Способ получения коптильной жидкости

СОЮЗ СОВЕтСНИХсОциАлистичеснРЕСПУБЛИН ц 4 А 23 В 4/04 ОПТИЛЬНОЙ осится к пищевой стности к спосоильного состава ых продуктов, иано на пищевых(57) Изобретение отпромышленности, в чбам получения коптдля обработки пищевможет быть использов,80.1 38614 предприятиях, выпускающих копченую продукцию. Цель изобретения - снижение себестоимости готового продукта и упрощение технологического процесса. В основу способа положен принцип термолиза древесины под воздействием водной среды. При этом измельченную древесину помещают в воду при соотношении масс древесины и воды 1:16- 1:12 кг/кг с последующим нагревом воо ды до температуры 160-374 С без превращения в парообразное состояние и выдержкой времени при данных темпе" ратурах, определяемой.по формуле Г(374-с):йД,ч, где Г - время термолиза; С - температура, при которой сФ осуществляют процесс термолиза, с последующим охлаждением до комнатной температуры .и фильтрацией полученного экстракта. 1 табл. С:1 13861Изобретение относится к пищевой промьппленности, в частности к способам получения коптильного состава для обработки пищевых продуктов, и5 может быть использовано на предприятиях, выпускающих копченую продукцию еЦелью изобретения является снижение себестоимости готового продукта и упрощение технологического процесса,Способ осуществляется следующим образом.Измельченную древесину помещают в воду. Над поверхностью воды оставляют часть воздушного пространства для компенсации температурного расширения ее объема. Объем воды и воздуха герметизируют. После герметизации 20 производят нагрев воды. С ростом температуры от 433 К (160 С) и вьнпе в воде с нарастающей интенсивностью происходит термолиз древесины и одновременное поглощение (экстракция) 25 водой продуктов термолиза. В соответствии с температурой нагрева (температурой термолиза) над поверхностью воды устанавливается давление эа счет давления насыщенного пара, за счет 30 температурного расширения воды и за счет давления образующихся при термолизе газов, Минвиальное давление термолиза определяешься давлением насыщенного нара воды при температуре 433 К (160 С) и выражается величиной 0,62 К 1 а (6,3 кгс/см ). Процесс термолиза проводится до полного обугливания древесины, Объем древесины при обугливании уменьшается.Автоматическое регулирование процесса заключается в выдерживании заданной температуры термолиза. По окончачии периода термолиэа вода с экстрагированными в ней веществами (экстракт) охлаждается до комнатной температуры. После охлаждения производят разгерметизацию, слив и фильтрацию экстракта, Полученный экстракт используется как коптильная жидкость. 50Соотношения масс древесины и воды были определены экспериментально и составили диапазон 1:16-1."12 кг/кг. При меньших соотношениях масс 1:22- 1".17) коптильная жидкость получается слабоконцентрированной из-за непостатка продуктов термолиза древесины. При больших соотношениях масс (1:11" 1:5) получение коптильной жидкости 40 2сопровождается интенсивным образованием нагара на стенках устройства, реализующего термолиэ древесины в во" де. Образование нагара объясняется наличием в экстракте избытка продуктов термолиэа, Необходимая масса древесины (кг) определяется по формулеш = с ш (1) где у - коэффициент соотношения масс древесины и воды, выбираемый иэ диапазона 1:16-1:12;ш - масса воды, кг.Над поверхностью воды, покрывающей измельченные опилки, оставляют часть воздушного пространства для компенсации температурного расшире-. ния ее объема. Объем воды и воздуха герметизируют. После герметизации производят нагрев воды.Нижним пределом температуры нагре ва воды является 160 С, так как при меньших температурах обугливание древесины слабо выражено, а полученная коптильная жидкость не обладает коптильными. свойствами. При 160 С и выше в воде с нарастающей интенсивностью происходит термолиз древесины. и одновременно поглощение (экстракция) водой продуктов термолиза. Верхний предел температуры нагре" ва воды определяется температуройокритической точки 374 С, вьппе которой жидкая фаза воды не существует. За пределами критической температуры предлагаемый способ становится нераз" личимым от известных способов полу" чения коптильной янщкости на основе перегретого пара. Критической температуре воды соответствует давление 22,1 ИПа (225 кгс/см ). Получение коптильной жидкости при данных пара-. метрах температуры и давления возможно, но нецелесообразно из-за большой металлоемкости устройств, реализующих предлагаемый способ. Исходя из соображений уменьшения металлоемкости устройств, способ рекомендуется использовать преимущественно в диапазоне температур 160-263 С.В соответствии с температурой нагрева над поверхностью воды растет давление за счет давления насыщенного пара, а также за счет температурного расширения воды и за счет давления образующих:я при термолизе газов. Процесс термолиэа в воде проводят до полного обугливания древесины.Объем древесины при обугливании уменьшается.Температурное расширение воды принагреве можно учитывать по уменьше 5нию ее плотности. Расчет плотностиводы (кг/м ) в зависимости от температуры можно определить по эмпирической формуле, погрешность которой непревышает 13: 10р = 322,6 + 68,2 (374-е ), (2)где й " заданная температура нагре 4(ова воды, С.Данная формула применима в диапаозоне температур 100-374 С, 15Исходя из того, что максимальныйобъем воды с помещенной в ней древесиной при заданной температуре нагрева составляет 957. объема устройства,предлагается следующая формула для 20расчета максимально возможного количества воды:-О 95 Ч (1/Р 1(Рд) (3)где Ч - объем герметической емкосз, 25ти, м- плотность сухой древесины,Продолжительность (ч) нагрева воды до заданной температуры можно рассчитать по формуле, полученной изуравнения теплового баланса: 30с,=(ш+0,12 М) (Е-Е)й(862( М), (4)где М - масса герметичной емкости,изготовленной из стали,кг;- начальная температура воды,кС;- заданная температура нагреова воды, С;- коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую сре" 40ду, зависящий от качестваизоляционного покрытия устройства;Я - мощность нагрева, кВт.Время (ч) термолиза определяют по 45формулео = (374-к): йк е (5)где С - время термолиза,й - температура, при которойосуществляют процесс термолиза.Процесс термолиза автоматическирегулируется, Автоматическое регулирование процесса заключается в выдерживании заданной температуры нагреваводы, По окончании периода выдерживания температуры воду с экстрагированными в ней веществами (экстракт) охлаждают до комнатной температуры. Принудительное охлаждение экстракта (в течение часа) до комнатной температуры приводит к помутнению коптильной жидкости и к выпадению из нее осадка бурого цвета. После фильтрации прозрачность жидкости восстанавливается, а осадок темнеет.Естественное охлаждение экстракта (в течение 16 ч и более) позволяет получить прозрачную коптильную жидкость. Независимо от способа охлаждения качество коптильной жидкости по внешним признакам (цвет, запах, вкус) остается неизменным. После охлаждения производят разгерметизацию, слив и фильтрацию экстракта. Полученный экстракт используют как коптильную жидкость.Коптильная жидкость, полученная предложенным способом обладает хорошими основными физико-химическими показателями. Получены коптильные жидкости при различных температурах нагрева воды и периоде выдерживания данной температуры:при 170 С, 1,7 ч - экстракт 1;при 200 С, О,ббч - экстракт 2;при 263 С, 0,075 ч - экстракт 3;при 310 С, 0,009 ч - экстракт 4;при 342 С, 0,001 ч - экстракт 5.Характеристика данных экстрактов, а также препаратов, используемых в пищевой промышленности, представлена в таблице.П р и м е р 1. 0,328 кг дубовых стружек помещают в герметическую емкость в 3,935 кг воды с соотношением масс древесины и воды 1:12. Массы стружек и воды определяются по формулам с учетом объема емкости 0,005 м, плотности сухой дубовой древесины 780 кг/м и заданной температуры на"огрева 160 С. Дубовые стружки имеют средние размеры 20 20 0,5 ммэ. Над поверхностью воды образуется воздушное пространство объемом 645 см . После герметизации емкости производят нагрев воды до 160 С. Мощность нагрева 1,5 кВт. Нагрев воды продолжают в течение 1,37 ч. Период выдерживания заданной температуры 2,3 ч. В конце периода выдерживания давление над поверхностью воды имеет величину 0,78 МПа (8 кгс/см ), Охлаждение производят в течение 16 ч до420 С. Остаточное давление над поверхностью воды после охлаждения составляет 0,29 МПа (3 кгс/см ), После3861 разгерметизации из емкости извлекаютстружки и сливают полученный экстракт,Стружки имеют темно-бурый цвет. Ихнасыпной объем уменьшился на 5 Е. Полученный экстракт имеет прозрачный,янтарно-красный цвет, запах чернослива и ярко выраженный кисловатый,вяжущий вкус. Такие показатели экстракта являются характерными для данного способа получения коптильнойжидкости из дуба. Способ по данномурежиму получения коптильной жидкостирекомендуется, так как обеспечиваетцелевой продукт коптильными свойствами,П р и м е р 2Способ по приемами операциям идентичен описанному впримере 1, за исключением того, чтовместо дубовых стружек используют 20(3,383 кг) составляет соотношение1".16, Над поверхностью воды образуется воздушное пространство объемом1233 см . Нагрев воды до 260 С продолжают в течение 2,8 ч. Период вьюдерживания при 260 С 5 мин. Давлениенад поверхностью воды в конце периода выдерживания имеет величину6,5 МПа 66 кгс/см ).Остаточное давление над поверхностью воды послеохлаждения составляет 0,78 МПа)8 кгс/см ). Насыпной объем опилокуменьшается на 552. Полученный экстракт имеет прозрачный янтарно-красный цвет, запах подгоревшего чернослива и кисловатый, вяжущий вкус спримесью горечи. Способ по данномурежиму получения коптильной жидкостирекомендуется, так как обеспечиваетцелевой продукт коптильными свойствами,П р и и е р 3. Способ по приемами операциям, идентичен описанному впримереза исключением того, чтовместо дубовых стружек используютеловые опилки, сухая древесина котозрых имеет плотность 480 кг/м . Масса опилок (0,216 кг) к массе воды3,027 кг) составляет соотношение1:14. Над поверхностью воды образуется воздушное пространство объемомо1523 см , Нагрев воды до 300 С про 40 6должают в течение 3,57 ч. Период выдерживания температуры 300 С составляет 0,9 мин. Давление над поверхностью воды в конце периода выдерживания имеет величину 11,6 МПа (114 кг/см ). Остаточное давление2над поверхностью воды после охлаждения составляет 1,47 МПа (15 кгс/см ). Охлаждение емкости до 20 С производят в течение 1 ч.Насыпной объем опилок уменьшается на 66 Е. Полученный экстракт представляет собой суспензию бурого цвета. После фильтрации экстракт восстанавливает прозрачность, имеет желтый цвет с оттенком красного, запах смолистости с примесью запаха дыма и кисловатый, горький вкус. Способ по данному режиму получения коптильной жидкости рекомендуется, так как обеспечивает целевой продукт коптильными свойствами. Внедрение предложенного способа позволяет снизить энергозатраты и упростить технологию без использования сложного оборудования и систем технологического контроля и автоматики. Формула изобретения Способ получения коптильной жидкости путем термолиза измельченной древесины под действием высокотем" пературной водяной среды, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения себестоимости готового продукта и упрощения технологического процесса, термолиз измельченной древесины осуществляют в герметичной емкости в воде при соотношении масс древесины и воды 1:16 - 1:12, температуре 160"374 С и давлении выше 0,62 МПа с последующим охлаждением до комнатной температуры и фильтрацией полученного экстракта, при этом время термолиза определяют по формуле= В 374-к): к 3где Т - время термолиза;с, - температура, при которойосуществляют процесс термолиза.Заказ 1438/5 Тираж 549Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ц открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5