15–30 м²/г и распределением размеров пор от 0,5 до 20 мкм. В производстве приправ диатомитовые фильтрующие добавки в основном используются для очистки и фильтрации таких продуктов, как соевый соус, уксус и соусы, эффективно удаляя примеси, такие как белковые осадки, коллоиды и микроорганизмы.

Согласно GB 14930.1-2022 «Национальный стандарт безопасности пищевых продуктов и применения пищевых добавок», пищевые диатомитовые фильтрующие добавки включены в список разрешенных пищевых технологических добавок. По сравнению с традиционными методами фильтрации, фильтрующие средства на основе диатомита обладают тремя основными преимуществами: во-первых, высокой точностью фильтрации, позволяющей удалять частицы размером более 0,5 мкм; во-вторых, высокой химической инертностью, не влияющей на вкус продукта; в-третьих, широким диапазоном рабочих температур (0–100 °C). В реальном производстве фильтрующие средства на основе диатомита обычно используют процесс, сочетающий предварительное нанесение и основную фильтрацию для достижения эффективной очистки приправ за счет двойного эффекта механического улавливания и адсорбции.

2. Применение диатомитовых фильтрующих добавок в производстве соевого соуса

В производстве соевого соуса диатомитовые фильтрующие добавки в основном используются для осветления и фильтрации сырого соевого соуса. Ферментированный и зрелый соевый соус содержит большое количество взвешенных веществ (содержание 0,5–2,5%), которые необходимо удалять методом прецизионной фильтрации. Параметры процесса: толщина предварительного слоя 3–5 мм (дозировка диатомита 1–1,5 кг/м²), рабочая температура 20–25 °C и перепад давления фильтрации 0,1–0,3 МПа. Исследования показали, что система фильтрации с использованием диатомитовых фильтрующих добавок позволяет повысить светопропускание соевого соуса (660 нм) до более чем 95%, сохраняя при этом более 90% азота аминокислот.

Для разных марок соевого соуса следует выбирать диатомитовые фильтрующие материалы с разными характеристиками: для обычного соевого соуса рекомендуется использовать материалы с проницаемостью 1,5–3,0 Дарси, а для высококачественного соевого соуса — высокоточные диатомитовые фильтрующие материалы с проницаемостью 0,5–1,5 Дарси. Производственные данные крупного производителя соевого соуса показали, что оптимизация гранулометрического состава диатомитовых фильтрующих материалов (грубая: средняя: мелкая = 2:5:3) позволяет стабилизировать скорость фильтрации на уровне 15–20 л/м²·мин и увеличить продолжительность цикла фильтрации на 30–40%.

3. Технические характеристики диатомитовых фильтрующих добавок для очистки уксуса

В производстве уксуса диатомитовые фильтрующие добавки могут эффективно решать проблему коллоидной стабильности, которую трудно решить традиционными методами фильтрации. Белково-полифенольный комплекс в уксусе эффективно удаляется при глубокой фильтрации диатомитовых фильтрующих добавок, что позволяет увеличить срок годности продукта более чем на 50%. Экспериментальные данные показывают, что диатомитовые фильтрующие добавки (pH 4-6), обработанные кислотной промывкой, лучше подходят для фильтрации уксуса, обеспечивая общую степень задержки кислоты более 98% и не загрязняя раствор ионами металлов.

Типичные условия процесса фильтрации уксуса: количество добавляемого диатомитового фильтрующего добавки 0,5-1,0 г/л, температура фильтрации 15-20°C, конечная точность фильтрации 1-3 мкм. Стоит отметить, что для уксуса из другого сырья (например, рисового, фруктового и т. д.) распределение пор диатомитового фильтрующего материала следует корректировать: для рисового уксуса подходит средний размер пор 2–5 мкм, в то время как для фруктового уксуса требуются мелкие поры 1–3 мкм. Производственная практика показывает, что оптимизированная система фильтрующего материала на основе диатомита способна снизить мутность уксуса до уровня ниже 2NTU, достигая высочайшего стандарта GB 18187-2000 «Сваренный уксус».

4. Инновации в применении диатомитовых фильтрующих добавок в сложных соусах

Для сложных соусов, содержащих несколько ингредиентов (например, устричный соус, соусы и т. д.), диатомитовые фильтрующие добавки демонстрируют уникальную адаптивность. Оптимизация гранулометрического состава и способа добавления диатомитовых фильтрующих добавок позволяет эффективно решить проблему фильтрации высоковязких материалов. К конкретным мерам относятся: применение процесса градиентной фильтрации «от грубой до тонкой», при этом на грубый фильтрующий слой (20–30 мкм) приходится 60%, а на тонкий фильтрующий слой (5–10 мкм) – 40%; контроль температуры фильтрации в диапазоне 40–50 °C для снижения вязкости; добавление соответствующего количества диатомитового фильтрующего добавки (0,3–0,8%) в качестве фильтрующего средства.

Пример применения на предприятии по производству приправ показывает, что использование диатомитовых фильтрующих добавок для обработки устричных соусов позволяет снизить содержание нерастворимых твердых веществ с 1,2% до менее 0,3%, сохраняя при этом уникальные вкусовые качества продукта. Данные микробиологического анализа показывают, что общее количество колоний микроорганизмов в соусе, обработанном диатомитовыми фильтрующими добавками, может быть снижено на 1-2 порядка, что значительно повышает санитарное качество продукта.

5. Ключевые аспекты контроля качества и оптимизации процесса

Для обеспечения эффективности фильтрации и безопасности продукта фильтрующие средства на основе диатомита для приправ должны соответствовать строгим стандартам:

• Гигиенические показатели: содержание тяжелых металлов (в пересчете на Pb) ≤5 мг/кг, мышьяка ≤3 мг/кг, в соответствии с требованиями GB 14930.1;

• Физические свойства: проницаемость 0,5–5,0 Дарси (в зависимости от выбранного продукта), влажность ≤0,8%;

• Микробиологические показатели: общее количество колоний ≤1000 КОЕ/г, патогенные бактерии не должны быть обнаружены.

Предложения по оптимизации процесса:

• Оптимизация предварительного покрытия: технология двухслойного предварительного покрытия (грубый слой 1–2 мм, тонкий слой 2–3 мм) позволяет повысить эффективность фильтрации на 20%;

• Динамический контроль: регулируйте скорость добавления диатомита (0,1–0,5 г/л) в зависимости от изменения мутности;

• Регулирование температуры: большинство приправ подходит для фильтрации при температуре 20–50°C. Повышение температуры на каждые 10°C увеличивает скорость фильтрации на 15%;

• Выбор оборудования: для высоковязких продуктов используется пластинчатый фильтр-пресс, для низковязких — свечевой фильтр.

6. Тенденции и перспективы развития технологий

Технология диатомитовых фильтрующих добавок для приправ развивается в трёх направлениях:

• Функционализация: Разработка модифицированных диатомитовых фильтрующих добавок с антибактериальными свойствами позволяет сократить использование консервантов;
  

• Аналитика: Применение технологий онлайн-мониторинга для точного контроля количества добавляемых диатомитовых фильтрующих добавок;
  

• Экологизация: Содействие утилизации отходов диатомита (например, в качестве почвоулучшителя).

Анализ рынка показывает, что по мере повышения требований к качеству продукции в индустрии приправ применение диатомитовых фильтрующих добавок будет расширяться. Ожидается, что в ближайшие пять лет использование пищевых диатомитовых фильтрующих добавок в производстве приправ будет расти в среднем на 5–8% в год. Технологические инновации будут способствовать разработке более эффективных и безопасных продуктов, обеспечивая мощную поддержку повышению качества приправ.