Устройство для концентрирования жидких пищевых продуктов
Владельцы патента RU 2509514:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для концентрирования. Устройство для концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающее вымораживание влаги из растворов, выполнено в виде цилиндрической емкости, изготовленной из пищевой нержавеющей стали и имеющей теплоизолированную крышку для заливного отверстия, а также дно со сливным отверстием и сливным трубопроводом с запорным вентилем для удаления концентрата и растворителя. Данная емкость установлена в другую теплоизолированную цилиндрическую емкость большего диаметра, В кольцевом объеме, образованном цилиндрическими поверхностями емкостей, установлен змеевиковый испаритель холодильной машины и трубчатый электронагревательный элемент, предусмотренный для оттаивания вымороженной влаги, а свободное пространство заполнено хладоносителем, в котором расположен чувствительный элемент термометра сопротивления. Использование изобретения позволит получить концентрат жидких пищевых продуктов, имеющий высокие качественные показатели при низких затратах энергии. 1 ил. 1 табл.
Изобретение относится к технике концентрирования жидких пищевых продуктов путем вымораживания части растворителя из раствора, предусматривается использование преимущественно в пищевой промышленности для концентрирования летучих, термолабильных продуктов, может применятся в медицинской, химической отраслях, а также для очистки воды.
Известен аппарат для концентрирования натуральных соков, содержащий корпус с рубашкой для подачи хладагента, входной и выходной патрубки и вал со скребками для скапливания намерзающего на внутреннюю поверхность корпуса льда [1].
Недостатки данного аппарата заключаются в том, что при работе потребляется значительное количество энергии, оборудование подвергается интенсивному износу, происходит загрязнение готового продукта частичками металла за счет того, что в процессе эксплуатации скребки и корпус находятся в непосредственном контакте, кроме того такой способ очистки предусматривает сложную систему отделения концентрата от мелкодисперсной ледяной шуги.
Известен способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов основанный на предварительном охлаждении поступающего на концентрирование продукта, намораживания влаги в виде льда на сменных осаждаемых поверхностях в целях исключения образования смеси кристаллов льда с пищевым продуктом и последующее плавление льда. [2].
Недостатком данного способа является необходимость использования операции погружения охлаждаемой поверхности в концентрируемый раствор и удаления охлаждаемой поверхности с намороженным льдом из концентрата, а также необходимость использования устройства для выполнения этих операций.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, увеличение производительности, а также повышение надежности используемого оборудования, а также получение концентрата, имеющего качественные показатели при низких затратах энергии.
Техническая задача достигается тем, что намораживание влаги осуществляют на цилиндрической поверхности емкостного концентратора-испарителя.
На рис.1 показан предлагаемый концентратор-испаритель, представляющий из себя цилиндрическую емкость 1, изготовленную из пищевой нержавеющей стали, имеющую дно со сливным отверстием 2, сливным трубопроводом 3 и запорным вентилем 4 для удаления концентрата и растворителя. Данная емкость установлена в другую теплоизолированную цилиндрическую емкость большего диаметра 5, в кольцевом объеме, образованном цилиндрическими поверхностями емкостей, установлен змеевиковый испаритель холодильной машины 6, и трубчатый электронагревательный элемент 7 предусмотренный для оттайки вымороженной влаги, свободное пространство заполнено хладоносителем, в котором расположен чувствительный элемент термометра сопротивления 8. Концентратор-испаритель имеет теплоизолированную крышку 9 заливного отверстия.
Работает концентратор-испаритель следующим образом: концентрируемый продукт заливается во внутренний цилиндр 1, при помощи холодильной машины понижается температура хладоносителя и поддерживается на заданном уровне ниже криоскопической точки. При намораживании определенного количества льда на стенках цилиндра 1, открывается запорный вентиль 4 и по сливному трубопроводу 3 удаляется концентрат. Далее подается напряжение на электронагревательный элемент 7, лед плавится, образовавшаяся талая вода удаляется по сливному трубопроводу 3.
Пример. Молочную сыворотку объемом 4 л, замерив предварительно плотность исходного раствора, заливают в концентратор-испаритель, задают температуру хладоносителя -2°C. Понижая температуру хладоносителя до -2°C раствор концентрируют в течении 15 минут. По прошествии времени сливают концентрат замеряя его плотность, затем включают электротены, оттаивают намороженный лед и сливают талую воду, после температуру хладоносителя понижают до -3°C, замеряют плотность исходного раствора, заливают в концентратор-испаритель, концентрируют в течении 15 минут, сливают замеряя плотность концентрата и талой воды. Таким образом постепенно понижают температуру хладоносителя до -6°С, полученные результаты записывают в таблицу 1.
| Таблица 1 | |||||
| № примера | Температура, °C | Плотность раствора, кг/м3 | Плотность концентрата, кг/м3 | Плотность талой воды, кг/м3 | Количество вымороженной влаги, мл |
| 1 | -2 | 1020,0 | 1022,0 | 1007,0 | 510 |
| 2 | -3 | 1022,0 | 1024,0 | 1009,0 | 514 |
| 3 | -4 | 1024,0 | 1025,8 | 1011,5 | 518 |
| 4 | -5 | 1025,8 | 1027,4 | 1015,0 | 522 |
| 5 | -6 | 1027,4 | 1028,6 | 1019,0 | 524 |
Показатели плотности исходного раствора сыворотки, полученного концентрата, растворителя
В результате реализации предложенного устройства значительно уменьшается время концентрирования, поскольку разделение происходит непосредственно в цилиндрической емкости испарителя-концентратора, упрощается конструкция, повышается надежность используемого оборудования, исключается загрязнение концентрата материалом износа, и расход энергии, потребляемой устройством, является минимальным.
Источники литературы
1. Алексеев П.А. и др. Применение холода в производстве виноградных вин и концентрировании соков. М., Госиздат торговой литературы, 1962, с.41-45.
2. Авторское свидетельство СССР №685271, кл. A23L 3/100, 1978.
Устройство для концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающее вымораживание влаги из растворов, характеризующееся тем, что оно выполнено в виде цилиндрической емкости, изготовленной из пищевой нержавеющей стали и имеющей теплоизолированную крышку для заливного отверстия, а также дно со сливным отверстием и сливным трубопроводом с запорным вентилем для удаления концентрата и растворителя, причем данная емкость установлена в другую теплоизолированную цилиндрическую емкость большего диаметра, в кольцевом объеме, образованном цилиндрическими поверхностями емкостей, установлен змеевиковый испаритель холодильной машины и трубчатый электронагревательный элемент, предусмотренный для оттаивания вымороженной влаги, а свободное пространство заполнено хладоносителем, в котором расположен чувствительный элемент термометра сопротивления.
