Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов

Сотоэ СоветскииСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)приоритет тооударавсииый коиитет СССР ао делам иэобретеиий и открытийОпубликовано 1506. 82 Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 15.06.82ЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХХ ПИЦЕВЫХ ПРОДУКТОВ Изобретение относится к техникеконцентрирования жидких пищевых про.дуктов путем вымораживания частирастворителя, преимущественно дляпищевой промышленности, и может бытьиспользовано в медицине и химичес"кой промышленности дяя производстваконцентрированных термолабильныхпродуктов, а также для опресненияморской воды.По основному авт.св. 11 685271известен способ получения концентри"рованных жидких пищевых продуктов,предусматривающий намораживаниевлаги в виде льда на охлаждаемую поверхность и последующее плавлениельда, Для получения раствора заданной концентрации применяют двух,трех и многоступенчатое выморажива"ние Г 1,Однако при существующем способенаблюдаются 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 кон" 5центрируемым раствором Тр и охлаждаемой поверхностью, т.е. начинать процесс при температуре на поверхности Тп на 10-15 оС ниже равновес- Оной 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 дТ 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 й50 3 93506разность температур дТ уменьшается,скорость кристаллизации падает, приближаясь к скорости удаления концентрата от межфаэной поверхности,исключая тем самым возможность захва.та растворенных веществ структуройкристалла. Однако общие потери растворенных веществ с удаляемым льдомвелики В результате роста термического сопротивления дальнейшее ведение процесса приводит к равенствутемператур поверхности намораживания и раствора и процесс кристаллизации прекращается. К тому же резуль"тату приводит и увеличение концентрации раствора вследствие вымораживаниячасти растворителя: более концентрированный раствор требует более низких температур на охлаждаемой поверхности.20Целью изобретения является уменьшение потерь растворенных веществс удаляемым льдом путем уравниванияскорости 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 понижениетемпературы охлаждаемой поверхности,обеспечивая постоянную разность температур между концентрируемым продуктом и поверхностью намораживанияв 1"4 С. Иначе говоря, процесс проводят при постоянной движущей силепроцесса, т.е. при оптимальной разности температур ьТ между концентрируемым раствором и поверхностьюЕонамораживания, обеспечивающей равенство скорости кристаллизации искорости удаления от границы разделафаз. Постоянная разность температурподдерживается путем непрерывногопонижения температуры охлаждаемойповерхности намораживания с учетомувеличения толщины льда, Процессзаканчивается после получения раствора требуемой концентрации.П р и м е р. Предварительно охлажденный до температуры ТоС яблочный сок с содержанием сухих веществ11,41 поступает в промежуточную емкость, иэ которой циркуляционным55насосом подается в кристаллизатор.Температура начала кристаллизациидля сока с такой концентрацией 5 4минус 1,30 С. Для того, чтобы свестик минимуму потери растворенных веществ необходимо поддерживать оптимальную разность температур междуконцентрируемым раствором и поверхностью намораживания Т-30 С. Такимобразом, на первой ступени вымораживания целесообразно установигьтемпературу поверхности намораживания Т В -1,3-2,5=-3,8 С.После образования на поверхностинамораживания максимально возможного количества льда наступает время второй ступени вымораживания;1в вымораживателе находится концентрированный раствор 29, температуракристаллизации которого согласно графику составляет минус 3,8 оС. Учитывая потери, вызванные термическимсопротивлением слоя, и учитывая оптимальную разность температур междураствором и поверхностью намораживания, необходимо понизить температуруповерхности намораживания Т3,8-2,5-1,5=-7,8 С и т.д,Процесс концентрирования можетсодержать от двух и более ступенейвымораживания. После получения раствора требуемой концентрации поверхность нанораживания со льдом извлекается иэ кристаллизатора, оставляяв нем сконцентрированный раствор.На чертеже изображена зависимостьтемпературы замораживания раствораот концентрации сухих веществ.Для идеального введения процессанеобходимо его вести непосредственнпо кривой. Если проводить процессв одну ступень, то для достиженияконцентрации раствора 453 необходимоустановить температуру на поверхности намораживания минус 7,8 С. Величина потерь в данном случае пропорциональна площади АВС. Если жепроцесс состоит из двух ступеней иидет по линии АД-ДЕ-ЕК-КС, то величина потерь сухих веществ со льдомпропорциональна площади АДЕ + ЕКС,Как видно из графика плоцадь АВСнамного превышает площадь АДЕ + ЕКС.Следовательно, величина потерь сухих веществ при двухступенчатомвымораживании сокращается примернов 2 раза. Для достижения более высокой концентрации можно применятьтрехступенчатое и более вымораживание. Для достижения концентрациираствора в 40-50 при поддержанииразности температур между концентри935065 Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов по авт.св. У 685271, о т л и ч а ю " щ и й с я 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 поверхности, 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 й 685271, кл. А 23 1. 3/00, 1978,-б Заказ 4987/8 Тираж 57 исно илиал ППП "Патент" д, ул. Проектна 5руемым раствором и поверхностьюнамораживания менее 1 С необходимоприменять многоступенчатое вымораживание (около 10 ступеней), чтовызывает эксплуатационные трудности,увеличивает сложность управленияпроцессом, С другой стороны приразности температур более 4 С значительно увеличиваются потери сухихвеществ с удаляемым льдом. Оптимальное количество ступеней вымораживания составляет от двух до четырех ступеней, что соответствуетразности температур в 1-4 С,При непрерывном понижении температуры, обеспечивающей постояннуюразность температур между концентрируемым раствором и поверхностью намораживания, производительность уста, новки увеличивается на 15-254, а величина потерь, растворенных потерьс удаляемым льдом, уменьшается на25-304. Формула изобретения