Изобретения относятся к пищевой промышленности и может быть использовано при получении коптильных препаратов для придания пищевым продуктам специфических вкусоароматических свойств копчености.
Даже самая эффективная обработка дыма водой имеет низкую степень улавливания дисперсной фазой коптильных компонентов. Капли воды минимального размера 20-30 мкм не могут улавливать основную массу коптильных частиц дымовых газов размером 0,1-0,5 мкм, которые составляют около 70% от всей массы коптильных компонентов дисперсной фазы дымовых газов. В этой связи актуальным является разработка новых технологий и оборудования для получения коптильных препаратов.
Известен способ получения коптильного препарата, состоящий в абсорбции летучих продуктов пиролиза древесины (дымовых газов, газов), циркулирующей в охлаждаемом контуре водой, и включающий ввод в абсорбционную колонну газов и жидкости с последующим принудительным диспергированием последней и распределением по сечению колонны жидкости, проведение межфазного контакта, сепарацию неабсорбированных газов от жидкости и их оброс (патент США 3106473, НКИ 99-229, опубл. 1963г.).
Недостатки данного способа-аналога: наличие экологически вредных выбросов, недостаточная скорость насыщения жидкости коптильными веществами, связанная с низкой эффективностью процесса абсорбции.
Известно устройство для получения коптильного препарата, включающее дымогенератор, абсорбционную колонну с распределенными в ней форсунками для ввода и диспергирования жидкости, насадкой для увеличения поверхности контакта и жалюзийным каплеотделителем, сепаратором, охлаждаемый жидкостный контур с устройством для подачи жидкости в колонну и возврата в контур и средства для подачи газов ив дымогенератора в колонну, вывода их из абсорбера и сбора (патент США 3106473, НКИ 99-229, опубл. 1963 г.).
Недостатками устройства являются низкая производительность и большие габаритные размеры, недостаточная эффективность процессов адсорбции и сепарации.
Известен другой способ получения коптильного препарата, состоящий в абсорбции летучих продуктов пиролиза древесины жидкостью, циркулирующей по охлаждаемому контуру, и включающий ввод компонентов в абсорбер, их диспергирование и проведение контакта указанных компонентов, сепарацию (патент РФ 2124841, МПК6 А 23 В 4/048, опубл. 20.01.99 г.). Причем сепарацию частиц осуществляют путем всасывания вакууум-насосом аэрозоля через сопло укрупнителя частиц для отделения при ударе о подложку частиц дыма диаметром меньше 1 мкм и их накапливания, а после достижения критической массы частицы аэрозоля стекают с подложки в сборник.
Однако такой способ обеспечивает низкую производительность, т.е. при его реализации получают препарат в малых количествах, а также достигается недостаточная степень абсорбции частиц аэрозоля в жидкости. Кроме того, при такой технологии препарат получают с неконтролируемым содержанием веществ из паровой и дисперсной фазы, что снижает возможности использования коптильного препарата.
Известно устройство для получения коптильного препарата, реализующее указанный способ-аналог.
Данное устройство включает источник газов (дымогенератор), абсорбер для проведения контакта и сепарации газов и жидкости, охлаждаемый жидкостный контур со средствами подачи жидкости в абсорбер и возврата ее в контур и средства перемещения газов, включающие средства ввода газов в абсорбер из дымогенератора, вывода их из абсорбера и сброса в атмосферу. Причем адсорбер дополнительно содержит накопитель жидкости и укрупнитель (осадитель) частиц аэрозоля (патент РФ 2124841, МПК7 А 23 В 4/048, опубл. 20.01.99 г.).
Однако такое устройство имеет недостаточную производительность при малых габаритах укрупнителя частиц или низкую эффективность процесса абсорбции частиц и надежность работы устройства при увеличении габаритных размеров укрупнителя частиц, т.к. с увеличением габаритных размеров, в том числе проточных каналов укрупнителя частиц, выполненного в виде импактора, во много раз возрастают скорости аэрозольных потоков для обеспечения эффективного осаждения частиц на подложке, что значительно усложняет конструкцию устройства и снижает надежность его работы.
Кроме того, такая конструкция устройства позволяет получать препарат c неконтролируемым содержанием веществ из паровой и дисперсной фаз, что снижает возможности использования коптильного препарата.
Наиболее близким способом-аналогом (прототипом) является способ получения коптильного препарата, состоящий в абсорбции летучих продуктов пиролиза древесины жидкостью, циркулирующей по охлаждаемому контуру, и включающий ввод компонентов в абсорбер, их диспергирование, проведение контакта, сепарацию и оброс неабсорбированных газов (патент РФ 2077209, МПК6 А 23 В 4/044, опубл. 20.04.97 г.). Причем контакт компонентов в абсорбере проводят в вихревом дисперсном слое, который формируется за счет закрутки потоков газа и жидкости при их вводе в абсорбер, а неабсорбированный газ после сепарации частично возвращают на рециркуляцию через абсорбер.
Недостатком способа-прототипа является получение коптильного препарата с неконтролируемым содержанием веществ из паровой и дисперсных фаз, а также обеспечиваются неполное улавливание жидкостью коптильных веществ и связанная с этим низкая эффективность процесса абсорбции, что в конечном итоге снижает качество готового препарата и сужает область его применения.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для получения коптильного препарата, включающее источник газов, абсорбер со средствами для проведения контакта и сепарации газов и жидкости, охлаждаемый жидкостный контур со средствами подачи жидкости в абсорбер и возврата ее в контур и средства перемещения газов, включающие средства ввода газов в абсорбер из источника, вывода их из абсорбера и сброса в атмосферу. Причем абсорбер содержит вихревую контактную камеру и центробежный сепаратор, а средства перемещения газов объеденены в рециркуляционный газовый контур (Патент РФ 2077209, МПК6 А 23 В 4/044, опубл. 20.04.97 г.).
Недостатком устройства-прототипа является получение коптильного препарата с неконтролируемым содержанием веществ из паровой и дисперсных фаз, а также обеспечивается неполное улавливание жидкостью коптильных веществ и связанная с этим низкая эффективность процесса абсорбции, что в конечном итоге снижает качество готового препарата и сужает область его применения.
Известно, что в приобретении вкуса и аромата копченого продукта участвует и паровая, и дисперсная фаза, в то время как в создании цвета копченого продукта главная роль принадлежит дисперсной фазе. Поэтому коптильные препараты, полученные при помощи обработки дымовых газов только водой, не обеспечивают копченым продуктам свойственного им цвета. Кроме того, коптильные препараты разного технологического назначения должны иметь разное соотношение паровой и дисперсной фаз. В связи с этим недостатком всех существующих способов и устройств для получения коптильных препаратов является неконтролируемое содержание в препаратах паровой и дисперсной фаз, а также неполное улавливание жидкостью коптильных веществ и низкая эффективность процесса абсорбции.
Задачей предлагаемых изобретений является создание такой технологии получения коптильного препарата и устройства для его осуществления, которые позволили бы получать препарат с контролируемым содержанием веществ ив паровой и дисперсной фаз и увеличить объемы его производства за счет повышения производительности технологического процесса и оборудования с одновременным повышением эффективности процесса абсорбции частиц коптильных веществ.
Указанная задача решается тем, что в способе получения коптильного препарата, состоящем в абсорбции летучих продуктов пиролиза древесины жидкостью, циркулирующей по охлаждаемому контуру, и включающий ввод жидкости и летучих продуктов пиролиза древесины в абсорбер, диспергирование указанных компонентов и проведение их контакта в вихревом дисперсном слое, который формируют за счет закрутки потоков газа и жидкости при их вводе в абсорбер с последующем сбором преимущественно паровой фазы препарата, сепарацию неабсорбированной части продуктов пиролиза с последующим сбором дисперсной фазы препарата и сбросом газов в атмосферу, согласно изобретению сбор паровой и дисперсной фаз препарата осуществляют в отдельные емкости, а сепарацию неабоорбированной части продуктов пиролиза производят путем обработки дымовых газов на выходе из абсорбера в электростатическом поле высокого напряжения, подаваемого на ионизационные пластины осадителя, осаждения дисперсной фазы аэрозоля с размером частиц 0,005-10,0 мкм на пластинах коллектора ионизационной камеры осадителя, имеющих высокое напряжение, противоположное заряду ионизационных пластин осадителя, сбора концентрата укрупненного аэрозоля c пластин коллектора в отдельную емкость и смешивания паровой и дисперсной фаз препарата в определенном соотношении, зависимом от вида пищевого продукта и особенностей технологии его обработки.
Отрицательное напряжение на ионизационных пластинах осадителя подают величиной 10000-20000В, положительное напряжение на пластинах коллектора ионизационной камеры осадителя подают величиной порядка 6000-10000 В, а расход неабсорбированной части компонентов дымовых газов через ионизационную камеру устанавливают в интервале (0,1-1,5) м3/с.
При получении коптильного препарата для поверхностной обработки пищевых продуктов, например рыбы, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении не более 1:1.
При получении коптильного препарата для пропитки пищевых продуктов, например мяса и колбасных изделий, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении не менее 2:1.
При получении коптильного препарата для использования его в качестве ароматизатора пищевых продуктов, например растительного масла, первых блюд, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении не менее 7:1.
Указанная задача решается также тем, что в устройстве для получения коптильного препарата, включающем дымогенератор с нагревателем, абсорбер, выполненный в виде вихревой контактной камеры, и установленный под абсорбером и связанный с ним входным патрубком накопитель жидкости с блоком регулирования температуры, осадитель частиц аэрозоля и систему подачи жидкости и летучих продуктов пиролиза древесины в абсорбер, содержащую дымоводяной насос эжекторного типа, который соединен линией подачи газа с дымогенератором, линией подачи жидкости - с накопителем жидкости, а линией подачи газожидкостной смеси - с абсорбером, согласно изобретению устройство дополнительно снабжено накопителем дисперсной фазы препарата и соединенной с ним трубопроводом емкостью с мешалкой для приготовления готового коптильного препарата; осадитель частиц аэрозоля выполнен в виде электростатического фильтра, входной патрубок которого соединен с газовой полостью накопителя жидкости, патрубок для сброса очищенных газов - с вакуумным насосом, а сливной патрубок - с накопителем дисперсной фазы препарата, причем накопитель жидкости дополнительно соединен трубопроводом с емкостью для приготовления готового коптильного препарата.
Кроме того, система подачи жидкости и летучих продуктов пиролиза древесины в абсорбер дополнительно снабжена вентилятором, входной патрубок которого соединен линией подачи газа с дымогенератором, а выходной патрубок тангенциально подсоединен к вихревой контактной камере абсорбера.
На чертеже представлена блок-схема устройства для получения коптильного препарата.
Предлагаемый способ получения коптильного препарата осуществляют следующим образом.
Пример 1. Технология раздельного получения паровой и дисперсной фаз коптильного препарата
При пиролизе древесины, например в дымогенераторе 1, образуются газообразные продукты, содержащие коптильные вещества, которые вводят в абсорбер 3 одновременно с жидкостью, циркулирующей по охлаждаемому контуру. Абсорбер 3 может быть выполнен в виде (см. чертеж) вихревой контактной камеры. В абсорбере 3 смесь диспергируется и проводится интенсивный контакт между газообразными продуктами и мелкодисперсной жидкостью. При этом происходят абсорбция газообразных коптильных веществ и захват жидкостью наиболее крупных частиц дыма с образованием паровой фазы препарата, которую собирают в отдельную емкость, например в накопитель 5 жидкости. Неабсорбированную часть компонентов коптильного дыма на выходе ив абсорбера 3 обрабатывают в электростатическом поле высокого напряжения, подаваемого на осадитель 7, представляющего собой электрофильтр. На ионизационные пластины осадителя 7 подают отрицательное напряжение величиной 10000-20000 В, а на пластины коллектора ионизационной камеры этого осадителя подают положительное напряжение величиной порядка 6000-10000 В. Расход неабсорбированной части компонентов дымовых газов через ионизационную камеру устанавливают в интервале 0,1-1,5 м3/с. Частицы дыма размером 0,005-1,0 мкм заряжаются в электрофильтре до 12000 В и осаждаются на пластинах коллектора ионизационной камеры. После достижения критической массы связанные частицы укрупненного аэрозоля (дисперсная фаза препарата) стекают с пластин коллектора электрофильтра в отдельный накопитель 16 дисперсной фазы препарата.
Далее паровую и дисперсную фазы препарата смешивают в определенном соотношении, зависимом от вида пищевого продукта и особенностей технологии его обработки.
Пример 2. Технология получения коптильного препарата для поверхностной обработки пищевых продуктов
При получении коптильного препарата для поверхностной обработки пищевых продуктов, например рыбы, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении 1:7.
Пример 3. Технология получения коптильного препарата для поверхностной обработки пищевых продуктов
При получении коптильного препарата для поверхностной обработки пищевых продуктов, например тушек поросят, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении 1:1.
Пример 4. Технология получения коптильного препарата для пропитки пищевых продуктов
При получении коптильного препарата для пропитки пищевых продуктов, например мяса, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении 2:1.
Пример 5. Технология получения коптильного препарата для пропитки пищевых продуктов
При получении коптильного препарата для пропитки пищевых продуктов, например колбасных изделий, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении 4:1.
Пример 6. Технология получения коптильного препарата для использования его в качестве ароматизатора пищевых продуктов
При получении коптильного препарата для использования его в качестве ароматизатора пищевых продуктов, например растительного масла, первых блюд, смешивание паровой и дисперсной фаз препарата производят в соотношении 7:1.
Препараты коптильной жидкости применяют в пищевой промышленности и в быту по специально разработанным методикам для каждого вида продукта.
Пример 7. Описание конструкции устройства
Устройство для получения коптильного препарата включает дымогенератор 1 с электрическим нагревателем 2, абсорбер 3, выполненный в виде вихревой контактной камеры, и установленный под абсорбером 3 и связанный с ним входным патрубком 4 накопитель 5 жидкости с блоком 6 регулирования температуры, осадитель 7 частиц аэрозоля и систему подачи жидкости и летучих продуктов пиролиза древесины в абсорбер 3, содержащую вентилятор 8 и дымоводяной насос 9 эжекторного типа. Входной патрубок вентилятора 8 соединен линией 10 подачи газа с дымогенератором 1, а выходной его патрубок 11 тангенциально подсоединен к вихревой контактной камере абсорбера 3. Дымоводяной насос 9 соединен линией 12 подачи газа с дымогенератором 1, линией 13 подачи жидкости - с накопителем 5 жидкости, а линией 14 подачи газожидкостной смеси - с абсорбером 3. Линия 13 подачи жидкости снабжена циркуляционным насосом 15. Кроме того, устройство дополнительно снабжено накопителем 16 дисперсной фазы препарата и соединенной с ним трубопроводом 17 емкостью 18 с мешалкой 19 для приготовления готового коптильного препарата. Осадитель 7 частиц аэрозоля выполнен в виде электростатического фильтра, входной патрубок 20 которого соединен с газовой полостью 21 накопителя 7 жидкости, патрубок 22 для сброса очищенных газов - с вакуумным насосом 23, а сливной патрубок 24 - с накопителем 16 дисперсной фазы препарата. Накопитель 5 жидкости дополнительно соединен трубопроводом 25 с емкостью 18 для приготовления готового коптильного препарата. Блок управления 26 электрически связан с нагревателем 2, циркуляционным насосом 15, блоком 6 регулирования температуры, вакуумным насосом 23 и осадителем 7 (электрофильтром).
Пример 8. Описание работы устройства
Устройство работает следующем образом.
Перед началом работы в дымогенератор 1 насыпают древесные опилки, в накопитель 5 жидкости заливают воду до трети его объема и включают электрический нагреватель 2 и блок 6 регулирования температуры. На ионизационные пластины осадителя 7 (электорофильтр) подают отрицательное напряжение величиной 10000-20000 В, а на пластины коллектора ионизационной камеры осадителя 7 подают положительное напряжение величиной порядка 6000-10000 В. Процесс получения коптильного препарата контролируется блоком управления 26. В результате нагрева опилок в дымогенераторе 1 происходит пиролиз опилок. Образующиеся дымовые газы в дымогенераторе 1 и жидкость из накопителя 5 всасываются дымоводяным насосом 9 эжекторного типа, смешиваются в нем с получением газожидкостной смеси. Здесь происходит предварительная абсорбция паровой фазой коптильных веществ и частичный захват водой частиц дыма. Дыможидкостная смесь поступает в абсорбер 3. Одновременно в абсорбер 3 через тангенциальный патрубок 12 подаются дымовые газы вентилятором 8. В вихревой контактной камере абсорбера 3 формируется вихревой дисперсный слой, где паровая фаза коптильных веществ интенсивно взаимодействует с мелкодисперсными каплями жидкости и абсорбируется в ней.
Далее за счет центробежных сил мелкодисперсные капли жидкости отбрасываются на стенки абсорбера 3 и стекают через патрубок 4 в накопитель 5 жидкости. В газовой полости 21 накопителя 5 происходит накопление неабсорбировавшихся газов и окончательное расслоение фаз. В жидкости накопителя 5 остается паровая фаза коптильных компонентов, крупные смолистые соединения и дисперсная фаза коптильных компонентов размерами более 1 мкм.
В газовой полости 21 накопителя 5 находятся во взвешенном состоянии не захваченные водой частицы дыма менее 1 мкм, а также испарения жидкости. Образующийся аэрозоль в газовой полости 21 накопителя 5 жидкости подается вакуумным насосом 23 в осадитель 7 частиц (электрофильтр). Расход дымовых газов через электрофильтр устанавливают в интервале (0,1-1,5) м3/с в зависимости от состава исходного сырья (древесных опилок) и требуемых характеристик конечного продукта. Частицы дыма размером 0,005-1,0 мкм заряжаются в электрофильтре до 12000 В и осаждаются на пластинах коллектора его ионизационной камеры. После достижения критической массы связанные частицы укрупненного аэрозоля аэрозоля стекают с пластин коллектора электрофильтра в накопитель 16 дисперсной фазы препарата. Очищенный газ (с эффективностью очистки до 99,0%) вакуумным насосом 23 подается в производственное помещение или выбрасывается в атмосферу. Циркуляционный насос 15 обеспечивает рециркуляцию жидкости, т. е. насыщение этой жидкости в накопителе 5 коптильными веществами до необходимой концентрации. Части препарата в накопителях 5 и 16 охлаждаются блоком 6 регулирования до температуры +10oC. Для получение готового препарата производят смешивание паровой и дисперсной фаз препарата в определенном соотношении, зависимом от вида пищевого продукта и особенностей технологии его обработки. При этом в емкость 18 подают паровую фазу из накопителя 5, а дисперсную фазу - из накопителя 16. Смесь перемешивают мешалкой 19 в течение 3-5 мин, и готовый препарат разливают в тару.
Экспериментальные данные показывают, что эффективность абсорбции коптильных веществ в предлагаемом устройстве составляет 99,7%. Производительность электрофильтра по обработке коптильного газа находится в пределах 1000-4800 м3/ч, что на два порядка выше, чем в прототипе.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОГО ПРЕПАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1997 |
|
RU2124841C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОГО ПРЕПАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1995 |
|
RU2077209C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОГО ПРЕПАРАТА | 2006 |
|
RU2310332C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОПЧЕНЫХ ПРОДУКТОВ С РАЗВИТОЙ СТРУКТУРОЙ И ВНУТРЕННЕЙ ПОДАЧЕЙ ДЫМА | 2014 |
|
RU2551566C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПЧЕНОГО МЯСНОГО ПОЛУФАБРИКАТА | 2005 |
|
RU2304401C2 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ДЫМОГЕНЕРАЦИИ В СРЕДЕ ИНЕРТНОГО ГАЗА С ИНДУКТИВНЫМ ПОДВОДОМ ЭНЕРГИИ | 2011 |
|
RU2453122C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОГО ДЫМА ПИРОЛИЗОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ТРЕНИЯ ДЕРЕВО О ДЕРЕВО | 2011 |
|
RU2464792C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ КОПТИЛЬНОГО ДЫМА | 2011 |
|
RU2468587C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ДЫМОГЕНЕРАЦИИ | 2014 |
|
RU2555575C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОПЧЕНЫХ ПРОДУКТОВ С РАЗВИТОЙ СТРУКТУРОЙ И ВНЕШНЕЙ ПОДАЧЕЙ ДЫМА | 2015 |
|
RU2581008C1 |
Изобретение может быть использовано при получении коптильных препаратов для придания пищевым продуктам специфических вкусоароматических свойств копчености. Летучие продукты пиролиза древесины абсорбируют жидкостью, циркулирующей по охлаждаемому контуру. Жидкость и летучие продукты пиролиза древесины вводят в абсорбер, одновременно, при этом осуществляется деспергирование указанных компонентов в вихревом дисперсном слое, который формируют за счет закрутки потоков газа и жидкости при их вводе в абсорбер, с последующим сбором преимущественно паровой фазы препарата, сепарации неабсорбированной части продуктов пиролиза с последующим сбором дисперсной фазы препарата и сбросом газов в атмосферу. Сбор паровой и дисперсной фаз препарата осуществляют в отдельные емкости, а сепарацию неабсорбированной части продуктов пиролиза производят путем обработки дымовых газов на выходе из абсорбера в электростатическом поле высокого напряжения. При получении препарата паровую и дисперсную фазы препарата смешивают в определенном соотношении в зависимости от вида пищевого продукта и особенностей технологии его обработки. Устройство включает дымогенератор с нагревателем, абсорбер, выполненный в виде вихревой контактной камеры, и установленный под абсорбером и связанный с ним входным патрубком накопитель жидкости с блоком регулирования температуры, осадитель частиц аэрозоля и систему подачи жидкости и летучих продуктов пиролиза древесины в абсорбер. Накопитель дисперсной фазы препарата соединен трубопроводом с емкостью для приготовления готового коптильного препарата. Осадитель частиц аэрозоля выполнен в виде электростатического фильтра, входной патрубок которого соединен с газовой полостью накопителя жидкости, патрубок для сброса очищенных газов - с вакуумным насосом, а сливной патрубок - с накопителем дисперсной фазы препарата. Изобретение позволит получать коптильный препарат с контролируемым содержанием веществ из паровой и дисперсной фаз и увеличить объемы его производства за счет повышения производительности технологического процесса и оборудования с одновременным повышением эффективности процесса абсорбции частиц коптильных веществ. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 1 ил.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОГО ПРЕПАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1995 |
|
RU2077209C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОГО ПРЕПАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1997 |
|
RU2124841C1 |
Устройство для получения коптильной жидкости | 1974 |
|
SU480391A1 |
Авторы
Даты
2002-12-10—Публикация
2000-06-26—Подача