Экстрактор для обработки плодово-ягодных выжимок

 

Использование: в пищевой промышленности при экстракционном разделении выжимок на диффузионный сок или краситель и пищевые волокна. Сущность изобретения: экстрактор содержит экстракционную емкость, связанные с ней средства подачи экстрагента, источник сниженного газа и шнековый питатель, выполненный в виде соединенного с источником сжиженного газа корпуса с загрузочным бункером и выходным отверстием, соединенным с экстракционной емкостью, расположенного в корпусе приводного шнека с осевым каналом и расположенного в последнем источника ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, свободный конец которого расположен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора. 1 ил.

Изобретение относится к конструкции экстрактора для плодово-ягодных выжимок и может быть использовано в пищевой промышленности при извлечении диффузионного сока или пищевого красителя и получении пищевых продуктов пониженной питательной ценности.

Известен экстрактор для обработки плодово-ягодных выжимок, содержащий экстракционную емкость, связанные с ней средства подачи экстрагента и шнековый питатель, выполненный в виде корпуса с загрузочным бункером и выходным отверстием, соединенным с экстракционной емкостью, и расположенного в корпусе приводного шнека [1] Недостатками этого устройства являются экстенсивность экстракции и неполное извлечение целевого продукта из-за неразвитой поверхности контакта фаз и высокого диффузионного сопротивления сырья.

Предлагаемый экстрактор для обработки плодово-ягодных выжимок, содержащий экстракционную емкость, связанные с ней средства подачи экстрагента и шнековый питатель, выполненный в виде корпуса с загрузочным бункером и выходным отверстием, соединенным с экстракционной емкостью, и расположенного в корпусе приводного шнека, согласно изобретению снабжен источником сжиженного газа, соединенным с корпусом шнекового питателя, и источником ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, шнек питателя выполнен с осевым каналом, источник ультразвука расположен в последнем, а свободный конец концентратора продольных колебаний размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора.

Такая конструкция экстрактора позволяет при запитке распушить сырье, разрушив его клеточные оболочки и межклеточные связи, что увеличивает поверхность контакта фаз и снижает диффузионное сопротивление сырья, в итоге обеспечивая интенсификацию процесса экстракции и увеличение полноты выхода целевого продукта.

На чертеже показан предлагаемый экстрактор, разрез.

Экстрактор для обработки плодово-ягодных выжимок содержит экстракционную емкость 1, связанные с ней средства 2 подачи экстрагента и шнековый питатель, выполненный в виде корпуса 3 с загрузочным бункером 4 и выходным отверстием 5, соединенным с экстракционной емкостью 1, источника 6 сжиженного газа, соединенного с корпусом 3 патрубком 7, размещенного в корпусе 3 приводного шнека 8 с осевым каналом 9, в котором расположен источник 10 ультразвука со стержневым концентратором 11 продольных колебаний, свободный конец которого расположен в выходном отверстии 5 корпуса 3 с образованием кольцевого зазора 12.

Экстрактор работает следующим образом.

Выжимки, например яблочные при извлечении диффузионного сока или черноплодно-рябиновые при извлечении пищевого красителя, подают каким-либо загрузочным устройством (не показано) в бункер 4, откуда они захватываются приводным шнеком 8 и транспортируются по корпусу 3 в направлении выходного отверстия 5. Одновременно из источника 6 сжиженного газа по патрубку 7 в корпус 3 подают сжиженный газ при температуре, близкой к температуре экстракции или сырья, и давлении, обеспечивающем при этой температуре жидкое фазовое состояние используемого газа. В процессе транспортировки шнеком 8 по корпусу 3 происходит смешивание сырья со сжиженным газом и его пропитка последним. При достижении смесью выходного отверстия 5 корпуса 3 она поступает в зазор 12 между стержневым концентратором 11 продольных колебаний и поверхностью отверстия 5 и перемещается к торцовой поверхности стержневого концентратора 11, колеблемого от расположенного в осевом канале 9 шнека 8 источника 10 ультразвука. С торцовой поверхности стержневого концентратора 11 при взаимодействии с ней и за счет вскипания с резким увеличением объема сжиженного газа при падении давления на входе в экстракционную емкость 1 происходит диспергирование смеси в емкость 1 с полным разрушением агломератов выжимок. Кавитационное изменение давления в результате наложения на смесь в процессе транспортировки по зазору 12 и распыления с торцовой поверхности стержневого концентратора 11 продольных колебаний ультразвука приводит к накоплению усталостных напряжений и разрушению межклеточных связей и клеточных оболочек выжимок. Вскипание впитанного выжимками сжиженного газа, происходящее с резким увеличением объема, аналогично приводит к разрушению межклеточных связей и клеточных оболочек сырья. Резкое охлаждение смеси, происходящее в результате адиабатного расширения и испарения сжиженного газа, приводит к частичному переходу сжиженного газа и внутренней влаги выжимок в твердое фазовое состояние, происходящему с увеличением объема. Это также приводит к разрушению связей и клеточных оболочек выжимок. В результате в экстракционную емкость 1 поступает распушенное сырье с многократно увеличенной удельной поверхностью, обладающее значительно сниженным диффузионным сопротивлением вследствие нарушения сплошности клеточных оболочек. Одновременно с сырьем в экстракционную емкость 1 подают экстрагент из средств 2. Увеличенная поверхность контакта фаз вследствие распушенного состояния выжимок и сниженное диффузионное сопротивление в результате практически полного разрушения клеточных оболочек облегчают доступ экстрагенту к внутреннему содержимому клеток, интенсифицируя массообмен и увеличивая выход экстрактивных веществ сока или красителя. После завершения экстракции экстрагент совместно с экстрактивными веществами отделяют от шрота, представляющего собой очищенные пищевые волокна, при их раздельном выводе из экстракционной емкости 1 или иным образом. Далее экстрагент при необходимости отгоняют из экстракта, а шрот сушат с получением двух целевых продуктов экстракта в виде диффузионного сока или красителя и очищенных пищевых волокон, используемых в качестве практически неусваиваемого компонента пищевых продуктов с пониженной питательной ценностью.

Таким образом, предлагаемый экстрактор для обработки плодово-ягодных выжимок обладает возможностью интенсификации процесса экстракции по сравнению с известными и позволяет наиболее полно извлечь экстрактивные вещества, что увеличивает выход красителя или диффузионного сока и повышает качество получаемых пищевых волокон за счет снижения содержания в них примесей.

Формула изобретения

ЭКСТРАКТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ ВЫЖИМОК, содержащий экстракционную емкость, связанные с ней средства подачи экстрагента и питатель, выполненный в виде корпуса с загрузочным бункером и выходным отверстием, соединенным с экстракционной емкостью, и расположенного в корпусе приводного шнека, отличающийся тем, что он снабжен источником сжиженного газа, соединенным с корпусом шнекового питателя, и источником ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний, в шнеке выполнен осевой канал, при этом источник ультразвука расположен в последнем, а свободный конец стержневого концентратора продольных колебаний размещен в выходном отверстии корпуса с образованием кольцевого зазора.

РИСУНКИ

Рисунок 1