СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1997 года по МПК F25C1/12 B01D9/04 

Изобретение относится к технологии концентрирования пищевых продуктов вымораживанием влаги.

Известен способ концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающий введение в них элементов охлаждения в виде гранулированной твердой фазы двуокиси углерода и выделение последних из раствора после намерзания на них влаги.

Недостатком этого способа является экстенсивность процесса вымораживания.

Задачей изобретения является интенсификация процесса вымораживания влаги за счет развития поверхности сменных элементов охлаждения и увеличения скорости обновления поверхности контакта фаз.

Указанная задача решается тем, что в способе концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающем введение в них сменных элементов охлаждения из твердой фазы двуокиси углерода и выделение последних из раствора после намерзания на них влаги, согласно изобретению, введение элементов охлаждения осуществляют путем диспергирования в растворе жидкой фазы двуокиси углерода.

Это позволяет повысить дисперсность двуокиси углерода, уменьшить размеры сменных тел охлаждения, увеличить их удельную, поверхность и поверхность контакта фаз, увеличить скорость обновления поверхности контакта фаз за счет перемешивания продукта всплывающими пузырьками газовой фазы и мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода, а также уменьшить толщину пограничного ламинарного слоя на границе раздела фаз за счет генерирования в продукте акустических колебаний при фазовом переходе двуокиси углерода.

Способ осуществляется следующим образом. В жидком пищевом продукте, например молоке, соке или водном экстракте, обрабатываемом в емкости или в непрерывном потоке, диспергируют жидкую двуокись углерода в количестве, рассчитываемом по известным уравнениям теплового баланса в зависимости от требуемой степени сгущения пищевого продукта. Поскольку при атмосферном давлении двуокись углерода не существует в жидком фазовом состоянии в температурных условиях, когда водные растворы сохраняют жидкое фазовое состояние, то при попадании в концентрируемый пищевой продукт двуокись углерода частично переходит в газовую фазу с адиабатным расширением и поглощением теплоты. Оставшаяся часть двуокиси углерода переходит в твердое фазовое состояние, образуя в продукте взвесь мелкодисперсных кристаллов, служащих сменными элементами охлаждения. Образование газовой фазы в жидкой происходит с локальным повышением давления и образованием ударной волны. При диспергировании жидкой двуокиси углерода в обрабатываемом продукте образование пузырьков газовой фазы и соответственно ударных волн происходит с частотой акустического диапазона. Газовая и твердая фазы двуокиси углерода всплывают в обрабатываемом продукте с различными скоростями, обусловленными разницей плотностей. Это обеспечивает эффективное перемешивание обрабатываемого в емкости продукта или турбулизации его течения при обработке в непрерывном потоке. Влага из продукта в результате поглощения теплоты при адиабатном расширении, испарении двуокиси углерода и теплообмена с ее твердой фазой намерзает на мелкодисперсных кристаллах твердой фазы, служащих центрами кристаллизации для воды. Наличие поля акустических колебаний, перемешивание объема продукта или турбулизации его потока ускоряют обновление поверхности контакта фаз и улучшают толщину пограничного ламинарного слоя, что улучшает условия теплообмена и интенсифицирует процесс вымораживания влаги. После намерзания влаги на центрах кристаллизации в виде твердой фазы двуокиси углерода концентрат отделяют от сменных элементов охлаждения одним из известных приемов.

Пример 1. 50 кг яблочного сока с температурой 20^oC обрабатывают в емкости диспергированием 55 кг жидкой двуокиси углерода при температуре 16^oC и давлении 6,1 МПа. По сравнению с контрольным образцом, полученным по способу-прототипу, двукратное снижение содержания влаги достигается в 2,6 раза быстрее.

Пример 2. Молоко с температурой 22^oC концентрируют в непрерывном потоке с расходом 100 кг/ч до удаления 50% влаги, диспергируя в потоке 123 кг/ч жидкой двуокиси углерода при температуре 18^oC и давлении 7,1 МПа. Удельные временные затраты по сравнению с прототипом снижены в 2,6 раза.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс вымораживания влаги из концентрируемого продукта.

Использование: в пищевой промышленности. Сущность изобретения: в жидкий пищевой продукт диспергируют жидкую двуокись углерода, которая при фазовом переходе образует в продукте взвесь мелкодисперсных кристаллов, служащих сменными элементами охлаждения, выделяемыми из раствора после намерзания на них влаги.

Способ концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающий введение в них сменных элементов охлаждения из твердой фазы двуокиси углерода и выделение последних из раствора после намерзания на них влаги, отличающийся тем, что введение элементов охлаждения осуществляют путем диспергирования в жидком пищевом продукте жидкой двуокиси углерода.