ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИНОГРАДНОГО СОКА Российский патент 1995 года по МПК C12G1/02 C12G3/00 

Изобретение относится к оборудованию производства и переработки виноградного сусла и может быть использовано в виноделии и пищевой промышленности.

Известна линия производства виноградного сока, содержащая последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор и деаэратор (Окафор Г.И. Разработка методов интенсификации процесса кристаллизации винного камня в виноградном соке с помощью диоксида углерода. Автореферат дисс. к.т.н. Одесса, ОТИПП, 1993, с. 13-14).

Недостатками этой линии являются сложность детартрации сока из-за значительного количества коллоидов в соке, низкая сокоотдача и малая глубина переработки сырья, приводящая к получению значительного количества отходов.

Предлагаемая линия производства виноградного сока, содержащая последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор и деаэратор, согласно изобретению снабжена установкой для сверхкритической экстракции, установленной перед измельчителем и включающей нагреватель, соединенный по газовой фазе с детартратором, экстрактор, конденсатор и сборник экстракта, барботером, смонтированным в моечной машине и соединенным по газовой фазе с конденсатором установки для сверхкритической экстракции, соединенными последовательно по газовой фазе с моечной машиной компрессором и конденсатором, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором непосредственно или через источник жидкой двуокиси углерода.

Это позволяет снизить содержание в соке коллоидов и облегчить детартрацию при одновременном увеличении выхода сока и получении косметического препарата воскоподобных эпифитных кутикулярных веществ ягод винограда, ранее поступавших в отходы.

В предпочтительном варианте линия снабжена газожидкостным экстрактором, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги, испарителем, соединенным с выходом жидкой фазы газожидкостного экстрактора и входом нагревателя установки для сверхкритической экстракции, и сборником экстракта, соединенным с выходом жидкой фазы испарителя, при этом экстрактор соединен непосредственно с источником жидкой двуокиси углерода.

Это позволяет извлечь жирорастворимые биологически активные вещества и растительное масло из отходов сокового производства.

В другом предпочтительном варианте линия снабжена водно-спиртовым ультразвуковым экстрактором, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги.

Это позволяет извлечь остатки водорастворимых и спирторастворимых веществ из выжимки, включая ароматические вещества и вещества пигментного комплекса темных сортов винограда, обладающих после ультразвуковой обработки иммуностимулирующим действием, повышающим радиорезистентность человеческого организма.

При воплощении в соответствии одновременно с двумя предпочтительными вариантами твердая фаза представляет собой очищенные пищевые волокна, используемые в качестве практически неусваиваемой добавки к пищевым продуктам пониженной калорийности. В этом случае отходы сокового производства ликвидируются полностью.

В этом случае возможно снабжение линии вакуум-выпарной установкой, соединенной непосредственно с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора.

Это позволяет повысить концентрацию экстрактивных веществ в водно-спиртовом экстракте.

Возможно снабжение линии сборником красителя, соединенным с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора или соединение выхода жидкой фазы последнего с буферной емкостью.

Это позволяет использовать выделяемый виноградный энокраситель в виде самостоятельного продукта или возвращать его для улучшения органолептики и повышения биологической активности в виноградное сусло.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой линии; на фиг.2 то же, с газожидкостным и водно-спиртовым ультразвуковым экстракторами при выделении красителя в виде отдельного готового продукта; на фиг.3 то же, с возвратом красителя в сусло.

Линия производства виноградного сока содержит последовательно установленные моечную машину 1, инспекционный транспортер 2, установку для сверхкритической экстракции, включающую нагреватель 3, экстрактор 4, конденсатор 5 и сборник 6 экстракта, измельчитель 7 со стекателем 8, устройство 9 для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость 10, фильтрующую установку 11, смеситель 12, соединенный с источником 13 флокулянта, центрифугу 14, ультрафильтрующую установку 15, теплообменник 16, детартратор 17, соединенный с источником 18 жидкой двуокиси углерода, сепаратор 19 и деаэратор 20. Нагреватель 3 соединен по газовой фазе с детартратором 17. Линия также содержит барботер 21, смонтированный в моечной машине 1 и соединенный по газовой фазе с конденсатором 5 установки для сверхкритической экстракции, соединенные по газовой фазе с моечной машиной 1 компрессор 22 и конденсатор 23, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором 17 непосредственно (фиг.1) или через источник 18 жидкой двуокиси углерода (фиг.2 и 3).

Линия может быть снабжена (фиг.2 и 3) газожидкостным экстрактором 24, соединенным с выходом твердой фазы устройства 9 для отделения сока из стекшей мезги и источником 18 жидкой двуокиси углерода, испарителем 25, соединенным с выходом жидкой фазы газожидкостного экстрактора 24 и входом нагревателя 3, сборником 26 экстракта, соединенным с выходом жидкой фазы испарителя 25 и/или водно-спиртовым ультразвуковым экстрактором 27, соединенным с выходом твердой фазы устройства 9 для отделения сока из стекшей мезги. Последовательность соединения экстракторов 24 и 27 с устройством 9 может быть произвольной.

При наличии водно-спиртового ультразвукового экстрактора 27 линия может комплектоваться вакуум-выпарной установкой 28, соединенной с выходом его жидкой фазы.

В этом же случае линия может комплектоваться сборником 29 красителя, соединенным с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора 27, который также может быть соединен с буферной емкостью 10.

Линия работает следующим образом.

Виноград моют в моечной машине 1 при барботировании газовой фазы двуокиси углерода через барботер 21. В этом случае наблюдается двойной моющий эффект, который заключается в следующем. Происходят традиционное смывание загрязнений с поверхности ягод винограда слегка подкисленной моечной жидкостью и флотационное отделение загрязнений под действием всплывающих пузырьков газовой фазы двуокиси углерода. Далее виноград поступает на инспекционный транспортер 2, на котором производят отбраковку непригодных к дальнейшей переработке ягод. Кондиционные ягоды поступают в экстрактор 4 установки для сверхкритической экстракции, в котором сверхкритическая двуокись углерода удаляет с винограда поверхностной слой эпифитных гидрофобных кутикулярных веществ, способных образовывать коллоиды в соке и создавать высокое диффузионное сопротивление при отделении сока и энокрасителя. Затем виноград подают в измельчитель 7, в котором при дроблении ягод отделяют сок-самотек, подаваемый по стекателю 8 в буферную емкость 10, а стекшую мезгу подают в устройство 9 для отделения сока из стекшей мезги, где происходит окончательное разделение твердой и жидкой фазы винограда. Из устройства 9 сок поступает в буферную емкость 10.

Сок из буферной емкости 10 поступает в фильтрующую установку 11, в которой из сока выделяют грубые механические примеси твердой фазы, затем в смеситель 12 одновременно с флокулянтом из источника 13 и перемешивается с ним для седиментации взвесей. Обработанный сок для отделения седиментированных взвесей поступает в центрифугу 14 и в ультрафильтрующую установку 15, а затем в теплообменник 16 для предварительного охлаждения за счет рекуперации холода последующих технологических операций. Далее сок поступает в детартратор 17, в котором смешивается с диспергируемой в нем жидкой двуокисью углерода, подаваемой из рециркуляционного контура или из источника 18. Это приводит к охлаждению при адиабатном расширении двуокиси углерода и ее частичном переходе в газовую фазу. Оставшаяся часть двуокиси углерода переходит в твердое фазовое состояние в виде мелких кристаллов, служащих центрами кристаллизации для солей винной кислоты, растворимость которых в виноградном соке резко падает при его резком охлаждении. Кристаллизация солей винной кислоты и коагуляция кристаллов ускорены наличием поля ультразвуковых колебаний давления в обрабатываемом соке в результате возникновения в жидкой фазе газовой фазы двуокиси углерода. Стабилизированный сок отделяют от выпавших кристаллов тартратов в сепараторе 19, пропускают через теплообменник 16 и отделяют от газовой фазы в деаэраторе 20, после чего сок поступает на фасовку или сбраживание.

Далее рассматривается обработка твердой фазы виноградной выжимки, которая из устройства 9 для отделения сока из стекшей мезги может поступать в газожидкостной экстрактор 24 и/или при переработке темных сортов винограда в водно-спиртовой ультразвуковой экстрактор 27 в любой последовательности. В газожидкостном экстракторе 24 из выжимки жидкой двуокиси углерода извлекают виноградное масло из косточек и комплекс жирорастворимых биологически активных веществ, а в водно-спиртовом ультразвуковом экстракторе 27 извлекают водо- и спирторастворимые ароматические вещества и энокраситель. Использование ультразвука при экстракции энокрасителя позволяет активировать вещества антоцианового пигментного комплекса, которые приобретают свойства, способствующие усилению иммунной сопротивляемости организма, и повышают его радиорезистентность. При использовании в линии двух экстракторов 24 и 27 последовательность их соединения влияет на выход экстрактивных веществ, то есть при удалении из выжимки жиро- или водо- и спирторастворимых веществ при последующей обработке водно-спиртовым раствором или жидкой двуокисью углерода за счет падения диффузионного сопротивления сырья ускоряется процесс и увеличивается выход экстрактивных веществ на второй стадии экстракции.

Жидкую фазу, полученную в водно-спиртовом ультразвуковом экстракторе 27, можно сконцентрировать в вакуум-выпарной установке 28 и использовать в нативном или концентрированном виде в качестве самостоятельного готового продукта, собираемого в сборнике 29 красителя, или возвращать в сок для улучшения его органолептических свойств и повышения биологической активности и обрабатывать совместно с ним после подачи экстракта или концентрата в буферную емкость 10 и смешивания с отделенным соком.

После последовательной обработки жидкой двуокисью углерода и водно-спиртовым раствором в любой последовательности твердая фаза виноградной выжимки представляет собой очищенные пищевые волокна, используемые в качестве практически неусваиваемой добавки к пищевым продуктам пониженной калорийности.

Теперь рассматривается процесс перемещения в линии двуокиси углерода, которая из источника 18 поступает в детартратор 17, а при наличии такового и в газожидкостной экстрактор 24. В детартраторе 17, как было описано выше, происходят частичный переход жидкой двуокиси углерода в твердую фазу, удаляемую совместно с осажденными на ней тартратами, и частичный переход в газовую фазу, отводимую в нагреватель 3 установки для сверхкритической экстракции. В газожидкостном экстракторе 24 двуокись углерода в жидкой фазе экстрагирует жирорастворимые вещества из виноградной выжимки и в виде мисцеллы поступает в испаритель 25, в котором двуокись углерода переводят в газовую фазу и подают в нагреватель 3 установки для сверхкритической экстракции, а выделенные экстрактивные вещества из испарителя 25 сливают в сборник 26 экстракта и используют в качестве растительного масла в пищевой промышленности или препарата жирорастворимых биологически активных веществ в медицине.

В нагревателе 3 газовую фазу двуокиси углерода переводят в сверхкритическое состояние и подают в экстрактор 4 для экстракции эпифитных кутикулярных веществ с ягод винограда и отводят совместно с ними в конденсатор 5, в котором при переходе двуокиси углерода в докритическое состояние из нее выпадает жидкая фаза экстрактивных веществ, удаляемых в сборник 6 экстракта для последующего использования в составе косметических средств, а газовую фазу двуокиси углерода через барботер 21 подают в моечную машину 1, где она дополнительно охлаждается при контакте с моющей жидкостью. Со стадии мойки, описанной выше, газовую фазу двуокиси углерода отводят в компрессор для повышения давления, после чего переводят ее в жидкое фазовое состояние в конденсаторе и возвращают на рециркуляцию непосредственно в детартратор 17 или через источник 18 жидкой двуокиси углерода.

Таким образом, предлагаемая линия позволяет увеличить сокоотдачу винограда, упростить технологию стабилизации виноградного сока за счет сокращения в нем содержания коллоидов, а также произвести более глубокую переработку винограда с получением не только стабилизированного виноградного сока и солей винной кислоты, но и косметического и медицинского препаратов, включающих биологически активные вещества, растительного масла, активированного пищевого красителя и пищевых волокон, исключив полностью образование отходов.

Использование: в виноделии и пищевой промышленности в оборудовании для производства и переработки виноградного сусла. Сущность изобретения: линия содержит последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор, деаэратор, установку для сверхкритической экстракции, установленную перед измельчителем и включающую нагреватель, соединенный по газовой фазе с детартратором, экстрактор, первый конденсатор и сборник экстракта. Линия включает барботер, смонтированный в моечной машине и соединенный по газовой фазе с первым конденсатором установки для сверхкритической экстракции, и соединенные по газовой фазе с моечной машиной компрессор и второй конденсатор, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором непосредственно или через источник жидкой двуокиси углерода. 5 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИНОГРАДНОГО СОКА, содержащая последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор и деаэратор, отличающаяся тем, что она снабжена установкой для сверхкритической экстракции, установленной перед измельчителем и включающей нагреватель, соединенный по газовой фазе с детартратором, экстрактор, конденсатор и сборник экстракта, барботером, смонтированным в моечной машине и соединенным по газовой фазе с конденсатором установки для сверхкритической экстракции, и соединенными по газовой фазе с моечной машиной компрессором и конденсатором, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором непосредственно или через источник жидкой двуокиси углерода. 2. Линия по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена газожидкостным экстрактом, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги, испарителем, соединенным с выходом жидкой фазы газожидкостного экстракта и входом нагревателя установки для сверхкритической экстракции, и сборником экстракта, соединенным с выходом жидкой фазы испарителя, при этом экстрактор соединен непосредственно с источником жидкой двуокиси углерода. 3. Линия по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена водно-спиртовым ультразвуковым экстрактором, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги. 4. Линия по п. 3, отличающаяся тем, что она снабжена вакуум-выпарной установкой, соединенной непосредственно с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора. 5. Линия по пп. 3 и 4, отличающаяся тем, что она снабжена сборником красителя, соединенным с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора. 6. Линия по пп. 3 и 4 отличающаяся тем, что выход жидкой фазы водно-спиртового экстрактора соединен с буферной емкостью.