Способ производства осветленных соков или виноматериалов в непрерывном потоке

 

Использование: в пищевой промышленности и виноделии. Сущность изобретения: сок или виноматериал смешивают с сорбентом с получением суспензии, подают ее в поле центробежных сил с образованием пленочного режима течения и генерируют в суспензии ультразвуковые колебания путем барботирования в пленку суспензии сверхзвукового закрученного потока пара, подаваемого предпочтительно в пульсирующем режиме, для адсорбации на сорбенте белков и окислительных ферментов, коагуляции и седиментации взвесей и стерилизации сырья, после чего фазы разделяют. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к пищевой промышленности и виноделию и может быть использовано в производстве осветленных стерилизованных соков и виноматериалов.

Известен способ производства осветленных соков или виноматериалов в непрерывном потоке, включающий смешивание сырья с сорбентом для адсорбции на нем белков и окислительных ферментов, генерирование в потоке суспензии сырья с сорбентом ультразвуковых колебаний путем пульсирующей подачи на натянутые струны из упругого материала для коагуляции и седиментации взвесей и стерилизации сырья и разделение фаз.

Недостатками этого способа являются низкая надежность стерилизации и сложность разделения фаз при малой степени коагуляции из-за низкой энергоемкости генерируемых в суспензии ультразвуковых колебаний.

Задачей изобретения является увеличение энергоемкости генерируемых в смеси ультразвуковых колебаний.

Поставленная задача решается тем, что в способе производства осветленных соков или виноматериалов в непрерывном потоке, включающем смешивание сырья с сорбентом для адсорбции на нем белков и окислительных ферментов, генерирование в потоке суспензии сырья с сорбентом ультразвуковых колебаний для коагуляции и седиментации взвесей в стерилизации сырья и разделение фаз, согласно изобретению, генерирование в потоке суспензии сырья с сорбентом ультразвуковых колебаний осуществляют путем барботирования в суспензию сверхзвукового закрученного потока пара, предпочтительно при подаче на барботирование в пульсирующем режиме, а перемещение потока суспензии осуществляют при пленочном режиме течения в поле центробежных сил.

Это позволяет увеличить энергоемкость генерируемых в суспензии ультразвуковых колебаний, что усиливает коагуляцию взвесей и повышает надежность стерилизации.

Способ реализуется следующим образом.

Сок или виноматериал смешивают с сорбентом одним из известных приемов с получением суспензии сорбента в обрабатываемом сырье и подают суспензию в поле центробежных сил, создаваемое, например, вращением емкости, в которую осуществляют подачу суспензии, или введением суспензии тангенциально с высокой линейной скоростью в емкость, выполненную по форме тела вращения. В поле центробежных сил суспензия распределяется по стенке емкости в виде пленки, текущей по спирали. Одновременно в пленку суспензии барботируют закрученный сверхзвуковой поток пара, предпочтительно подаваемый на барботирование в пульсирующем режиме. Выход пара в пленку суспензии при сверхзвуковой скорости истечения потока пара происходит с турбулентным срывом на выходе из подающих каналов, особенно интенсивным при импульсном режиме подачи пара. Этот процесс сопровождается образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Далее закрученный поток пара перемещается через пленку суспензии в виде потока с бочкообразной формой, для которого характерно образование регулярных скачков уплотнения в узлах потока. После этого поток пара дробятся на отдельные пузырьки, всплывающие в пленке суспензии под действием силы инерции, архимедовой силы выталкивания и при противодействии сил трения и поля центробежных сил. В таких условиях в пузырьках пара возникают тороидальные потоки и пульсации объема, а в пленке суспензии турбулентные завихрения и спутные потоки в зоне контакта с паром. В результате резко увеличивается скорость обновления поверхности контакта фаз и уменьшается толщина пограничного ламинарного слоя. В итоге при характерных для данного способа числах Рейнольдса, равных 100-1000, определенные по времени числа Нуссельта достигают значений 30-80. При теплообмене с такой интенсивностью пузырьки пара охлаждаются и конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей. Под действием поля ультразвуковых колебаний увеличенной энергоемкости при интенсификации перемешивания суспензии и температурного воздействия, вызывающего самопроизвольную коагуляцию белков, образуются крупные агломераты взвесей хлопьевидной формы. В результате повышения температуры суспензии падает прочность клеточных оболочек микрофлоры и увеличивается их проницаемость под действием ультразвуковых колебаний. Это приводит к гибели как вегетативной, так и споровой форм микрофлоры в результате нарушения сплошности или необратимых деформаций клеточных оболочек, ослабленных тепловым воздействием, под действием ультразвука или в результате термокоагуляции их содержимого при проникновении горячей жидкой фазы в клетки с повышенной ультразвуком проницаемостью клеточных оболочек. В результате происходит стерилизация суспензии при меньшем удельном энерговводе с большей надежностью. Обработанная таким образом суспензия поступает на разделение фаз, где взвеси с увеличенными размерами частиц легко отделяются от стерильной жидкой фазы осветленного сырья.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить надежность стерилизации и облегчить отделение взвесей, скоагулированных в крупные агломераты, в результате увеличения энергоемкости генерируемых в обрабатываемом сырье ультразвуковых колебаний.

Формула изобретения

1. Способ производства осветленных соков или виноматериалов в непрерывном потоке, предусматривающий смешивание сырья с сорбентом для адсорбции на нем белков и окислительных ферментов, генерирование в потоке суспензии сырья с сорбентом ультразвуковых колебаний для коагуляции и седиментации взвесей и стерилизацию сырья и разделение фаз, отличающийся тем, что генерирование в потоке суспензии сырья с сорбентом ультразвуковых колебаний осуществляют путем барботирования в суспензии сверхзвукового закрученного потока пара, а перемещение потока суспензии осуществляют при пленочном режиме течения в поле центробежных сил.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу сверхзвукового потока пара на барботирование осуществляют в пульсирующем режиме.