Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов Советский патент 1985 года по МПК A23L2/08 A23L3/36 F25C1/12 

Изобретение относится к холодильной технологии, а именно к способам криоконцентрирования жидких пищевых продуктов.

Известны способы получения концентрированных жидких пищевых продуктов путем вымораживания части воды, позволяющие в достаточной мере сохранить термолабильные и летучие компоненты этих продуктов 1 .

Недостаток указанных способов заключается в значительном содержании сухих веществ в образовавщемся льду вследствие проникновения микрочастиц концентрата в его межкристаллические пустоты, а также в недостаточной интенсивности процесса концентрирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов, предусматривающий намораживание воды на охладительную поверхность до образования льда 2.

Однако данный способ не предотвращает относительно высокие потери сухих веществ со льдом, вызванные захватом концентрата в пространство между кристалами решетки льда, намораживаемого на теплоотводящую поверхность. Кроме того, необходимо соблюдать минимальную скорость перемещения границы раздела фаз лед - раствор, что снижает интенсивность процесса концентрирования жидкого продукта.

Цель изобретения - сокращение потерь сухих веществ при концентрировании жидких растворов пищевых продуктов.

Цель достигается тем, что согласно способу получения концентрированных жидких пищевых продуктов, предусматривающему намораживание воды на охлаждающую поверхность до образования льда, процесс намораживания льда чередуют с процессом оттаивания верхнего слоя льда для обеспечения чередования кристаллизации воды и плавления льда на границе раздела фаз.

На чертеже изображена схема намораживания воды из раствора на охлаждающую поверхность (а) и плавления льда на границе раздела фаз в соответствии с предлагаемым способом (б).

На этапе кристаллизации растут мелкие кристаллы льда, при этом концентрация Ci раствора 2 у границы раздела фаз возрастает на .ct.Cj и, следовательно, по мере наслоения льда увеличивается содержание сухих веществ в нем. Затем на этапе плавления в первую очередь плавится лед 1 с высоким содержанием сухих веществ, а именно, мелкие кристаллы, а средние и крупные только начинают подплавляться. Поскольку концентрация сухих веществ во льду значительно ниже, чем в растворе, у границы раздела фаз она резко снижается на d С.

Последнее обстоятельство позволяет при повторной кристаллизации получить средние и крупные кристаллы льда с низким содержанием сухих веществ в данном слое. Следующий слой льда намораживается уже при описанных условиях, поэтому необходимо повторить этап плавления и для него.

Следовательно, чередуя этапы кристаллизации и плавления, проводя процесс

криоконцентрирования в осциллирующем режиме температуры продукта, можно значительно сократить потери продукта со льдом.

Пример. Проводится криоконцентрирование свекольного сока с начальной концентрацией 12%, который охлаждают до температуры - 2°С. Затем на теплоотводящей поверхности вымораживают слой льда толщиной 4 мм, далее повышают температуру сока до -|-4°С, и плавят слой льда на глубину 2 мм, после чего вымораживают еще 4 мм льда до общей толщины 6 мм, затем повышают температуру сока до -Ь4°С и плавят 2 мм льда, далее намораживают лед до 8 мм, после чего плавят слой до 6 рлм и намораживают дс 10 мм, плавят до 8 мм,

5 намораживают до 12 мм, плавят до 10 мм. В конце процесса сливают 22,5°/о-ный концентрат свекольного сока и расплавляют лед с концентрацией сухих веществ 2,5%.

Для сравнения свекольный сок с начальной концентрацией 12/о охлаждают до

температуры -2°С, затем при криоскопической температуре сока вымораживают на теплоотводящей поверхности слой льда толщиной 10 мм, в конце процесса сливают 17,5%-ный концентрат свекольного сока и расплавляют лед с концентрацией сухих веществ 6,5%.

Данные для сравнения способов сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, применение предлагаемого способа криоконцентрирования

0 позволяет сократить потери сухих веществ со льдом, что в свою очередь интенсифицирует процесс концентрирования.

Использование предлагаемого способа криоконцентрирования жидких пиш.евых продуктов в осциллирующем режиме температуры раствора не требует дополнительного оборудования по сравнению с прототипом и обеспечивает резкое снижение содержания сухих веществ во льду, что особенно важно при концентрировании дорогостоящих продуктов, увеличение выхода концентрата с единицы площади теплоотводящей поверхности, что значительно уменьшает долю капитальных затрат в себестоимости конечного продукта, снижение требований к точности поддержания температуры теплоотводящей поверхности, что позволяет отказаться от рассольной системы охлаждения и сократить продолжительность процесса концентрирования.

Криоконцентрирование при криоскопической температуре продукта (прототип)

При осциллирующем режиме температуры продукта (предлагаемьй)

6,5

17,5

22,5

2,5

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, предусматривающий намораживание воды на охлаждающую поверхность до образования льда, отличающийся- тем, что, с целью сокращения потерь сухих веществ, процесс намораживания льда чередуют с процессом оттаивания верхнего слоя льда для обеспечения чередования кристаллизации воды и плавления льда на границе раздела фаз. С 8 СП сл IN9 со