Изобретение относится к пищевой, ликеро-водочной, фармацевтической и химической отраслям промышленности, а именно к получению настоев из плодов, ягод, трав, а также из гранулированного сырья с пористой упругой структурой.
В настоящее время является актуальным интенсификация извлечения из природного сырья красителей, сахаров, антиоксидантных и ароматических веществ. Получают настои, например, с помощью жидких растворителей из целых и измельченных плодов и ягод, см. Рецептуры ликеро-водочных изделий и водок, М., Легкая и пищевая промышленность, 1981, 350 с.
Однако измельчение сырья приводит к увеличению трудозатрат на стадиях подготовки сырья, фильтрации и осветления продукции, а также увеличению времени технологического процесса.
Одним из способов получения настоя является экстракция в пульсирующем потоке экстрагента и перерабатываемого сырья. Большие перспективы в технологии пульсационного экстрагирования открываются с использованием способности клетчатки к упругой деформации под действием импульсов давления.
Известен способ получения настоя из плодово-ягодного сырья с пористой упругой структурой для ликеро-водочных изделий, который предусматривает измельчение сырья, двукратное настаивание, фильтрацию. Первое настаивание осуществляют в водно-спиртовом растворе этилового спирта крепостью 70% об. при гидромодуле 1:10. Настаивание ведут в пульсокамере в течение 36 часов при подаче сжатого воздуха давлением 0,11 мПа. Амплитуда пульсации составляет 6 мм, а интенсивность пульсации составляет 500 мм/мин. Нагрев отработанного сжатого воздуха производят до 100°С острым паром, конденсирование полученной фракции и возврат на 2-ую стадию экстракции осуществляют через 30 часов от начала процесса. Второе настаивание ведут в водно-спиртовом растворе крепостью 50% об. в течение 36 часов при тех же параметрах. Турбулизация пульсациями сжатого воздуха основной массы экстрагента способствует увеличению выхода эфирных масел, однако высокая интенсивность пульсации приводит к истиранию сырья и помутнению настоя, возрастают затраты энергии на фильтрацию, см. SU, Авторское свидетельство №1337401, МПК C12G 3/06, 1987.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является способ получения настоя из сырья с пористой упругой структурой, в котором приготовление настоя осуществляют двукратным настаиванием путем экстракции в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления, с последующим сливом настоя и его фильтрацией.
В качестве основного ингредиента настойки используют чернослив. Первое настаивание ведут в течение 6 суток. Каждые сутки проводят экстракцию в режиме пульсации в течение 4-5 часов знакопеременными импульсами давления газа инфразвуковой частоты 0,165-0.075 Гц, затем взрыхляют твердую фазу барботированием сжатым воздухом в течение 1,5-3,0 минут с последующим простым настаиванием.
Для более глубокого экстрагирования используют второй залив свежего растворителя и повторное шестисуточное осуществление процесса, см. RU Патент №2166535, МПК7 C12G 3/06, 2001.
Недостатками этого способа является отсутствие глубокого извлечения экстрактивных веществ и длительность процесса. При осуществлении способа происходит совместное движение экстрагента и затопленного слоя сырья с пористой упругой структурой, что исключает явление упругой деформации и связанного с ней принудительного выхода экстрактивных веществ из пористой структуры. При этом пульсационный режим составляет всего 20%, а настаивание в режиме простой молекулярной диффузии длится 70% времени всего технологического процесса. Периодическое взрыхление слоя сырья приводит к засорению настоя мякотью ягод.
Технической задачей изобретения является достижение извлечения экстрактивных веществ из сырья с пористой упругой структурой до 90% и сокращение времени получения настоя.
Техническая задача решается способом получения настоя из сырья с пористой упругой структурой путем экстракции в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления с последующей его фильтрацией, в котором перед пульсацией знакопеременными импульсами давления слой сырья, ограниченный в экстракторе перфорированными тарелками, выдерживают в течение 2-3 суток до состояния насыщения в водно-спиртовой смеси с концентрацией спирта, равной 47% об. при гидромодуле (1:5)-(1:7), а затем воздействуют знакопеременными импульсами с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа, формируемой в течение 10-60 сек, со сбросом давления до значения, равного давлению в состоянии насыщения сырья, и с периодичностью воздействия импульсами давления, соответствующей 17-130 сек
Решение технической задачи позволяет извлечь экстрактивных веществ из сырья с пористой упругой структурой до 90% при сокращении времени получения настоя в 1,2-1,4 раза.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами конкретного выполнения.
Режимы и результаты настаивания плодово-ягодного сырья по предлагаемому способу приведены в таблице.
Пример 1
Способ получения настоя из плодово-ягодного сырья с пористой упругой структурой осуществляют следующим образом.
Для получения настоя используют плодово-ягодное сырье - сухие плоды рябины красной среднего качества с влажностью не более 14% и содержанием экстрактивных веществ 69,7 г/100 г массы сырья. Плодово-ягодное сырье в количестве 500 г загружают в экстрактор. Экстрактор снабжен двумя перфорированными тарелками, нижняя из которых служит опорой пульсационному цилиндру, а верхняя выполнена кольцевой и снабжена штангами, обеспечивающими ее расположение перпендикулярно оси аппарата. Для формирования знакопеременных импульсов давления с нужной амплитудой и подачи их в экстрактор, экстрактор снабжен пульсатором. Пульсатор представляет собой механизм роторного типа, который в задаваемой последовательности соединяет пульсационный цилиндр с ресиверами избыточного давления или разрежения, и областью давления, при котором сырье находится в состоянии насыщения экстрагентом. Загрузку сырья производят в кольцевое пространство между нижней и верхней кольцевой тарелкой с образованием слоя толщиной (Н), рассчитываемой по формуле , где М - масса перерабатываемого сырья, ρn - насыпная плотность сырья, S - площадь сечения аппарата, загружаемого сырьем. Перед экстракцией слой сырья выдерживают в течение 2 суток до состояния насыщения в водно-спиртовой смеси с концентрацией спирта, равной 47% об. при гидромодуле 1:5 и температуре 18-21°С. После насыщения плодово-ягодного сырья водно-спиртовой смесью экстракцию ведут в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления, подаваемыми пульсатором с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа, формируемой в течение 10-60 сек со сбросом давления до значения, равного давлению в состоянии насыщения сырья, и с периодичностью воздействия импульсами, соответствующей 17-130 сек В режиме пульсации знакопеременными импульсами давления растворитель, в соответствии со знаком пульсации, перемещается между частицами слоя, прижимая их к перфорированным тарелкам аппарата, при этом, возникающие деформации частиц сырья являются упругими, неразрушающими клетчатку и соответствуют, см. далее таблицу, величине упругой деформации 9,5-14% для режимов [а] и [б] и 20-22,5% для режимов [в] и [г]. При сжатии клетчатки растворитель вместе с экстрактивными веществами выдавливается импульсами с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа в свободное пространство слоя, не занятое плодами. После воздействия импульсом с заданной амплитудой давление сбрасывают до его значения в состоянии насыщения сырья. В течение 7-69 сек режимов [а] и [б] и 13-50 сек режимов [в] и [г] плоды слоя восстанавливают форму за счет упругих свойств клетчатки, всасывая из свободного объема слоя экстрагент - "эффект губки". Периодичность, с которой воздействуют импульсом давления с момента действия предыдущего, составляет 17-129 сек для режимов [а] и [б] и 23-110 сек для режимов [в] и [г]. За 9 суток получения настоя, включая 2 суток насыщения растворителем и 7 суток экстрагирования в пульсационном режиме, из плодов было извлечено экстрактивных веществ 76-85,5% при работе в режимах [а] и [б] и 81-89,5% при работе в режимах [в] и [г].
Пример 2
Для получения настоя используют плодово-ягодное сырье - сухие плоды рябины черноплодной в количестве 500 г среднего качества с влажностью 13,6% и содержанием экстрактивных веществ в количестве 55,3 г/100 г массы сырья. Сырье в виде слоя толщиной (Н) загружают в кольцевое пространство между нижней и кольцевой перфорированными тарелками пульсационного экстрактора, использованного для реализации способа по примеру 1. Выдерживают в течение 2 суток до состояния насыщения в водно-спиртовой смеси с концентрацией спирта 47% об. при гидромодуле 1:5 и температуре 18-21°С. После насыщения плодово-ягодного сырья водно-спиртовой смесью экстракцию ведут в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления, подаваемыми пульсатором, с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа, формируемой в течение 10-60 сек со сбросом давления до значения, равного давлению в состоянии насыщения сырья, и с периодичностью воздействия импульсами, соответствующей 17-128 сек В режиме пульсации знакопеременными импульсами давления растворитель, в соответствии со знаком пульсации, перемещается между частицами слоя, прижимая их к перфорированным тарелкам аппарата, при этом, возникающие деформации сжатия в слое являются упругими, не разрушающими клетчатку и соответствуют, см. далее таблицу, 14,3-18,1% для режимов [а] и [б] и 19-25% для режимов [в] и [г]. При сжатии клетчатки растворитель вместе с экстрактивными веществами выдавливается в свободное пространство слоя, не занятое плодами. После воздействия заданной амплитудой давление сбрасывают до его значения в состоянии насыщения сырья. В течение 7-68 сек режимов [а] и [б] и 8-70 сек режимов [в] и [г] плоды слоя восстанавливают форму за счет упругих свойств клетчатки, всасывая из свободного объема слоя экстрагент - "эффект губки". Периодичность, с которой воздействуют импульсом давления с момента действия предыдущего импульса давления, составляет 17-128 сек для режимов [а] и [б] и 18-130 сек - для режимов [в] и [г]. За 9 суток получения настоя, включая 2 суток насыщения растворителем и 7 суток экстрагирования в пульсационном режиме, из плодов было извлечено экстрактивных веществ 78-82% при работе в режимах [а] и [б] и 81-90% - в режимах [в] и [г].
Пример 3
Для получения настоя используют плодово-ягодное сырье - сухие плоды шиповника в количестве 500 г среднего качества с влажностью 14,2% с содержанием экстрактивных веществ в количестве 45 г/100г массы сырья. Сырье в виде слоя толщиной (Н) загружают в кольцевое пространство между нижней и кольцевой перфорированными тарелками пульсационного экстрактора, использованного для реализации способа по примерам 1 и 2. Выдерживают в течение 3 суток до состояния насыщения в водно-спиртовой смеси с концентрацией спирта 47% при гидромодуле 1:7 и температуре 18-21°С. После насыщения плодово-ягодного сырья водно-спиртовой смесью экстракцию ведут в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления, подаваемыми пульсатором, с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа, формируемой в течение 10-60 сек со сбросом давления до значения, равного давлению в состоянии насыщения сырья, и с периодичностью воздействия импульсами, соответствующей 24-112 сек. В режиме пульсации знакопеременными импульсами давления растворитель, в соответствии со знаком пульсации, перемещается между частицами слоя, прижимая их к перфорированным тарелкам аппарата, при этом, возникающие деформации сжатия в слое являются упругими, не разрушающими клетчатку и составляют, см. далее таблицу, в режимах [а], [б] и [в] соответственно, 23-27% и 33%. В режиме [г] при формировании амплитуды давления 6,3 кПа за время, равное 62 сек, т.е. большее 60 сек, плоды были раздавлены и слой потерял способность фильтровать экстрагент в режиме пульсации. После воздействия заданной амплитудой давление сбрасывают до его значения в состоянии насыщения сырья. В течение 14-52 сек режимов [а] и [б] и 15 сек в режиме [в] плоды слоя восстанавливают форму за счет упругих свойств клетчатки, всасывая из свободного объема слоя экстрагент - "эффект губки".
Периодичность, с которой воздействуют следующим импульсом давления с момента действия предыдущего, составляет 24-112 сек для режимов [а] и [б] и 15 сек - для режима [в]. За 10 суток получения настоя, включая 3 суток насыщения растворителем и 7 суток экстрагирования в пульсационном режиме, из плодов было извлечено экстрактивных веществ 83-87% при работе в режимах [а] и [б] и 88,5% - в режиме [в].
Пример 4 (по прототипу)
Для получения настоя используют 500 г сухих плодов рябины красной с влажностью 14% и содержанием экстрактивных веществ в количестве 69,7 г/100 г массы сырья. Загружают сырье равномерным слоем на сетчатое дно в кольцевое пространство модельного пульсационного экстрактора, состоящего из двух коаксиально установленных друг к другу цилиндров. Процесс осуществляют двукратным настаиванием. При первом настаивании используют водно-спиртовую смесь крепостью 50% об., а при втором - 45% об. (гидромодуль первого настаивания - 1:3; второго - 1:2,1 в соответствии с рецептурой). Для создания пульсационного режима используют пульсатор, который формирует знакопеременные импульсы сжатого газа с частотой 0,165-0,075 Гц. Первое настаивание ведут в течение 6 суток. Каждые сутки проводят экстракцию в режиме пульсации в течение 4,5-5 часов знакопеременными импульсами давления воздуха, обеспечивая возвратно-поступательное движение жидкости вместе с сырьем. По мере уплотнения сырья изменяют частоту пульсаций с 0,165 Гц до 0,075 Гц. Затем слой взрыхляют с помощью барботирования сжатым воздухом в течение 1,5-3 мин давлением 2,2 атм (0,22 мПа). Далее осуществляют простое настаивание. После 6 суток настаивания полученный экстракт сливают. Концентрация экстрактивных веществ в настое первого слива соответствовала 64,3%.
Второе настаивание проводят водно-спиртовой смесью с содержанием спирта 45% об. Процесс получения настоя осуществляют аналогично первому. В полученном настое после слива концентрация экстрактивных веществ составила 19,8%. За 12 суток было извлечено 84,1% экстрактивных веществ.
Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый способ позволяет извлечь экстрактивных веществ из сырья с пористой упругой структурой до 90% в течение 9 суток, тогда как по прототипу за 12 суток при двукратном настаивании извлечено 84,1% экстрактивных веществ, кроме того, время получения настоя уменьшилось в 1,2-1,4 раза.
* плоды раздавлены
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВАРИАНТЫ) | 2001 |
|
RU2203122C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТОВАННЫХ МОРСОВ ДЛЯ НАПИТКОВ | 2013 |
|
RU2529710C1 |
НАСТОЙКА НА ОСНОВЕ ЧЕРНОСЛИВА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 1998 |
|
RU2166535C2 |
АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ | 1997 |
|
RU2225242C2 |
ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МОРСОВ ИЗ ПЛОДОВ, ЯГОД | 2004 |
|
RU2268767C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАСТОЕК НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ | 2002 |
|
RU2213771C1 |
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ | 2004 |
|
RU2268919C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТНОГО НАПИТКА ИЗ ПЛОДОВОГО СЫРЬЯ | 2015 |
|
RU2591530C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАННИДОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ | 1994 |
|
RU2126025C1 |
Способ получения спирта из семячковых плодов | 1974 |
|
SU644809A1 |
Настой из сырья с пористой упругой структурой получают путем экстракции в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления с последующей его фильтрацией. Перед пульсацией знакопеременными импульсами давления слой сырья, ограниченный в экстракторе перфорированными тарелками, выдерживают в течение 2-3 суток до состояния насыщения. Насыщение сырья осуществляют в водно-спиртовой смеси с концентрацией спирта, равной 47% об., при гидромодуле (1:5)-(1:7). После насыщения на слой сырья воздействуют знакопеременными импульсами с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа, формируемой в течение 10-60 сек, со сбросом давления до значения, равного в состоянии насыщения сырья, и с периодичностью воздействия импульсами давления, соответствующей 17-130 сек. Изобретение позволяет извлечь экстрактивных веществ из сырья с пористой упругой структурой до 90% при сокращении времени получения настоя в 1,2-1,4 раза. 1 табл.
Способ получения настоя из сырья с пористой упругой структурой путем экстракции в режиме пульсации знакопеременными импульсами давления с последующей его фильтрацией, отличающийся тем, что перед пульсацией знакопеременными импульсами давления слой сырья, ограниченный в экстракторе перфорированными тарелками, выдерживают в течение 2-3 сут до состояния насыщения в водно-спиртовой смеси с концентрацией спирта, равной 47 об.% при гидромодуле (1:5)-(1:7), а затем воздействуют знакопеременными импульсами с амплитудой давления 3,8-6,3 кПа, формируемой в течение 10-60 с, со сбросом давления до значения, равного в состоянии насыщения сырья, и с периодичностью воздействия импульсами давления, соответствующей 17-130 с.
НАСТОЙКА НА ОСНОВЕ ЧЕРНОСЛИВА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 1998 |
|
RU2166535C2 |
Способ получения настоев для напитков | 1986 |
|
SU1337401A1 |
Рецептуры ликеро-водочных изделий и водок | |||
- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с.290-321. |
Авторы
Даты
2011-06-27—Публикация
2010-05-11—Подача