Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов

 

Сотоз Советскии

Соцмалнстичесник республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву М 685271 (ii)935065 (51}M. Кл.

А 23 L 3/36

В 01 0 9/04 (22) Заявлено 13. 08. 80 (21) 2973060/28-13 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

@судараасииый кеиитет

СССР ао делам изебретеиий и открытий

Опубликовано 15 ° 06. 82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК 637.142

{088. 8) (72) Авторы изобретения

О.Г. Комяков, В.А. Воскобойников и О (4; " .ь

Всесоюзный научно-исследовательский . .институт..консервн промышленности и специальной пищевой"-техй щогий гю (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ

ЖИДКИХ ПИЦЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к технике концентрирования жидких пищевых продуктов путем вымораживания части растворителя, преимущественно для пищевой промышленности, и может быть использовано в медицине и химичес" кой промышленности ля производства концентрированных термолабильных продуктов, а также для опреснения морской воды.

llo основному авт.св. Р1 685271 известен способ получения концентри" рованных жидких пищевых продуктов, предусматривающий намораживание влаги в виде льда на охлаждаемую поверхность и последующее плавление льда. Для получения раствора заданной концентрации применяют двух, трех и многоступенчатое выморажива" ние (1), Однако при существующем способе наблюдаются большие потери растворенных веществ с удаляемым льдом.

Как показали исследования, для поддержания кристаллообразования в течение всего цикла намораживания не" обходимо в начальный момент процесса поддерживать значительную разность температур ьТ между кон5 центрируемым раствором Тр и охлаждаемой поверхностью, т.е. начинать процесс при температуре на поверхности Тп на 10-15 С ниже равновес-!

О ной для раствора данной концентрации.

Это приводит к тому, что скорость роста кристаллов в начальный момент значительно превышает скорость удаления концентрированного раствора от границы раздела фаз. Период с максимальным gT характеризуется интенсивным намораживанием льда, однако при этом происходит усиленный захват растворенных веществ межкристаллической структурой, а это обуславлйвает большие потери растворенных веществ с удаляемым льдом. По мере увеличения слоя льда растет его термическое сопротивление R

3 935о6 разность температур дТ уменьшается, скорость кристаллизации падает, приближаясь к скорости удаления концентрата от межфаэной поверхности, исключая тем самым возможность захвата растворенных веществ структурой кристалла. Однако общие потери растворенных веществ с удаляемым льдом велики.. В результате роста термического сопротивления дальнейшее веде- 10 ние процесса приводит к равенству температур поверхности намораживания и раствора и процесс кристаллизации прекращается. К тому же резуль" тату приводит и увеличение концентра- 15 ции раствора вследствие вымораживания части растворителя: более концентрированный раствор требует более низких температур на охлаждаемой поверхности.

Целью изобретения является уменьшение потерь растворенных веществ с удаляемым льдом путем уравнивания скорости продвижения фронта кристаллизации и скорости удаления от раздела фаз раствора повышенной концентрации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения концентрированных жидких пищевых про.дуктов в процессе намораживания влаги осуществляют непрерывное понижение температуры охлаждаемой поверхности, обеспечивая постоянную разность температур между концентрируемым продуктом и поверхностью намораживания в 1"4 С. Иначе говоря, процесс проводят при постоянной движущей силе процесса, т.е. при оптимальной разности температур л Т между концентрируемым раствором и поверхностью

Ео намораживания, обеспечивающей равенство скорости кристаллизации и скорости удаления от границы раздела фаз. Постоянная разность температур поддерживается путем непрерывного понижения температуры охлаждаемой поверхности намораживания с учетом увеличения толщины льда. Процесс заканчивается после получения раствора требуемой концентрации.

Пример. Предварительно охлажденный до температуры Т -5оС яблочный сок с содержанием сухих веществ

11,4 поступает в промежуточную емкость, иэ которой циркуляционным

55 насосом подается в кристаллизатор.

Температура начала кристаллизации для сока с такой концентрацией

5 ф минус 1,30С. Для того, чтобы свести к минимуму потери растворенных веществ необходимо поддерживать оптимальную разность температур между концентрируемым раствором и поверхностью намораживания Т-2-3 С. Таким образом, на первой ступени вымораживания целесообразно установигь температуру поверхности намораживания Тпоб 1 3 2 5= 3

После образования на поверхности намораживания максимально возможного количества льда наступает время второй ступени вымораживания:

1 в вымораживателе находится концентрированный раствор 29io, температура кристаллизации которого согласно графику составляет минус 3,8 С. Учитывая потери, вызванные термическим сопротивлением слоя, и учитывая оптимальную разность температур между раствором и поверхностью намораживания, необходимо понизить температуру поверхности намораживания Тп --3,8-2,5-1,5=-7,8 С и т.д, Процесс концентрирования может содержать от двух и более ступеней вымораживания. После получения раствора требуемой концентрации поверхность нанораживания со льдом извлекается иэ кристаллизатора, оставляя в нем сконцентрированный раствор.

На чертеже изображена зависимость температуры замораживания раствора от концентрации сухих веществ.

Для идеального введения процесса необходимо его вести непосредственн:з по кривой Если проводить процесс в одну ступень, то для достижения концентрации раствора 451 необходимо установить температуру на поверхности намораживания минус 7,8 С. Величина потерь в данном случае пропорциональна площади АВС. Если же процесс состоит из двух ступеней и идет по линии АД-ДЕ-EK-КС, то величина потерь сухих веществ со льдом пропорциональна площади АДЕ + ЕКС.

Как видно из графика плоцадь АВС намного превышает площадь АДЕ + ЕКС.

Следовательно, величина потерь сухих веществ при двухступенчатом вымораживании сокращается примерно в 2 раза. Для достижения более высокой концентрации можно применять трехступенчатое и более вымораживание. Для достижения концентрации раствора в 40-5(jr, при поддержании разности температур между концентри935065

6Формула изобретения

-б

ВНИИПИ Заказ 4987/8 Тираж 570, Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 руемым раствором и поверхностью намораживания менее 1 С необходимо применять многоступенчатое вымораживание (около 10 ступеней), что вызывает эксплуатационные трудности, увеличивает сложность управления процессом. С другой стороны при разности температур более 4 С значительно увеличиваются потери сухих веществ с удаляемым льдом. Опти- 16 мальное количество ступеней вымораживания составляет от двух до четырех ступеней, что соответствует разности температур в 1-4 С.

При непрерывном понижении темпе- ls ратуры, обеспечивающей постоянную разность температур между концентрируемым раствором и поверхностью намораживания, производительность уста, новки увеличивается на 15-254, а ве- 20 личина потерь, растворенных потерь с удаляемым льдом, уменьшается на

25 304.

Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов по авт.св. У 685271, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью умень" шения потерь растворенных веществ с удаляемым льдом путем уравнивания скорости продвижения фронта кристаллизации и скорости удаления от раздела Фаз раствора повышенной кон" центрации, в процессе намораживания влаги осуществляют непрерывное понижение температуры ахлаждаемой hoверхности, обеспечивая постоянную разность температур между концентри" руемым продуктом и поверхностью намо -. раживания в 1-4 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 685271, кл. A 23 L 3/00, 1978.