Способ стерилизации жидких продуктов

 

Использование: стерилизация жидких продуктов в пищевой промышленности и медицине. Сущность изобретения: способ стерилизации жидких продуктов, при котором создают пленочный режим течения продукта путем его подачи в поле центробежных сил. Тепловую обработку осуществляют путем барботирования пара через пленку продукта, при этом происходит его конденсация. Барботирование пара осуществляют после его ускорения в соплах. 2 з.п. ф-лы.

(sijs А 23 С 3/02

Комитет Российской Федерации по патентам и товарищм знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .;;, ;, .„„,„„ /1 OTEy, К ПАТЕНТУ

1 (21) 4905716/13 (22) 14.12,90 (46) 07.09.93. Бюл, йг 33 — 36 (76) Квасенков О,И., Артамонов Н.А., Горшенин П.А., Касьянов Г.И. (54) СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ

ПРОДУКТОВ (57) Использование: стерилизация жидких продуктов в пищевой промышленности и

Изобретение относится к технологии стерилизации жидких продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности и медицине, Известен способ стерилизации жидких продуктов, включающий обработку потока продукта ультразвуком (патент Франции ЬЬ

2575614, кл. А 23 1 3/30, 1986).

Недостатками этого способа являются высокая энергоемкость процесса. связанная с низким КПД обработки при затухании ультразвука в обрабатываемом объеме, и низкая эффективность, связанная с сохранением ферментов при уничтожении микроорганизмов, что приводит к ухудшению качества стерильного продукта, особенно пищевого, при хранении.

Также известен способ стерилизации жидких продуктов, включающий создание пленочного режима течения продукта в поле линейных инерционных сил и тепловую обработку пленки паром с одной стороны и охлаждения с другой (патент США % 3988112, кл. А 23 С 3/02, 1976), „,RU„„2000058 С медицине. Сущность изобретения: способ стерилизации жидких продуктов, при котором создают пленочный режим течения продукта путем его подачи в поле центробежных сил. Тепловую обработку осуществляют путем барботирования пара через пленку продукта, при этом происходит его конденсация. Барботирование пара осуществляют после его ускорения в соплах. 2 з.п. ф-лы.

Этот способ позволяет разрушить ферменты при стерилизации, чем исключить порчу продукта при хрвнении, но обладает высокой энергоемкостью из-за низкого КПД теплоотдачи при неразвитой поверхности теплообмена, что ведет к увеличению расхода пара и снижению эффективности тепловой обработки при диссипации тепловой энергии пара в окружающую среду и значительном температурном градиенте по сечению пленки продукта, что увеличивает среднерасходовую температуру продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ стерилизации жидких продуктов, включающий создание пленочного режима течения продукта в поле гравитационных сил итепловую обработку пленки паром с двух сторон (патент США М 4461780, кл. А 23 С 3/02, 1984).

Этот способ обладает повышенным коэффициентом теплоотдачи эа счет увеличения вдвое поверхности теплообмена, íî его энергозатраты остаются значительными изза ламинарного режима течения пленки

2000058

55 ч продукта, ухудшающего условия теплообмена внутри пленки, что повышает энергоэатраты на стерилизацию из-за высокой среднерасходовой температуры потока продукта и снижает эффективность обработки при необходимости перегрева до испарения поверхностных слоев пленки для прогрева центральных до необходимой температуры, Целью изобретения является сокращение энергозатрат и повышение эффективности процесса, Указанная цель достигается тем, что в способе стерилизации жидких продуктов, включающем создание пленочного режима течения продукта и тепловую обработку пленки паром, пленочный режим течения продукта создают путем его подачи в поле центробежных сил, а тепловую обработку осуществляют путем барботирования пара через пленку продукта.

Это позволяет интенсифицировать теплообменные процессы в пленке продукта за счет турбулиэации ее течения и вихревых токов в барботируемых пузырьках пара, а также развития поверхности теплообмена, что одновременно повышает эффективность стерилизации за счет снижения среднерасходовой температуры жидкого продукта и снижает энергоемкость процесса эа счет уменьшения диссипации тепловой энергии пара.

Предусмотрено осуществление барботирования пара через пленку продукта путем ускорения его в соплах, Это позволяет повысить скорость вдува пара, чем интенсифицировать теплообмен, а также генерировать в пленке продукта ультразвуковые колебания, разрушающие микроорганизмы при более низких температурах, что снижает энергоемкость процесса и повышает качество готового продукта за счет исключения выпаривания и термодеструкции вкусоароматических и других термолабильных ингредиентов обрабатываемого продукта.

Изобретением также предусмотрено осуществление подачи пара таким образом, что в пленке продукта происходит его конденсация.

Это позволяет генерировать акустические колебания большей мощности за счет кавитационного изменения давления в пленке продукта при схлопывании пузырьков пара и повысить КПД теплоотдачи за счет использования экзотермического эффекта кондвнсации пара, что снижает энергоемкость процесса и повышает его эффективность за счет повышения вероятности уничтожения микроорганизмов и рас5

45 щепления ферментов при активирующем воздействии ультразвука высокой удельной

МОЩНОСТИ.

Способ реализуется следующим образом.

Жидкий продукт подают в поле центробежных сил, создаваемое, например, вращением емкости, в которую осуществляют подачу продукта, или тангенциальным вводом продукта при высокой линейной скорости в емкость, имеющую форму тела вращения. При этом жидкий продукт растекается по периферии этой емкости, образуя движущуюся пленку ча ее стенке. Для тепловой обработки пленки продукта через стенки емкости, используя перфорации или поры в ней, в емкость подают пар, который в виде отдельных пузырьков барботируется через пленку продукта. Высокая скорость вдува пара в пленку продукта обеспечивает интенсификацию теплообменных процессов за счет турбулизации течения пленки и вихревых токов в самих пузырьках пара, чем снижается энергоемкость процесса и повышается его эффективность за счет снижения среднерасходовой температуры обрабатываемой жидкости. В отличие от традиционных методов барботирования предлагаемый способ позволяет испольэовать повышенные скорости вдува пара за счет исключения брызгоуноса в поле центробежных сил.

Пропускание пара через перфорацию в стенках емкости, выполненную в виде сопел, позволяет повысить скорость вдува пара при неизменном перепаде давления на входе и выходе из сопла и генерировать акустические колебания при увеличении в соплах скорости газовой фазы. Генерируемые ультразвуковые колебания передаются жидкой фазе и обеспечивают разрушение микроорганизмов и ферментов при сниженных темпервтурах жидкой фазы. что дополнительно снижает энергоемкость.

Подбор параметров температуры и давления барботируемого пара позволяет осуществлять его конденсацию в пленке обрабатываемого продукта, что приводит к дополнительному повышению КПД теплоотдачи и кавитационному изменению давления в пленке продукта при схлопывании пузырьков пара, что приводит, в свою очередь, к образованию ударной волны в пленке жидкого, продукта. периодически перекрывающей выходное сечение сопел и генерации акустических колебании высокой удельной мощности. что пмвьнлает вероятность разрушения фер «итеа и микроорга2000058

Составитель О. Квасенков

Техред М.Моргентал

Корректор С. Шекмар

Редактор М. Букреева

Заказ 3052

Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская

Подписное наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 низмов при меньшей температуре, чем дополнительно снизить энергоемкость и повысить эффективность обработки.

Такимобразом, предлагаемый способ . позволяет повысить эффективность и 5 снизить энергоемкость стерилизационной обработки жидких продуктов при гарантированном разрушении микроорганизмов и ферментов при турбулизации течения пленки продукта и вихревых токах в барботируе- 10 мых пузырьках пара, а также за счет комбинированной тепловой и акустической обработки жидкого продукта.

Формула изобретения

1. Способ стерилизации жидких продук- 15 тов, включающий создание пленочного режима течения проДукта и тепловую обработку пленки паром, от л и ч à ю шийся тем, что. с целью сОкращения энергозатрат и повышения эффективности, пленочный режим течения продукта создают путем его подачи в поле центробежных сил. а тепловую обработку осуществляют путем барботирования пара через пленку продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что барботирование пара осуществляют путем ускорения его в соплах.

3. Способпопп.! и2,отлича ющийс я тем, что подачу пара осуществляют таким ббразом, что в пленке продукта происходит его конденсация.