Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при непрерывной термомеханической обработке жидких масс, преимущественно масс какао. Целью изобретения является повышение качества обработки жидких масс. Устройство состоит из двух одинаковых тонкослойных аппаратов известной конструкции, между которыми расположен посредством трубопроводов накопительный подпорный реактор, состоящий из цилиндрического корпуса 18 в виде двойного кожуха, в котором вращается ротор 19 с лопастями 23, вращающимися в зазоре 22. Стерилизацию жидких масс осуществляют в реакторе 5 до 100-150°С , преимущественно 135°С , при одновременном непрерывном перемешивании и нагнетании массы до большего объема, а массу удаляют и охлаждают до 50-100°С с последующим образованием тонкого слоя, а перед и после отвода массы часть потока посредством насоса 25 и трубопровода 27 возвращают на стадию нагрева. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТ СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю <в

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К AATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР.1 (21) 3414908/30-13 (22) 19,03 ° 82 (31) 81102148,4 (32) 21. 03.81

<33) ЕР (46) 30.08.89. Бюл. Г 32 (71) Лува АГ (СН) (72) Армии Шмитт (ПЕ) (53) 664,0,36 (088,8) (56) Патент СССР Г 344627, кл. А 23 G 1/18, 1968.

Патент США Р 3904777, кл. 426631, 1975. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ТЕРМОГ ЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ МАСС В ТОНКОГ1

СЛОЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пищевой промьпштенности и может быть использовано при непрерывнон термомеханнческой обработке жидких масс, пре(5р. A 23 Е 3/16, А 23 G 1/18

2 имущественно масс какао. Цель изобретения — повышение качества обработки жидких масс. Устройство состоит иэ двух одинаковых тонкослойных аппаратов известной конструкции, между которыми расположен посредством трубопроводов накопительный подпорный реактор, состоящий иэ цилиндричес кого корпуса 18 в виде двойного кожуха, в котором вращается ротор 19 с лопастями 23, вращающимися в зазоре

22, Стерилизацию жидких масс осущео ствляют в реакторе 5 до 100-150 С, преимущественно 135 С, при одновременном непрерывном перемешивании и нагнетании массы до большего объема, а массу удаляют и охлаждают до 50100 С с последующим образованием тонкого слоя, а перед и после отвода массы часть потока посредством насоса 25 и трубопровода 27 возвращают на стадию нагрева. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

1505429

Изобретение относится к технологии пищевых продуктов, а именно к способу непрерывной термомеханической обра ботки жидких масс в тонком слое, преимущественно масс-какао, путем нейтрализации под давлением при температурах 70-100 С, обезвоживания, дегаэации, стерилизации, вьдержки, окончательного обезвоживания, дегаэации и охлаждения.

Пелью изобретения является повышение качества обработки жидких масс.

Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком 15 слое, преимущественно масс-какао, состоит в том, что массу нейтрализуют в тонком слое под давлением при 7090 0, обезвоживают, проводят дегаэацию, затем стерилизацию, при которой 20 массу нагревают до 100-150 С, преимущественно 135 С при одновременном непрерывном перемешивании и нагнетании массы до большего объема, выдерживают при данных параметрах, затем оконча25 тельно обезвоживают, дегазируют, удаляют и охлаждают до 50-100 С (при этом происходит конденсация паровой фазы) с последующим образованием тонкого слоя, а перед и после отвода массы часть потока возвращают на стадию нагрева.

При стерилизации массы обеспечивается требуемое уничтожение бактерий без отрицательного влияния на . 35 вкус и без отрицательных изменений массы (какао), при этом необходимая температура массы обеспечивается благодаря трению или диссипации с резким повышением температуры внутри массы. 40

Среднее время обработки массы определяется степенью заполнения, небольшие температурные колебания в массе компенсируются дополнительным нагревом или охлаждением стенок реак- 45 тора, в котором происходит обработка, через двойной корпус, На фиг,1 показана принципиальная схема установки для осуществления способа; на фиг.2 — подпорный реактор, разрез; на фиг,3 — радиальный вид скобообразной лопасти ротора; на фиг ° 4 — то же, вид спереди; на фиг,5— лопасть между ротором и внутренней стенкой подпорного реактора, вид сверху; на фиг.6 — диаграмма (степень уничтожения микроорганизмов в зависимости от температуры массы в подпорном реакторе).

Установка (фиг.1) состоит из двух одинаковых тонкослойных аппаратов 1 и 2. Между этими двумя аппаратами, которые соединены соответствующими трубопроводами 3 и 4 подвода и отвода продукта и теплоносителя расположен накопительный подпорный реактор

5 (фиг ° 2), Движение массы происходит слева направо и осуществляется с помощью насосов 6-9. Иэ эатравочного устройства 10 при необходимости может вноситься вода в транспортируемую массу по соответствующим трубопроводам

3. В месте соединения 11 трубо-» проводов 3 и 4 установлены так называемые статические смесители 12.

Теплообменник 13, с помощью которого вьделяющееся в реакторе 5 в результате трения тепло, необходимое для стерилизации, поддерживается в равновесии, т.е ° на соответствующем среднем уровне, выполнен в виде двойного кожуха реактора 5, но может быть установлен отдельный проходной теплообменник 13 (показан на фиг,1 пунктиром).

Регулируемый с помощью термостата

14 (фиг,2) подвод и отвод теплоносителя производится через соответствующие патрубки 15 ° Реактор 5 выполнен в виде снабженного впускным и выпускным отверстиями 16 и 17 цилиндрического корпуса (теплообменной рубашкой) 18> в котором вращается ротор

19, приводимый в работу от двигателя 20, Двигатель 20 и реактор 5 установлены на общей опорной раме 21, Цилиндрический ротор 19 ограничивает изнутри кольцевой цилиндрический зазор 22, на поверхности ротора 19 расположены лопасти 23, вращающиеся в зазоре 22, На нижнем конце ротора

19 расположены лопасти, которые в сочетании с ротором 19 и дном 24 корпуса образуют насос 25, Мощность насосов 6-9 одинакова, в то время как мощность насоса 25 несколько больше, благодаря чему возникает излишек транспортируемой массы, Так как этот излишек не может быть перекачен насосом 8, после которого масса идет в холодильник 26, то излишнее количество массы по трубопроводу 27 возвращается в реактор 5, зазор 22 которого более или менее

5 15054 заполнен еще массой (теоретически можно заполнить все внутреннее пространство реактора), т.е. масса находится в этом реакторе не в тонком слое, При запуске устройства в работу вся установка должна быть заполнена настолько, чтобы обеспечить необходимый уровень заполнения реактора 5.

Только в этом случае могут быть запу- 1О щены насосы 8 и 9, а также и тонко слойиый аппарат 2.

Лопасти 23, создающие в массе теплоту трения, выполнены в форме скоб

28, укрепленных на поверхности ротора 19 (фиг.3-5), которые имеют такие размеры и установлены так, что они своими передними кромками ."9 касаются цилиндрического корпуса 30, Чтобы создать возможно более силь- 2О ный разрыв потоков и обеспечить, таким образом, образование вихрей, боковые стойки 31 установлены под небольшим углом К к направлению 32 потока.

Вертикальный щиток 33 установлен под углом (фиг.5), его задняя кромка 34 снабжена острием 35, рассекающим массу, Вследствие того, что лопасти 23 вместе с ротором 19 вращаются в накопляющейся массе, происходит исключительно интенсивное ее завихрение, сопровождающееся сильным выделением тепла. Нагрев является совершенно однородным, как и среднее время обработки частиц массы, Случай- З5 ные, но все же возможные отклонения от этого среднего значения компенсируются в отношении температуры с помощью теплообменника 13> который по существу выполняет роль скорее охла- 40 дителя, чем дополнительного нагревателя, а в отношении продолжительности обработки — посредством возврата массы по трубопроводу 27.

Благодаря этому каждая частица массы, находящейся под давлением в реакторе 5, подвергается тепловому воздействию соответствующей продолжительности, убивающему микроорганиз- 5О мы, т.е, накопительный реактор 5 позволяет достигнуть оптимальных результатов: высокую степень стерилизации при минимальном времени обработки и оптимальное температурное воздействие на массу, благодаря тому, что реактор обеспечивает резкое повышение температуры массы, т.е, работает с высокой плотностью энергии, 29 6 что диапазон температурных колебаний в массе минимален, что среднестатический разброс времени обработки частиц массы относительно заданного значения также минимален, Количество циркулирующего по трубопроводу 27 массы составляло приблизительно десятикратную величину относительно производительности насоса 8.

Измерения показали, что лопасти

23 с прямыми задними кромками 34 (без выступов 35) обеспечивают при прочих раьньж условиях превращение приблизительно 1/5 энергии по сравнению со скобами 28 согласно фиг.3, Пример 1. Применяли подпорный реактор 5 высотой 2 м и с внутренним диаметром 0 5 м, внутри которого с зазором 2,5 см расположен ротор 19 диаметром 0,45 м, вращающийся со скоростью приблизительно

600 мин, обрабатывали 1000 кг/ч какао-массы.

Вводимая в первый аппарат 1 для тонкослойной обработки какао-масса (Бахия) имела содержание воды 3,57 и начальное содержание кислоты с рНзначением 40 мг на 100 г массы — 0,04Х. В трубопроводе 3 после насоса 8 температура массы составляла

60 С. Масса направлялась в аппарат о

1 для тонкослойной обработки, а также о нагревалась до температуры 90 С, Здесь масса при укаэанной температуре частично обеэвоживалась до 2,47 содержания воды и дегазировалась соответственно нейтралиэовывалась, причем нейтрализацию производили посредством добавления водного раствора щелочи или воды соответственно о введением 0,67 воды при 80 С.

Затем массу из аппарата 1 подавао ли сверху с помощью насоса при 90 С в подпорный реактор 5 со скоростью

1 м /ч ° Подпорный реактор 5 полностью заполняли, после чего при вращающемся роторе 19 температуру массы доводили до заранее определенного значения 120 С, причем в течение 1,5 мин указанную температуру поддерживали при давлении 2 бар, а возникающие колебания температуры выравнивали посредством внешнего подвода и отвода темпла, например, через двойную стенку подпорного реактора 5. Стерилизованную укаэанным способом массу непрерывно подавали с помощью насоса

1505429 со скоростью 1 м /ч в холодильник о

26, охлаждали в нем до 90 С, а затем направляли во второй аппарат 2 для тонкослойной обработки, Масса имела бактерицидное значение r = log 1,8 и содержание кислоты О, 0047. Полученная какао-масса оказалась стерилизованной в достаточно высокой степени и свободной от присутствия патогенных микроорганизмов при безупречном качестве аромата, причем она непосредственно или после промежуточного хранения при определенной температуре может быть подвергнута последующей 15 переработке в шоколадную массу, Пример 2. Способ осуществляли в таком же устройстве 950 кг массы в час и при таких же параметрах, которые указаны в примере 1, однако вместо какао-массы в аппарат 1 для тонкослойной обработки вводили ореховую массу с 37. воды. Температуру в подпорном реакторе 5 повышали до

150 С при давлении 5 бар. Массу выдерживали и стерилизовали при указанной температуре лишь в течение 1 мин, после чего охлаждали в холодильнике о

26 до температуры 95 С. Еще при достаточном качестве аромата, которое было хуже в сравнении с массой, соответству-ющей примеру 1, бактерицидное значение r составляло приблизительно

log 4 °

Пример 3. Способ осуществляли в таком же устройстве 1000 кг какао-массы в час и при таких же параметрах, которые указаны в примере 1, но применяли какао-массу с содержанием воды 2,457., а после насоса 6 о „40 поддерживали температуру 50 С, в подпорном реакторе 5 заранее определено ную температуру стерилизации 110 С поддерживали на постоянном уровне при

1,7 бар в течение 1,2 мин, массу стерилизовали в указанных условиях, а затем охлаждали в холодильнике 26 о до 92 С. Обработанная масса имела бактврицидное значение 1ng 1,1 (среднее значение), 50

На фиг,6 показан преимущественный диапазон стерилизации согласно опытам, где а — начальное число микроорганизмов, b — число переживших микроорганизмов; оптимальный диапазон стерилизации в подпорном реакто-, ре 5 перекрестно эаштрихован. Среднее время пребывания составляет примерно

1 мин, а среднее содержание Н О примерно 37. Начальное число микроорга6 ниэмов приблизительно 1,2 10 микроорганизмов/г.

При температуре массы 120 С и среднем времени пребывания массы в подпорном реакторе 5 примерно 1,5 мин получают совершенно свободную от присутствия патогенных микроорганизмов какао-массу с неизменным вкусом и с конечным содержанием микроорганизмов приблизительно 10000 r, При повышении температуры массы о, на 5-10 С в подпорном реакторе 5 достигали даже конечного содержания микроорганизмов массы ниже 50 r, причем не возникало значительных изменений вкуса массы.

Содержание воды какао-массы в реакторе при этом составляло примерно

2,57.. Относительно определенных параметров следует учесть следующее, В предлагаемом способе обрабатывают растительные продукты, у которых даже в одном сорте сообразно своей природе появляются колебания в самых различных направлениях, например в содержаниях масла, воды, кислоты, развития аромата и т.п., причем такие колебания могут возникнуть не только вследствие условий погоды, но и условия хранения и время хранения до обработки могут оказать влияния на эти параметры.

Формула изобретения

1.Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое, преимущественно масс-какао, путем нейтрализации в тонком слое о под давлением при 70-100 С, обезвоживания, дегазации, стерилизации, выдержки, окончательного обезвоживания, дегазации и охлаждения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки жидких масс, нагрев при стерилизации

О осуществляют до 100-150 С, преимущественно 135 С, при одновременном непрерывном перемешивании и нагнетании массы до большего объема, а массу удаляют и охлаждают до температуры

50- 100 С с последующим образованием тонкого слоя, а перед и после отвода массы часть потока возвращают на стадию нагрева.

2, Устройство для непрерывной термомеханической обработки жидких масс, 4Ье. 1

26 .

9 150542 содержащее два аппарата для тонкос ойной обработки продукта, связанных с системой подвода и отвода продукта и теплоносителя с целью повышения качества обработки жидких масс, о т

5 л и ч а ю ш е е с я тем, что оно снабжено подпорным реактором, установленным между аппаратами для тонкослойной обработки и выполненным в виде цилиндрического корпуса, окруженного теплообменной рубашкой, внутри которого с зазором расположено перемешивающее приспособление в виде ротора с лопастями, и проточным холо- g дильником, установленным между подпорным реактором и вторым аппаратом

9 !О для тонкослайной обработки, прп этом ныхоцной патрубок реалтора снабжен возвратным трубопроводом, конец которого соединен с внутренней полостью реактора в верхней его части, а нижняя часть реактора в месте выходного патрубка снабжена насосом, при этом каждая лопасть выполнена в виде кобы, боковая стайка которой по горизонтали и вертикали расположена под углом к передней стойке скобы, находящейся в контакте с внутренней стенкой цилиндрического корпуса, а задний край скобы снабжен ост рием для отрыва прадук та.

1505429

Составитель Н,Милорадова

Техред M.Ìîðãåöòàë

Корр ек тор В. Каб аций сРедактор Ю,Середа

Заказ 5271/58

Тираж 525

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ч

tslw

Ъ>

Фсф

0 р ) )

9>

3 до оо мо ао ао ио тюнпература t(ej

Фиг. Ю пасси

Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления Способ непрерывной термомеханической обработки жидких масс в тонком слое и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности и применяется для пароконтактного нагрева жидких пищевых продуктов

Изобретение относится к оборудованию для обработки жидкостей и может использоваться в пищевой промышленности и сельскохозяйственном производстве

Изобретение относится к пищевой промьшшенности, к производству шоколадных масс, в Частности к устройствам для дополнительной обработки жидких и полужидких шоколадных масс для повышения их качества, вкуса и аромата

Изобретение относится к пищевой промышленности, кондитерской ее отрасли

Изобретение относится к кондитерской промышленности, в частности для отливки шоколада, кремов, пасты и т.д
Наверх