Способ получения коптильной жидкости Советский патент 1988 года по МПК A23B4/04 

(21)4046276/28-13

(22)01.04.86

(46) 07.04.88. Бюл. № 13

(71)Опытное производственно-техническое объединение Техрыбром

(72)Л.М.Ершов, А.Ф.Ильичев, А.Д.Кравцов и А.Г.Поротиков

(53)664.95(088,8)

(56)Патент ФРГ 1238316, кл. А 23 В 4/04, 1978.

Патент Норвегии № 113185, кл. А 23 В 4/04, 1975.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОПТИЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ

(57)Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения коптильного состава для обработки пищевых продуктов, и может быть использовано на пищевых

предприятиях, выпускающих копченую продукцию. Цель изобретения - снижение себестоимости готового продукта и упрощение технологического процесса. В основу способа положен принцип термолиза древесины под воздействием водной среды. При этом измельченную древесину помещают в воду при соотношении масс древесины и воды 1:16- 1:12 кг/кг с последующим нагревом воды до температуры 160-374 С без превращения в парообразное состояние и вьщержкой времени при данных температурах, определяемой-ПО формуле tT (374-t):tj ,4, где t - время термолиза; t - температура, при которой осуществляют процесс термолиза, с последующим охлаждением до комнатной температуры .и фильтрацией полученного экстракта. 1 табл.

i

(Л

со

00

а

1

Изобретение относится к пищевой промьшшенности, в частности к способам получения коптильного состава для обработки пищевых продуктов, и может быть использовано на предприятиях, вьшускакицих копченую продз к- цию.

Целью изобретения является снижение себестоимости готового продукта и упрощение технологического процесса.

Способ осуществляется ;ледующим образом.

Измельченную древесину помещают в воду. Над поверхностью воды оставляют часть в.оздушного пространства для компенсации температурного расширения ее объема. Объем воды и воздуха герметизируют. После герметизации производит нагрев воды. С ростом температуры от 433 К (160°С) и вьщге в воде с нарастающей интенсивностью происходит термолиз древесины и одновременное поглощение (экстракция) водой продуктов термолиза. В соответствии с температурой нагрева (температурой термолиза) над поверхностью воды устанавливается давление за счет давления насыщенного пара, за счет температурного расширения воды и за счет давления образ1тощихся при термолизе газов, Минш- альное давление термолиза определяется давлением насыщенного пара воды при температуре 433 К (160 с) к вьфажается величиной 0,62 МПа (6,3 кгс/см ). Процесс термолиза проводится до полного обугливания древесины. Объем древесины при обугливании уменьшается.

Автоматическое регулирование процесса заключается в вьщерживаняи заданной TejkfuepaTypH термолиза. По окончании периода термолиза вода с экстрагированными в ней веществами (экстракт) охлаждается до комнатной температуры. После охлаждения производят разгерметизацию, слив и фильтрацию экстракта, По/гученный экстракт используется как коптильная жидкость

Соотношения касс древесины и воды были определены экспериментально н составили диапазон 1:16-1 12 кг/кг, При меньших соотношениях масс {1:22- ) коптильная жидкость получается слабоконцентрированной из-за недостатка продуктов термолиза древесины. При больших соотношениях масс (П- 1:5) получение коптильной жидкости

0-2

сопровождается интенсивным образованием нагара на стенках устройства реализующего термолиз древесины в воде. Образование нагара объясняется наличием в экстракте избытка продук тов термолиза. Необходимая масса древесины (кг) определяется по формуле

т

If т

(1)

где If - коэффициент соотношения мас древесины и воды, выбираемый из диапазона 1:16-1:12;

m - масса воды, кг.

Над поверхностью воды, покрывающей измельченные опилки, оставляют часть воздушного пространства для компенсации температурного расшире-- ния ее объема. Объем воды и воздуха герметизируют. После герметизации производят нагрев воды.

Нижним пределом температуры нагре ва воды является , так как при меньших температурах обугливание древесины слабо выражено, а полученная коптильная жидкость не обладает коптильными свойствами. При 160°С и выше в 2)оде с нарастающей интенсивностью происходит т ермолиэ древесины и одновременно поглощение (экстракция) водой продуктов термолиза.

Верхний предел температуры нагрева воды, определяется температурой критической точки 374 С, вьше которой жидкая фаза воды не существует. За пределами cpиraчecкoй температуры предлагаемый способ становится неразличимым от известных способов получения коптильной жидкости на основе перегретого пара. Критической температуре воды соответствует давление 22,1 МПа (225 кгс/см), получение коптильной жидкости при данньк параметрах температуры и давления возможно, но нецелесообразно из-за большой металлоемкости устройс-гв, реализующих предлагаемый способ. Исходя из соображений уменьшения металлоемкости устройств, способ рекомендуется использовать преимущественно в диапазоне температур 160-263 С.

В соответствии с температурой нагрева нйд поверхностью воды растёт давление за счет давления насыщенного пара, а также за счет температурного расширения вода к за счет давления образующихся при термолизе газов. Процесс термолиза в воде проводят до полного обугливания древесины

Объем древесины при обугливании уменьшается .

Темпера урное расширение воды при нагреве можно учитьшать по уменьше- нию ее плотности. Расчет плотности воды (кг/м ) в зависимости от температуры можно определить по эмпирической формуле, погрешность которой не превьш1ает 1%:о

Pt 322,6 + 68,2 (374-t), (2)

где t, - заданная температура нагрё- о

на воды, С.

Данная формула применима в диапазоне температур 100-374 С.

Исходя из того, что максимальный объем воды с помещенной в ней древесиной при заданной температуре нагрева составляет 95% объема устройства, предлагается следующая формула для расчета максимально возможного количества воды:

,95 V:(l/pt +(flp) (3) где V - объем герметической емкости,

рд - ПЛОТНОСТЬ сухой древесины. Продолжительность (ч) нагрева воды до заданной температуры можно рассчитать по формуле, полученной из уравнения теплового баланса: ,(m-t-0,l2 M).():(862q.-N) (4)

где М - масса герметичной емкости, изготовленной из стали,кг; t - начальная температура воды,

С;

t - заданная температура нагрева воды, С;

Cj - коэффициент, учитьшающий потери тепла в окружающую ере- ду, зависящий от качества изоляционного покрытия устройства;

N - мощность нагрева, кВт. Время (ч) термолиза определяют по формуле

tr (374-tJ: t,, (5) где о - время термолиза,

t - температура, при которой

осуществляют процесс термолиза .

Процесс термолиза автоматически регулируется. Автоматическое регулирование процесса заключается в выдерживании заданной температуры нагрева воды. По окончании периода вьщержива- ния температуры воду с экстрагированными в ней веществами (экстракт) охлаждают до комнатной температурь.

5

0

0

5

Q

с

0

5

Принудительное охлаждение экстракта (в течение часа) до комнатной температуры приводит к помутнению коптильной жидкости и к выпадению из нее осадка бурого цвета. После фильтрации прозрачность жидкости восстанавливается, а осадок темнеет,Естественное охлаждение экстракта (в течение 16ч и более) позволяет получить прозрачную коптильную жидкость. Независимо от способа охлаждения качество коптильной жидкости по внешним признакам (цвет, запах, вкус) остается неизменным После охлаждения производят разгерметизацию, слив и фильтрацию экстракта. Полученный экстракт используют как коптильную жидкость.

Коптильная жидкость, полученная предложенным способом обладает хорошими основными физико-химическими показателями. Получены коптильные жидкости при различных температурах нагрева воды и периоде вьздерживания данной температуры:

при 170°С, 1,7 ч - экстракт 1;

при 200°С, 0,66ч- экстракт 2;

при 263 С, 0,075 ч - экстракт 3;

при 310°С, 0,009 ч - экстракт 4;

при З42 с, 0,001 ч - экстракт 5,

Характеристика данных экстрактов, а также препаратов, используемых в пищевой промышленности, представлена в таблице.

Пример, 0,328 кг дубовых стружек помещают в герметическую емкость в 3,935 кг воды с соотношением масс древесины и воды 1;12, Массы стружек и воды определяются по формулам с учетом объема емкости 0,005м, плотности сухой дубовой древесины 780 кг/м и заданной температуры

грева 160 С. Дубовые стружки имеют средние размеры 20-20-0,5 мм . Над поверхностью воды образуется воздушное пространство объемом 645 см . После герметизации емкости производят нагрев воды до 160°С. Мощность нагрева 1,5 кВт. Нагрев воды цродол- жают в течение 1,37 ч. Период вьщер- живания заданной температуры 2,3 ч. В конце периода вьщерживания давление над поверхностью воды имеет величину 0,78 МПа (8 кгс/см). Охлаждение производят в течение 16 ч до . Остаточное давление над поверхностью воды после охлаждения составляет О,29 МПа (3 кгс/см). После

разгерметизации из емкости извлекают стружки и сливают полученный экстрак Стружки имеют темно-бурый цвет. Их насыпной объем уменьшился на 5%. Полученный экстракт имеет прозрачный, янтарно-красный 1щет, запах чернослива и ярко вьфаженный кисловатый, вяжущий вкус. Такие показатели экстракта являются характерными для данного способа получения коптильной жидкости из дуба. Способ по данному режиму получения коптильной жидкости рекомендуется, так как обеспечивает целевой продукт коптильными свойствами.

П р и м е р 2. Способ по приема:м и операциям идентичен описанному в примере 1, за исключением того, что

вместо дубовых стружек используют . ольховые опилки, сухая древесина кото рых имеет плотность 550 кг/м . Масса опилок (0,211 кг к массе воды (3,383 кг) составляет соотношение 1:16. Над поверхностью воды образуе ся воздушное пространство объемом 1233 см. Нагрев воды до 260°С продолжают в течение 2,8 ч. Период выдерживания при 260 С 5 мин. Давлени над поверхностью воды в конце периода выдерживания имеет величину 6,5 МПа (66 кгс/см).Остаточное давление над поверхностью зоды после охлаждения составляет О,78 МПа (8 кгс/см). Насыпной объем опилок уменьшается на 55%, Полученный экстракт имеет прозрачный янтарно-красный цвет, запах подгоревшего чернослива и кисловатый, вяжущий вкус с примесью горечи. Способ по данному режиму получения коптильной жидкост рекомендуется, так как обеспечивает целевой продукт коптильными свойствами.

ПримерЗ. Способ по приемам и операцияь .идентичен описанному в npHiviepe , за исключением того, что вместо дубовых стружек используют еловые опилки, сутсая древесина которых имеет плотность 480 кг/м , Масса опилок (0,216 кг) к массе воды (3,027 кг) составляет соотношение J:14. Над поверхностью воды образуется воздушное гфос гр.анство объемом J523 см . Нагрев воды до про-

20

25

861406

должают в течение 3,57 ч. Период-выдерживания температуры составляет 0,9 мин. Давление над поверх- ностью воды в конце периода вьщержи- вания имеет величину 11,6 МПа (114 кг/см ). Остаточное давление над поверхностью воды после- охлаждения составляет 1,47 МПа (15 кгс/см).

10 Охлаждение емкости до 20°С производят в течение 1 ч.

Насыпной объем опилок уменьшается на 66%. Полученный экстракт представляет собой суспензию бурого цвета.

j После фильтрации экстракт восстанавливает прозрачность, имеет желтый цвет с оттенком красного, запах смолистости с примесью запаха дыма и кисловатый, горький вкус. Способ по данному режиму получения коптильной жидкости рекомендуется, так как обеспечивает целевой продукт коптильными свойствами.

30

25

35

40

45

50

Внедрение предложенного способа позволяет снизить энергозатраты и упростить технологию без использования сложного оборудования и систем технологического контроля и автоматики.

Формула изобретения

Способ получения коптильной жидкости путем термолиза измельченной древесины под действием высокотемпературной водяной среды, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости готового продукта и упрощения технологического процесса, термолиз измельченной древесины осуществляют в герметичной ем кости в воде при соотношении масс древесины и воды 1:16 - :12, температуре 160-374 С и давлении вьше 0,62 Ша с последующим охлаждением до комнатной температуры и фильтрацией полученного экстракта, при этом время термолиза определяют по формуле

г (374-tJ : t,, ч где S время термолиза;

Сц температура, при которой

осуществляют процесс термолиза .

1,67 3,12 4,37 4,68 5,94

0,95 2,9

0,65

1,70 3,5