Способ производства экстрактов из растительного сырья для напитков

(50 4 С 12 С 3/06, А 23 1. 2/00, В 01 П 1/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии (72) Г,С. Кодин, В.А, Ямников, П.Я.Бачурин и Б.А.Устинников(56) Авторское свидетельство СССР Ф 971874, кл. С 2 С 1/02, 1981.Авторское свидетельство СССР У 827100, кл. В 01 Р 11/02, 1978,ществ и повьипение их концентрации вготовых экстрактах. Исходное сырьезаливают растворителем, производят экстракцию ароматических веществ в замКнутой системе, состоящей из двух сообщающихся между собой сосудов, с многократной циркуляцией растворителя через слой экстрагируемого материала всосудах попеременно в прямом и обратном направлениях и чередуют с выдержкой смоченного сырья под вакумом. Выдержку смоченного сырья под вакуумомосуществляют многократно периодическив течение 25-30 мин. Каждый периодвыдержки в первом сосуде осуществляютпосле циркуляции растворителя во вто- арой и наоборот, осуществляя на каждомпериоде выдержки отбор и конденсациюпаров, содержащих ароматические вещества. 1 ил., 1 табл.(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРАКТОВИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ НАПИТКОВ(57) Изобретение относится к пищевойпроьыпленности, в частности к способупроизводства экстрактов из растительного сырья, Цель изобретения - болееполное извлечение ароматических ве 1325066Изобретение относится к пищеной промьппленности, в частности к способам производства высококонцентриронанных экстрактов из растительного сырья для различных пищевых напитков, 511 елью изобретения является более полное извлечение ароматических веществ и понышение их концентрации н готоных экстрактах.На чертеже приведена схема, реали зующая предлагаемый способ.Исходное растительное сырье поровну загружают в дна сообщающихся между собой экстракционных сосуда 1, 2.В начале процесса в сосуды 1, 2 подают растворитель и выдерживают 30- 35 мин. Затем центробежным насосом 3 основная часть растворителя из сосуда 1 циркулирует в сосуд 2, а смоченное растворителем сырье в сосуде 1 вакуумируют и легколетучие арэматические фракции с наружной поверхности сырья испаряются и поступают в конденсатор-холодильник 4, затем в сборник 5. В процессе вакуумирования для интенсификации процесса через теплообменник 6 сырье, смоченное растворителем, подогревают до 40-45 С. По истечении периода выдержки 15-20 мин смоченного растворителем сырья под вакуумом в первом экстракциониом объеме экстрагент из сосуда 2 циркулирует в сосуд 1, а в сосуде 2 сырье, смоченное растворителем, вакуумируют соподогревом до 40-45 С и отводят с на ружной поверхности сырья пары, содержащие ароматические вещества растительного сырья, т.е. повторяют весь цикл. Полученные все фракции направляют в сборник 5. 40 Периоды выдержки сырья и циркуляции растворителя повторяют многократно до полного извлечения ароматических веществ из сырья. 45Вакуумирование смоченного сырья приводит к интенсивному вскипанию пленки на наружной поверхности сырья и в макропорах сырья, н первую очередь, легколетучей фракции, т.е. эфи рных ароматсодержащих веществ.Однонременно с испарением жидкой фазы на наружной поверхности сырья за счет влаго- и термопроводности интенсифицируется извлечение (экстрагиронание) целевых компонентов из микропор сырья на его поверхности.В процессе многократной циркуляции растноритель смачивает сырье, а в осавшуюся часть растворителя и сырьяподводят дополнительную тепловуюэнергию,За счет многократной конденсациии испарения на наружной поверхностисырья паровой поток, движущийся снизувверх, укрепляется и взрыхляет слойсырья, унеличивая и обновляя поверхность контакта фаз.Экстракцию ароматических веществиз сырья осуществляют испарением пленки образуемой н процессе экстрагирования на наружной поверхности и в микропорах сырья, с последующим отводоми кбнденсацией этих паров, не допуская перехода в экстрагент основноймассы ароматических веществ.При этом происходит двойной процессэкстракции непосредственно с поверхности сырья в паровую фазу и в растворитель при его многократной циркуляции.Учитывая высокую концентрацию ароматических вещестн на поверхности сырья, их высокий коэффициент испаренияи ректификации, паровая фаза наиболееобогащена эфирными маслами и другимиароматическими веществами сырья,В момент обнажения наружной поверхности сырья под накуумом происходит интенсивное испарение жидкой фазы (экстрагента) с поверхности сырья, т.е. из пленки и макропор. При этом температура на наружной поверхности сырья быстро понижается, жидкая фаза испаряется, поэтому температура и влажность внутри пор сырья выше, чем на наружной поверхности, Таким образом, создается температурный градиент и градиент влажности, вследствие чего нысококонцентрированный по эфирным маслам раствор из внутренних пор интенсивно движется на наружную поверхность сырья.Данный способ экстрагиронания сопровождается периодической откачкой жидкой фазы из одного экстрактора в другой, т,е, создается макропульсация жидкой фазы и давления от вакуума до максимально предусмотренного давления, что интенсифицирует процесс массообмена на наружной поверхности сырья и внутри его пор.При работе экстрактора в режиме вакуума с обнаженным сырьем с наруж- ной поверхности сырья происходит интенсивное испарение пленки.13250В нижних слоях сырья, находящихся в жидкой фазе, для поддержания темпе ратуры и процесса испарения по всей высоте слоя сырья через теплообменники подводится соответствующее количес тво тепла. При движении потока паров снизу вверх через слой сырья, незаполненного жидкой фазой, происходит процесс многократного кипячения (испарения) и конденсации паров на поверх ности сырья непосредственно из пленки и макропор на наружной поверхности сырья.В период, когда сырье освобождается от жидкой фазы и идет процесс ис парения пленки под вакуумом, одновременно осуществляется процесс ректификации, сопровождающийся повышением концентрации эфирных масел в паровом потоке экстрактора. 20Роль насадки при этом играет само сырье.Таким образом, массообмен внутри пор и наружной пленки интенсифицируется за счет совокупности существен ных признаков, а именно многократной выдержки сырья под вакуумом с многократной циркуляцией растворителя и отводом парон, обогащенных ароматическими веществами непосредственно 30 с поверхности смоченного сырья и их конденсацией.П р и м е р 1. Экстрагируют растительное сырье - кубебу. В качестве растворителя используют 657.-ный раст вор этилового спирта. В оба экстракционных сосуда загружают по 5 кг кубебы. В первый заливают 25 л этилового спирта, во второй - 25 л этилового спирта и вьщержинают при атмосферном 40 давлении 30 мин. По истечении этого времени 22,5 л растворителя из первого экстракционкого сосуда, содержащего 0,057. экстрактивных веществ, перекачивают во второй, а оставшиеся 2,5 л 45 продолжают экстрагировать сырье в этом же экстракционном сосуде.Смоченное растворителем сырье в первом сосуде выдерживают под вакуумом 40 кПа в течение 25 мин с одно временным отводом паровой фракции, содержащей 157. ароматических веществ, на конденсирование, а затем в сборник.В процессе вакуумирования сырье по 5догревают до 45 С,Цикл повторяют следующим образом.Растворитель во втором экстракторе,повысив концентрацию до 0,1 Х экстрак-,бб 4тинных неществ, в количестне 22,5 лциркулирует в первый, а во втором экстракторе сырье и оставшиеся 2,5 лрастворителя выдерживают под вакуумом,равным 40 кПа, в течение 25 миц с одоновременным подогревом до 45 С и отводом жидкой фрдкции, содержащей 153экстрактивцых веществ, нд концентрирование в сборник, где смешивают с фракцией, полученной в первом цикле, изпервого экстрактора.Новый (второй) цикл начинают циркуляцией растворителя из первого экстрактора во второй, накуумирование смоченного сырья с подогревом и отводомпаровой фракции на конденсацию и далеев сборник при тех же параметрах.Циклы процесса повторяются шестьраз до содержания в циркуляциоццомрастворителе экстрактивцых веществ0,157, а н коцдецсате паровой фракции, полученной при всех шести циклахи смешанных в сборнике, 147. экстрдктивцых веществ. Некоторое сцижециеконцентрации экстрдктинцых веществ впоследних циклах наблюдается за счетистощения экстрактцнцьгх веществ н сырье от цикла к циклу, Таким образом,при совершении всех циклов процессдполучаются две фракции экстрдгецтд:первая с высокой концентрацией ароматических веществ 147, полученная методом испарения пленки ца наружнойповерхности смоченного сырья, и втораяфракция с концентрацией ароматическихвеществ 0,157, являющиеся рабочим,рециркулируемым экстрагентом, Полученный экстракт используют для безалкогольного напитка,П р и м е р 2, Циклы аналогичны примеру 1, при подогрене в процессе вакуумировация до 45 С и выдержке 30 мин. Количество циклов циркуляции растворителя и выдержки сырья под вакуумом 8.Содержание экстрактивцых веществ в циркулирующем растворе от первого до восьмого цикла изменяется соответственно от 0,05 до 0,27, а в конденсированных паровых фракциях от 12 до 87 и в смеси - 107.П р и м е р 3 (коцтрольный). Про-, цесс ведут по примеру 1, только подогрев в процессе вакуумиронация неодут до 39 С, а выдержку 24 миы, Содержание экстрактивцых веществ н раст" ворителе несколько умецьшается (0,051325066 6Продолжение т блицы 0,193), а в смеси паровых фракций 13, 87.,П р и м е р 4 (контрольный). Процесс ведут по примеру 1, только подогрев ведут до 46 и 47 С, а вьщерж ку 32 мин.Содержание экстрактивных веществ в отобранных паровых фракциях и рециркулирующем растворителе не изменяется по сравнению с примером 1, 1 О только теплоэнергоэатраты увеличиваются на 52 по сравнению с примером 1 и составляют 200 ккал.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать 15-103 высококонцентрированных экстрактов из растительного сырья, что снижает их количество при изготовлении напитков и снижает производственные затраты при ведении процесса экстрагирования. 20В таблице приведены сравнительные данные предлагаемого и известного способов. Показатели поспособу Характеристика процесса ввест предому лагае Общая смес 14,0 7,6,0 10,Общая смесь Растворители экстагента , л 25 0 ос вные арома тичес Характеристика процесса каэатели по спосо еще пРедлагаеизве тва переходят впаровуюфрак" ому ому 25 Концентрация ароматических веществ в готовом экстракте, по лученном в конденсатепаровых фракциях, 7. Растительное скубеба, кг 14-О Формула обретени 50 Тт 3 ГЧ 3,7 3,5 Растворитель (растворэтанола), л Концентрация экстрактивных веществ, 7. Конденсаты паровых фракций смоченного сырья,7., для цикла: онцентрация аромаических веществ в00 л растворителя, Х 0 Способ производства экстрактов иэ растительного сырья для напитков, предусматривающий залив растворителем исходного сырья, экстракцию из него аро" матических веществ в замкнутой системе, состоящей из двух сообщающихся между собой сосудов, периодическую циркуляцию растворителя и выдержку смоченного сырья под вакуумом, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью более полного извлечения ароматических веществ и повышения их концентрации в готовых экстрактах, циркуляцию растворителя осуществляют много1325066 Составитель Л. ПашининаРедактор Н, Гунько Техред Н.Глущенко Корректор М. Демчик Заказ 3021/24 Тираж 499 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кратно через слой экстрагируемого материала в сосудах в прямом и обратномнаправлениях до получения в растворителе концентрации ароматических веществ, равной 0,05-0,2 Е, а выдержкусмоченного сырья под вакуумом осуществляют до полного извлечения ароматических веществмногократно периодически в течение 25-30 мин. таким обраом, что каждый период выдержки впервом сосуде проводят после циркуляции растворителя во втором и наоборот, осуществляя на всех стадиях выдержки последовательный отбор и конденсацию паров, содержащих ароматические вещества, непосредственно с поверхности смоченного сырья с одновременным подогревом последнего доо40-45 С и получением самостоятельной высококонцентрированной фракции, содержащей 15-107 ароматических веществ.