СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ СЫРОГО СОКА ИЗ ПЛОДОВ ВИНОГРАДА, ЯГОД И ДРУГИХ ФРУКТОВ, ОВОЩЕЙ ИЛИ СЕМЯН И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A23L2/72 

Изобретение относится к способу и установке для осветления жидкостей, в особенности сырого сока из различных фруктов, овощей и семян.

При производстве соков в результате тепловых нагрузок системами очистки, которые работают в условиях температуры, а также при пастеризации может снизиться количество сока. Для устранения этого недостатка уже обычным образом построенные установки для микро- и ультрафильтрации работают при пониженных или комнатных температурах. Известен также способ этого рода, в котором сырой сок сначала выжимается в холодном состоянии, затем осветляется посредством установки микрофильтрации и наконец стерильно разливается в холодном состоянии, т. е. без пастеризации. Так как при осветлении с помощью микрофильтрации практически все дрожжевые и другие бактерии задерживаются, сок выходит из установки для микрофильтрации в основном стерильным. Для последующей холодной стерильной разливки достаточно лишь дополнительного пропускания через предохранительный удаляющий бактерии фильтр, срок службы которого очень длительный. Изготовленный таким образом сок отличается очень высоким качеством в смысле вкуса и запаха.

Для дальнейшего улучшения качества сока перед установкой для микрофильтрования можно использовать устройство для холодного предварительного осветления. В других известных установках предварительное осветление производится посредством желатина/бентонита перед фильтрацией посредством вращающихся фильтров и перед микрофильтрацией.

С давних пор известно изготовление холодных соков без фильтрации с поперечным потоком. При этом сырой сок предварительно осветляют обычным образом и удаляют мутные части вместе с остальной мутью, например, с помощью центрифуги. После этого сок осветляют, например, с помощью слоистого фильтра и, пропуская через фильтр, удаляющий бактерии, получают холодный стерильный продукт.

Эти известные способы холодного стерильного осветления, однако, слабо выдерживают конкуренцию с тепловыми установками осветления, которые работают при температуре 50-55^oC. Причина этого в том, что производительность, или мощность, фильтрации на единицу площади фильтра в холодных процессах составляет менее половины производительности тепловых осветлительных установок. Это ведет к значительному повышению инвестиционных и эксплуатационных расходов за счет добавочных расходов на смену мембран, расход энергии и очистных средств для мембран. Кроме того, вследствие имеющейся активности собственных энзимов в соке, которые не дезактивируются при холодной обработке, для достижения достаточного срока хранения обработанных без пастеризации соков во многих случаях требуется предварительное осветление, связанное с удалением получающегося при этом осадка перед дальнейшей обработкой фильтрацией с поперечным потоком. Экономическое удаление осадка при осветлении, т.е. без значительного снижения выхода, требует дополнительных высоких инвестиций с добавочными эксплуатационными расходами, например, за счет применения вакуумного вращающегося фильтра.

Чтобы получить существенное качественное преимущество относительно получаемого способа с использованием тепла массового сока, следует избегать длительного времени осуществления способа. Требуемые при этом системы непрерывной фильтрации, в особенности фильтры с поперечным потоком, являются, однако, дорогими и еще больше удорожают холодный способ получения сока.

Также производство сока по холодному способу посредством обычного осветления, т. е. без фильтрации с поперечным потоком, является относительно дорогим. Посредством обычных способов фильтрации перед фильтрацией с удалением бактерий удаляется слишком мало бактерий. Поэтому получается большая нагрузка на удаляющие бактерии фильтры далее, в конце процесса. Это приводит к увеличенному износу статически работающих удаляющих бактерии фильтров и, таким образом, к повышению расходов. Кроме того, используемые процессы разделения должны обеспечивать высокую производительность, чтобы получить достаточные экономические показатели. Это требует частично сравнительно дорогих установок и высоких эксплуатационных расходов.

Задачей изобретения является создание способа и устройства упомянутого в начале типа, объединяющих качественные преимущества холодного процесса осветления и экономические преимущества теплового осветления.

Задача решается тем, что сырой сок осветляют в одной или нескольких установках холодного осветления и остатки из установки холодного осветления подают на по меньшей мере еще одну осветлительную установку, работающую при высокой температуре.

Выгоды развития и исполнения изобретения описаны в подчиненных пунктах формулы изобретения.

С помощью способа по изобретению, несмотря на повышенные требования изготовления соков по холодному способу, можно использовать значительно более простые и дешевые способы при холодном осветлении, так что экономичность холодного осветления существенно улучшается. За счет того, что осадки из системы холодного осветления подаются на систему осветления, работающую при высокой температуре, также и относительно большие количества этих осадков и при сравнительно низком выходе дешевых установок холодного осветления обеспечивается высокий общий выход и общая экономичность.

На фиг. 1 показана схема способа по изобретению; на фиг. 2 схема способа по изобретению с по меньшей мере частично работающей по тепловому способу осветлительной установкой; на фиг. 3 схема примерной установки для осуществления способа по изобретению.

В установке (фиг. 3 ) для осуществления способа по трубопроводу 1 подводится предпочтительно высококачественный сырой сок к системе холодного осветления 2. Речь идет о сыром соке, который приготовляется только из определенных сортов фруктов, овощей или семян с оптимальной зрелостью и малым количеством испорченных продуктов. Система холодного осветления 2 работает совместно с еще одной системой осветления 3, которая работает по теплому способу. Система осветления 3 запитывается по сравнению с системой холодного осветления 2 сырым соком более низкого качества по трубопроводу 4.

Могут применяться одна или несколько систем холодного осветления 2 с одной или несколькими системами теплого осветления 3. Тогда как системы осветления с теплом 3 служат для изготовления соков в больших количествах, например, массового качества, соков низкой стоимости, в особенности для изготовления концентрата, в системе холодного осветления 2 изготовляют высококачественный сок специальных сортов в сравнительно малых количествах.

Так как количества в особенности при изготовлении холодных специальных соков, например, из ягод, сравнительно малы, то остатки обработки можно вводить в систему теплого осветления при других сырых материалах, например, плодовых соков. При этом может идти осветление так называемого вновь разведенного яблочного сока, если соответствующие времена урожая не совпадают. Вследствие высокой стоимости сырья высокий выход специальных соков особо важен.

В определенных случаях, в производстве в основном специальных соков, система теплого осветления может преимущественно служить для того, чтобы обрабатывать остатки из системы холодного осветления посредством использования дешевого отходящего продукта, повышая таким образом рентабельность установки.

Система холодного осветления 2 состоит из работающей по холодному циклу фильтровой установки с поперечным потоком 5, со стороны пермеата который холодный сок отводится по трубопроводу 6. Из контура остатка 7 установки фильтрации с поперечным потоком 5 ответвляется трубопровод 8, по которому часть остатка подводится в контур остатка 9 установки фильтрации с поперечным потоком 10, работающей по теплому циклу осветления системы 3. По трубопроводу 11 проходящий сок установки фильтрации с поперечным потоком 10 в качестве массового сока отводится в установку для его концентрации (не показана). В системе холодного осветления 2 может использоваться одна или несколько установок фильтрации с поперечным потоком 5, а внутри системы осветления 3 могут использоваться одна или несколько установок фильтрации с поперечным потоком 10, работающих по теплому циклу.

Установка фильтрации с поперечным потоком 5 системы холодного осветления 2 имеет перед собой устройство 12 для предпочтительно холодного удаления пектина и холодного предварительного осветления посредством желатина и бентонита. Для отделения мути осветлителя из установки удаления пектина и предварительного осветления между устройством 12 и установкой фильтрации с поперечным потоком 5 установлено устройство для отделения мути 13. Через трубопровод 14 сок, обогащенный мутью, отводится из устройства отделения мути 13 в контур остатка 9 системы фильтрации с поперечным потоком 10, работающей по теплому циклу. Учитывая повышенный при этом общий выход, в устройстве отделения мути 13 не требуется высокого выхода. Поэтому здесь достаточно простые и дешевые отделительные устройства, такие, как отстойный резервуар (деканатация), низкооборотные центрифуги с малой разделительной эффективностью, грубый фильтр с поперечным потоком, корзиночная отжимочная установка и т.п.

При сравнительно высоком содержании мути в сыром материале для холодной системы осветления 2 также имеет смысл сырой материал подвергнуть предварительному центрифугированию перед системой холодного осветления 2. При сравнительно малом выходе с центрифуги на основе выбора дешевого центрифугирующего устройства остаток можно также далее использовать в системе осветления 3.

В определенных случаях для изготовления холодного сока достаточно, когда работают лишь установка холодного фильтрования с поперечным потоком 5 вместе с устройством удаления пектина.

Освобожденный от пектина и от мути сырой сок отводится в сборный резервуар 15 и в нормальном случае при комнатной температуре, например, 15-30^oC подводится в контур остатка 7 установки фильтрации с поперечным потоком 5. Для циркуляции в контуре остатка 7 служит циркуляционный насос 16, который одновременно подает часть остатка по трубопроводу 8 в контур остатка 9 установки фильтрации с поперечным потоком 10 системы осветления 3, работающей по теплому циклу.

Ввод остатков из системы холодного осветления 2, например остатка центрифугирования из установки предварительного центрифугирования, мути из процесса предварительного осветления, а также остатка из холодной фильтрации с поперечным потоком в систему теплого осветления 3 может производиться либо непрерывно, либо партиями.

На основе предварительного осветления в устройстве 12 с последующим по меньшей мере частичным отделением более грубых частиц мути возможно использовать для устройства фильтрации с поперечным потоком для холодного цикла 5 дешевые модульные системы с тонкими каналами. Можно использовать капиллярные модули с диаметром капилляра менее 3 мм или пластинчатые и намоточные модули с шириной щели также менее 3 мм. За этот счет можно значительно удешевить холодное осветление.

Работающая по холодному циклу установка фильтрации с поперечным потоком 5 в зависимости от предварительного осветления может быть оборудована мембранами для микрофильтрации или ультрафильтрации.

Чтобы достичь высшей степени качества, режим установки фильтрации с поперечным потоком 5 холодного цикла предпочтительно должен быть непрерывным, так как при холодном осветлении соков укороченное пребывание продукта в установке повышает качество. За этот счет по меньшей мере достигается качество так называемого "Тротте-сока". Однако непрерывные системы в общем являются очень дорогими. Но так как вследствие комбинации холодного и теплого осветления не требуется высокого выхода, здесь можно работать с одноступенчатыми вместо трех- и четырехступенчатых непрерывных установок. Это опять-таки ведет к значительному удешевлению, несмотря на высокое качество.

Работающая по теплому циклу установка фильтрации с поперечным потоком 10 системы осветления 3 для получения высокой производительности и стабилизации, как обычно, снабжена установкой для восстановления аромата 17 и установкой удаления пектина 18, включенными на входе. Предварительно обработанный таким образом сырой сок при полунепрерывном цикле работы подается в сборный резервуар 19, который находится в контуре циркуляции остатка 9 установки фильтрации с поперечным потоком 10, работающей по теплому циклу. В сборном резервуаре 19, куда также подаются остатки из системы холодного осветления 2 по трубопроводам 14 и 8, сок, как обычно, поддерживается при температуре 45-60^oC и с помощью циркуляционного насоса 20 подается на сторону остатка фильтрации с поперечным потоком 10. Остатки из системы холодного осветления 2 могут подаваться также и прямо в трубопровод остатка 9.

Для установки фильтрации с поперечным потоком 10, работающей по теплому циклу, предпочтительно используются модульные системы с большими каналами. Так, могут применяться пластинчатые модули с шириной щели более 3 мм и, например, трубчатые модули с диаметром трубок также более 3 мм. За этот счет, несмотря на добавочную нагрузку мутью из системы холодного осветления 2, получается высокий суммарный выход. Кроме того, выгодно в установке фильтрации с поперечным потоком 10 использовать предпочтительно мембраны для ультрафильтрации или микрофильтрации. Установка фильтрации с поперечным потоком 10 теплого цикла в зависимости от обстоятельств и ее размера может работать в прерывистом, полунепрерывном или полностью непрерывном режиме работы.

Использование: в консервной промышленности для осветления сырого сока. Сущность изобретения: сырой сок из фруктов, овощей или семян вначале подводят к системе осветления по холодному циклу, остатки от которой, например, отделенная муть или остатки установки фильтрации с поперечным лотком, работающей по холодному циклу, подводят в контур остатков установки фильтрации с поперечным потоком еще одной системы осветления, работающей по теплому циклу. Установка для осуществления способа содержит систему осветления по холодному циклу, установленную после нее систему осветления по теплому циклу с соответствующими узлами фильтрации. Узел фильтрации системы холодного осветления и/или узел фильтрации системы осветления по теплому циклу содержит по меньшей мере одно устройство фильтрации с поперечным потоком. Таким образом, при существенно уменьшенных инвестиционных затратах и расходах в эксплуатации для изготовления холодных соков одновременно получают высококачественный сок холодного осветления из системы холодного осветления и дешевый массовый сок из системы осветления, работающей по теплому циклу. 2 с.п. ф-лы, 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ осветления сырого сока из плодов винограда, ягод и других фруктов, овощей или семян, предусматривающий предварительное отделение мути от сырого сока, осветление его с получением осветленного сока и остатка, периодическое параллельное, по меньшей мере одно осветление остатка фильтрацией по теплому циклу, отличающийся тем, что осветление сырого сока осуществляют фильтрацией по холодному циклу. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительное отделение муки от сырого сока проводят отжимом и/или грубой фильтрацией. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осветление фильтрацией по холодному циклу проводят с одной, по меньшей мере, стадией фильтрации с поперечным потоком. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что муть, отделенную от сырого сока, подводят на фильтрацию по теплому циклу. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед фильтрацией по холодному циклу из сырого сока удаляют пектин. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для фильтрации по холодному циклу используют более высококачественный сырой сок, чем для фильтрации по теплому циклу. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для фильтрации по теплому циклу используют сырой сок из плодов, а для фильтрации по холодному циклу сырой сок из других фруктов, винограда или ягод. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрацию по холодному циклу с поперечным потоком осуществляют непрерывно. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что повторную фильтрацию по теплому циклу осуществляют прерывисто, полупрерывисто или непрерывно. 10. Установка для осветления сырого сока из плодов, винограда, ягод и других фруктов, овощей или семян, содержащая систему осветления по теплому циклу с соответствующими узлами фильтрации, отличающаяся тем, что она снабжена установленной по ходу технологического процесса перед системой осветления по теплому циклу системой осветления по холодному циклу с соответствующими узлами фильтрации, при этом узел фильтрации системы осветления по холодному циклу и/или узел фильтрации системы осветления по теплому циклу содержит по меньшей мере одно устройство фильтрации с поперечным потоком. 11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что система осветления по холодному циклу снабжена устройством для удаления пектина и предварительного осветления, установленным по ходу технологического процесса перед устройством фильтрации с поперечным потоком. 12. Установка по пп.10 и 11, отличающаяся тем, что система осветления по холодному циклу снабжена устройством для отделения мути, расположенным между устройством для холодного пектина и предварительного осветления и устройством фильтрации с поперечным потоком. 13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что устройство для отделения мути состоит из отстойного (декантировочного) резервуара, и/или низкооборотной центрифуги, и/или грубого фильтра с поперечным потоком, и/или корзиночного отжимного устройства. 14. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что устройство фильтрации с поперечным потоком системы осветления по холодному циклу состоит из пластинчатых, или намоточных, или капиллярных модулей, причем ширина щели пластинчатых или намоточных модулей или диаметр капилляров в капиллярных модулях составляет менее 3 мм. 15. Установка по п.10, отличающаяся тем, что устройство фильтрации с поперечным потоком системы осветления по теплому циклу состоит из пластинчатых или трубчатых модулей, причем ширина щели пластинчатых модулей или диаметр трубок в трубчатых модулях составляет более 3 мм. 16. Установка по п.10, отличающаяся тем, что устройство фильтрации с поперечным потоком системы осветления по теплому циклу снабжено мембранами для ультрафильтрации и микрофильтрации. 17. Установка по п.10, отличающаяся тем, что устройство фильтрации с поперечным потоком системы осветления по холодному циклу снабжено мембранами для ультрафильтрации и микрофильтрации.