Способ производства экстрактов из растительного сырья для напитков Советский патент 1987 года по МПК C12G3/06 A23L2/00 B01D11/02 

Изобретение относится к пищевой промьшлемности, в частности к способам производства высококонцентриро- ваиньгх экстрактов из растительного сьфья для различных пищевых напитков

Целью изобретения является более полное извлечение ароматических веществ и повьшение их концентрации в готовых экстрактах.

На чертеже приведена схема, реали- зующая предлагаемый способ.

Исходное растительное сырье поровну загружают в два сообщающихся между собой экстракционных сосуда 1, 2.

В начале процесса в сосуды 1,2 подают растворитель и выдерживают 30- 35 НИИ. центробежным насосом 3 основная часть растворителя из сосуда I циркулирует в сосуд 2, а смоченное растворителем сырье в сосуде 1 вакуумируют и легколетучие ароматические фракции с наружной поверхности сырья испаряются и поступают в конденсатор-холодильник 4, затем в сборник 5. В процессе вакуумирования для интенсификации процесса через теплообменник 6 сырье, смоченное растворителем, подогревают до АО-АЗ С. По истечении периода выдержки 15-20 мин смоченного растворителем сырья под ва куумом в первом экстракционном объеме экстрагент из сосуда 2 циркулирует в сосуд 1, а в сосуде 2 сырье, смоченное растворителем, вакуумируют с подогревом до 40-45 С и отводят с на- ружной поверхности сьфья пары, содер- жаише ароматические вещества растительного сырья, т.е. повторяют весь цикл. Полученные все фракции направляют в сборник 5.

Периоды выдержки сырья и циркуляции растворителя повторяют многократно до полного извлечения ароматических веществ из сырья.

Вакуумирование смоченного сырья приводит к интенсивному вскипанию пленки на наружной поверхности сырья и в макропорах сырья, в первую очередь, легколетучей фракции, т.е. эфи- рных ароматсодержащих веществ.

Одновременно с испарением жидкой фазы на наружной поверхности сырья за счет влаго- и термопроводности интенсифицируется извлечение (экстрагиро- вание) целевых компонентов из микро- пор сырья на его поверхности.

В процессе многократной циркуляции растворитель смачивает сырье, а в оставшуюся часть растворителя и сырья подводят дополнительную тепловую энергию.

За счет многократной конденсации и испарения на наружной поверхности сырья паровой поток, движущийся снизу вверх, укрепляется и взрыхляет слой сырья, увеличивая и обновляя поверхность контакта фаз.

Экстракцию ароматических веществ из сырья осуществляют испарением пленки, образуемой в процессе экстрагирования на наружной поверхности и в микропорах сырья, с последующим отводом и конденсацией этих паров, не допуская перехода в экстрагент основной массы ароматических веществ.

При этом происходит двойной процес экстракции непосредственно с поверхности сырья в паровую фазу и в растворитель при его многократной циркуляции.

Учитьшая высокую концентрацию ароматических веществ на поверхности сырья, их высокий коэффициент испарения и ректификации, паровая фаза наиболее обогащена эфирными маслами и другими ароматическими веществами сырья.

В момент обнажения наружной поверхности сырья под вакуумом происходит интенсивное испарение жидкой фазы (экстрагента) с поверхности сьфья, т.е. из пленки и макропор. При этом температура на наружной поверхности сырья быстра понижается, жидкая фаза испаряется, поэтому температура и влажность внутри пор сырья вьипе, чем на наружной поверхности. Таким образом, создается температурный градиент и градиент влажности, вследствие чего высококонцентрированный по эфирным маслам раствор из внутренних пор интенсивно движется на наружную поверхность сьфья.

Данный способ экстрагирования сопровождается периодической откачкой жидкой фазы из одного экстрактора в другой, т.е. создается макропульсация жидкой фазы и давления от вакуума до максимально предусмотренногоу давления что интенсифицирует процесс массооб- мена на наружной поверхности сырья и внутри его пор.

При работе экстрактора в режиме вакуума с обнаженным сырьем с наруж-| ной поверхности сырья происходит интенсивное испарение пленки.

В нижних слоях сырья, находящихся в жидкой фазе, для поддержания темпе- ратуры и процесса испарения по всей высоте слоя сырья через теплообменники подводится соответствующее количес тво тепла. При движении потока паров снизу вверх через слой сырья, незаполненного жидкой фазой, происходит процесс многократного кипячения (испарения) и конденсации паров на поверх- ности сырья непосредственно из пленки и макропор на наружной поверхности сырья.

В период, когда сырье освобождается от жидкой фазы и идет процесс не- парения пленки под , одновременно осуществляется процесс ректификации, сопровождающийся повышением концентрации эфирных масел в паровом потоке экстрактора.

Роль насадки при этом играет само сырье.

Таким образом, массообмен внутри пор и наружной пленки интенсифицируется за счет совокупности существен- ных признаков, а именно многократной выдержки сырья под вакуумом с многократной циркуляцией растворителя и отводом паров, обогащенных ароматическими веществами непосредственно с поверхности смоченного сырья и их конденсацией.

Пример 1. Экстрагируют растительное сырье - кубебу. В качестве

растворителя используют 65%-ный раст-35 Фракция с концентрацией ароматических вор этилового спирта. В оба экстракционных сосуда загружают по 5 кг ку- бебы, В первый заливают 25 л э тилово- го спирта, во второй - 25 л этилового спирта и выдерживают при атмосферном 40 давлении 30 мин. По истечении этого времени 22,5 л растворителя из первого экстракционного сосуда, содержащего 0,05% экстрактивных веществ, перекачивают во второй, а оставшиеся 2,5 л 45 продолжают экстрагировать сырье в этом же экстракционном сосуде. Смоченное растворителем сырье в первом сосуде выдерживают под вакувеществ 0,15%, являющиеся рабочим, рециркулируемым экстрагентом. Полученный экстракт используют для безалкогольного напитка.

Пример 2. Циклы алалогичны примеру 1, при подогреве в процессе вакуумирования до и выдержке 30 мин. Количество циклов циркуляции растворителя и выдержки сырья под вакуумом 8.

Содержание экстрактивных веществ в циркулирующем растворе от первого до восьмого цикла изменяется соответстумом 40 кПа в течение 25 мин с одно- 50 венно от 0,05 до 0,2%, а в конденсированных паровых фракциях от 12 до 8% и в смеси - 10%.

временным отводом паровой фракции, содержащей 15% ароматических веществ, на конденсирование, а затем в сборник.

рованных паровых фракциях от 12 до 8% и в смеси - 10%.

Пример 3 (контрольный). Про-; В процессе вакуумироваиия сьфье novr цесс ведут по примеру I, только по/ .-о„

догревают до Д5 С.

Цикл повторяют следующим образом. Растворитель во втором экстракторе, повысив концентрацию до 0,1% экстрах-.

догрев в процессе вакуумирования ведут до 39 С, а выдержку 24 мин. Содержание экстрактивных веществ в растворителе несколько уменьшается (0,05тивных веществ, в количестве 22,5 л циркулирует в первый, а во втором экстракторе сырье и оставшиеся 2,5 л растворителя выдерживают под вакуумом равным АО кПа, в течение 25 мин с одновременным подогревом до 45 С и отводом жидкой фракции, содержащей 15% экстрактивных веществ, на концентрирование в сборник, где смешивают с фракцией, полученной в первом цикле, из первого экстрактора.

Новый (второй) цикл начинают циркуляцией растворителя из первого экстрактора во второй, вакуумирование смоченного сырья с подогревом и отводом паровой- фракции на конденсацию и далее в сборник при тех же параметрах.

Циклы процесса повторяются шесть раз до содержания в циркуляционном растворителе экстрактивных веществ 0,15%, а в конденсате паровой фракции, полученной при всех шести циклах и смешанных в сборнике, 14% экстрактивных веществ. Некоторое снижение концентрации экстрактивных веществ в последних циклах наблюдается за счет истощения экстрактивных веи гств в сырье от цикла к циклу. Таким образом, при совершении всех циклов процесса получаются две фракции экстрагента: первая с высокой концентрацией ароматических веществ 14%, полученная методом испарения пленки на наружной поверхности смоченного сырья, и вторая

Фракция с концентрацией ароматических

веществ 0,15%, являющиеся рабочим, рециркулируемым экстрагентом. Полученный экстракт используют для безалкогольного напитка.

Пример 2. Циклы алалогичны примеру 1, при подогреве в процессе вакуумирования до и выдержке 30 мин. Количество циклов циркуляции растворителя и выдержки сырья под вакуумом 8.

Содержание экстрактивных веществ в циркулирующем растворе от первого до восьмого цикла изменяется соответственно от 0,05 до 0,2%, а в конденси

рованных паровых фракциях от 12 до 8% и в смеси - 10%.

догрев в процессе вакуумирования ведут до 39 С, а выдержку 24 мин. Содержание экстрактивных веществ в растворителе несколько уменьшается (0,055Г325066

0,19%), а в смеси паровых фракций 1 ч ач

IJ,оЛ.

Пример 4 (контрольный). Процесс ведут по примеру 1, только подогрев ведут до 46 и U7°C, а выдержку 32 мин.

Содержание экстрактивных веществ в отобранных паровых фракциях и ре- циркулирующем растворителе не изменяется по сравнению с примером I, только теплоэнергозатраты увеличиваются на 5% по сравнению с примером 1 и составляют 200 ккал.

Таким образом, предлагаемый спосо позволяет получать 15-10% высококон- центрированных экстрактов из растительного сырья, что снижает их количество при изготовлении напитков и снижает производственные затраты при ведении процесса экстрагирования.

В таблице приведены сравнительные данные предлагаемого и известного способов.

Растворитель (раствор этанола), л

100

25

Растительное кубеба, кг

сырье Концентрация экстрактивных веществ, %

Конденсаты паровых фракций смоченного сырья, %, для цикла:

15

14,7

14,2

13,9

13,7

13,5

Продолжение т..блицы

Характеристика процесса

Показатели по способу

0

5

0

5

Растворители экстр- агента , л

Концентрация ароматических веществ в 100 л растворителя, %

100

0,4

25

0,2 (основныеароматические

вещества переходят в паровуюфракцию)

Концентрация ароматических веществ в готовом экстракте, полученном в конденсате паровых фракциях, %

14-10

0

5

Ф о

5

р м у л а

и зобретения

Способ производства экстрактов из растительного сырья для напитков, предусматривающий залив растворителем исходного сырья, экстракцию из него ароматических веществ в замкнутой системе, состоящей из двух сообщающихся между собой сосудов, периодическую циркуляцию растворителя и выдержку смоченного сырья под вакуумом, отличающийся тем, что, с целью более полного извлечения ароматических веществ и повышения их концентрации в готовых экстрактах, циркуляцию растворителя осуществляют многократно через слой экстрагируемого материала в сосудах в прямом и обратном направлениях до получения в растворителе концентрации ароматических веществ, равной 0,05-0,2%, а выдержку смоченного сырья под вакуумом осуществляют до полного извлечения ароматических веществ многократно периодичес ки в течение 25-30 мин. таким обра- зом, что каждый период выдержки в первом сосуде проводят после циркуляции .растворителя во втором и наоборот, осуществляя на всех стадиях выдержки последовательный отбор и конденсацию паров, содержапц1х ароматические вещества, непосредственно с поверхности смоченного сырья с одновременным подогревом последнего до 40-45 С и получением самостоятельной высококонцентрированной фракции, содержащей 15-10% ароматических ве- ществ.

Изобретение относится к пищевой проьвдпленности, в частности к способу производства зкстрактов из растительного сырья. Цель изобретения - более полное извлечение ароматических веществ и повышение их концентрации в готовых экстрактах. Исходное сьфье заливают растворителем, производят экстракцию ароматических веществ в зам- к нутой системе, состоящей из двух сообщающихся между собой сосудов, с многократной циркуляцией растворителя через слой экстрагируемого материала в сосудах попеременно в прямом и обратном направлениях и чередуют с выде рж- кой смоченного сырья под вакумом. Выдержку смоченного сырья под вакуумом осуществляют многократно периодически в течение 25-30 мин. Каждый период выдержки в первом сосуде осуществляют после циркуляции растворителя во второй и наоборот, осуществляя на каждом периоде выдержки отбор и конденсацию паров, содержащих ароматические вещества. 1 ил., 1 табл. (Л

Составитель Л. Пашинина Редактор Н. Гунько Техред Н.Глущенко

Заказ 3021/24 Тираж 499Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Демчик