Способ переработки плодового, ягодного и овощного сырья Советский патент 1990 года по МПК A23B7/00 A23L2/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению пищевых растворимых и нерастворимых порошков из плодового5 ягодного и овощного сырья.

Растворимые порошки приготавливаются из соков этого сырья, а нерастворимые - из их выжимок.

Растворимые порошки могут быть использованы для воспроизводства сока и напитков после хранения, а нерастворимые порошки - в кондитерской промышленности. В качестве сырья применяются яблоки, груши, виноград, апельсины, клубника, свекла, картофель, помидоры, огурцы и другие фрукты, ягоды и овощи.

Изобретение может быть использовано для получения растворимых порошков и из пищевых жидкостей - экстрактов кофе и чая, вина, пива, молока и др., и из других пищевых продуктов - мяса, рыбы н др. например порошка из экстракта мясного сока, кормовой рыбной муки. Изобретение может быть использовано и для переработки растительного сырья, используемого в животноводстве (зеленой массы кукурузы, люцерны, хлореллы и др.К для получения растворимых и нерастворимых по- рошков из силосной Maccbis приго,тщых для длительного хранения ч употребления в качестве витаминизированных добавок на корм скоту.

Сырье, пригодное для переработки по предлагаемому способу, имеет мэха- ническое и термодинамическое ограничения. Согласно первому ограничению это сырье должно быть без твердой скорлупы (например, арбузы, дыни), вычищенное и отмытое от грязи, отделенное от гнили. Косточковое сырье должно быть также отделено от кос го- чек (например, вишни). Для семечкового сырья подход двоякий - то сырье, присутствие семечек из которого допустимо в нерастворимом порошке (чб- локи, помидоры, огурцы), используется в процессе сразу после мойки и отделения от гнили, сырье, присутствие семечек из которого нежелательно в нерастворимом порошке (арбузы), используется в процессе после отделения последних.

Согласно второму ограничению под- ходит только то сырье, cok из которого представляет эвтектикообразующий раствор, т.е. имеет криоскопическую кривую (кривую замерзания) в диаграмме температура - концентрация и одну

либо несколько эвтектических точек. Охлаждение такого раствора приводит к выпадению кристаллов льда и концентрированию сухих вещестз в концентрате сока.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа за счет одновременного получения растворимого и нерастворимого

ПОРОШКОВ.

На фиг.1 приведена диаграмма температура -концентрация для яблочного сока, на которой изображены криоско- пические кривые льдо-и гидратообразо- вания хладона R-12 (CFjCl); на фиг.2 - кривые льдообразования для различного пищевого сырья; на фиг.3 - схема установки для получения из сока растворимого порошкч, например ич яблочного сока; на фиг.4 - линия переработки выжимок для производства нерастворимо о порошка из, например, яблочных выжимок.

0 5 0 5

Q

5

Q

с

Физические основы способа.

Сухое вещество яблочного сока состоит, в основном, из фруктозы (62,5%), сахарозы (20%) и декстрозы (l7,5%). Согласно фиг.5 линия 1 - криоскопи- ческан кривая при льдообразовании,

2- кривая растворимости. Эвтектическая точка А при льдообразовании имеет координаты 66,6 мас,% сухих веществ, 248 К.

Параметры точки А яблочного сока (разные сорта) лежат в температурном интервале 250-248 К и в интервале концентраций 67-70%. Замораживание яблочнтго сока при координатах эвтектики (точка А) приводят к выпадению кристаллов льда и кристаллов сухих веществ, Дозвтектические кривые льдообразования различного пищевого сырья показаны на фиг.2, где линия 1 - сок черной смородины, 2 - клубничный сок,3- яблочный сок, 4 - экстракт кофе, 5 - сахар, 6 - желатин, 7 - яйца,

8 - крахмал.

Перевод воды из насыщенного раствора в гаэогидраты, например хладон R-12, повышает температуру кривой 1 эквидистантно вверх до кривой 3. При охлаждении раствора в среде с хладо- ном R-12 ниже кривой 3 выпадают кристаллы газогидрата (его состав 14,8 моль воды/моль R-12 в точке Э), а система состоит помимо газогидратов еще из насыщенного раствора и газообразного или жидкого агента.

Точка Э называется точкой газогид- ргтной эвтектики, ее координаты (фиг.) концентрация 69,2% сухих веществ, температура 257,5 К. Точка Э лежит на кривой упругости хладона R-12 при температуре 257,5 К. Давление этой точки 178 кПа. Точка Э - инвариантная, имеет нулевую степень свободы, т.е. она существует при строго определенных концентрации, давлении и температуре. Кристаллизация яблочного сока при параметрах газогидратной эвтектики ведется в условиях существования 5-фазной системы - кристаллов газогидратов и кристаллов сухих веществ, раствора эвтектической концентрациии, жидкого и газообразного хладона R-12.

При контактном кипении холодильного агента в растворе эвтектической концентрации кристаллы льда { или кристаллы газогидратов, если холодильный агент - гидратообразовагель) и

515

кристаллы растворенного вещества рас- тут отдельно, причем эти две твердые фазы могут быть разделены в насыщенном растворе, например, отстаиванием вследствие разности плотностей. Для случая, например, яблочного сока имеется следующее распределение плотностей, кристаллы газогидрата хладона R-I2 1080, кристаллы сухих веществ яблочного сока 21 00, концентрат яблочного сока (63,7% сухих веществ) при 254,55 К 1295.

Выжимки пищевого сырья, например яблок, после первоначального измель- чения, прессования и отвода отжатого сока содержат еще заметное количество остаточной влаги. Опыты, проведенные с выжимками яблок и моркови, показали, что после замораживания этих вы- жимок (с переводом жидкости в лед), перетирания со льдом, их размораживания и повторного отжима возможно получить дополнительно до 10% сока для яблок и до 20% сока для моркови и тем уменьшить энергозатраты на последующую сушку. Дополнительный эффект дает перевод льда в газогидраты (для этого выжимки необходимо контактировать с кипящим хладоном при темпера- туре льдообразования, но давлении гид- ратообразования)s поскольку плавление газогидрата в области газообразного агента приводит к выделению газа. Газогидраты, плавясь внутри клетки, рвут ее оболочку выделяющимся газом и тем самым, создают условия для дополнительного выделения сока.

Выжимки после повторного прессования сушат парами хладона R-12, пред- варительно подсушенными от водяных паров (например, сжатием - с повышением давления влагосодержание газа понижается). При сушке выжимок при температуре, например, 303 К парци- альное давление насыщения водяных паров составляет 4,24 кПа. При гидра- тообразовании при 278 К парциальное давление водяных паров 0,87 кПа. Та- ким образом, водяные пары, выделяющи- еся при сушке под давлением 4S24 кПа, перетекают в зону пониженного давления 0,87 кПа - в зону гидратообразова ния этих же водяных паров. Другими словами, производится отсос водяных паров (в среде другого газа - хладона R-12 они ведут себя согласно закону Дальтона независимо) путем их гид- ратообразования в другом месте.

Q

; 0 5

5

0 5

256

В линии переработки выжимок, в которой в непрерывном режиме производится последовательность операций с разными давлениями (от вакуума до 600 кПа), используется эффект газозатвора. Выжимки переталкиваются из одного аппарата в другой шнеком, зона прессорания выжимок которого служит барьером от выравнивания давлений в этих аппаратах.

В опыте, проведенном на колонне диаметром 80 мм, снабженной шнеком, давление воздуха над кристаллами льда, спрессованными шнеком, на 150- 200 кПа выше, чем давление воздуха пгд чьдом (даже при небольшой разности давлении UP на прессование, обусловленной непрочной стенкой лабораторной колонны). При разности давлений на прессование йР 2-3 мПа эффект газоза-;вора промышленных шнеков обеспечивает газоплотность смежных аппаратов .

В качестве гидратообразующего агента при данном способе помимо хла- доча R-12 можно использовать и другие лгенты, инертные по отношению к пищевому сырью, например углекислоту и др, Применение и СО в пищевой промышленности допустимо ввиду их не- токсичности. Известно, например, что R-i2 используется фирмой Дю Понт для контактного замораживания мяса.

Установка непрерывного действия для производства из сока сухого раст- воримого порошка по предлагаемой технологии состоит из двух ступеней: опреснительной 1 и разделительной (эв- тег.ической) II. В ступени I исходный сок предварительно концентрируется до 30-40%, при этом также производится опресненная вода с остаточным содержание t сухих веществ до 0,1%. В ступени II концентрат из ступени I концентрируется до эвтектической концентрации 60-70% и обезвоживается до конечного продукта - растворимого сухого порошка.

Ступень I (фиг.З) состоит из деаэратора 1 исходного сока, теплообменника 2, испарителя 3, контактного кристаллизатора 4, отстойника 5, се- парационно-промывочной колонны 6, контактного плавителя-конденсатора 7, под которым совмещение с ним расположен отстойник 8, водоотделителя 9, компрессора 10 и дополнительного компрессора 11, дополнительного конден157

ресатора 12, воздухоотделителя 13, сивера 14 и дегазатора 15.

Ступень II состоит из контактного кристаллизатора 6, отстойника 17, сепарационно-промывочной, колонны 18, сепаратора 19 кристаллов сухих нет ществ, встроенного в отстойник компрессора 20 и компрессора 21 дегазации, водоотделителя 22 и продувочной камеры 23.

В схему установки входят также вакуум-насос 24 и насосы 25-31. Компрессоры 10, 11, 20 и 21 выполнены с сухими парами трения и предназначены для сжатия хладона R-12 без загрязнения его маслом.

Деаэратор 1, дегазатор 15 и плав л гель газогидратов -конденсатор 7 агента q- представляет собой обечайки, заполненные насадкой. Кристаллизаторы 4 и 16га- зогидратов представляют собой обечайки, снабженные перемешивающими устройствами,

С епарацжшно-промыв очные колонны 6 и 18 предназначены для отделения и промывки газогидратов от концентрата сока и имеют в средней части на боковой поверхности фильтрующие сетки 32 и 33 с размерами ячеек 100-200 мкм, охваченные карманами 34 и 35. В верхней части этих колонн имеются скреперы 36 и 37 для отвода газогидратной массы. Колонны 6 и 18 при работе полностью затоплены, представляют собой вытеснительные аппараты, работающие с противодавлением.

Сепаратор 19 кристаллов сухих веществ - аппарат непрерывного действия, предназначен для отделения кристаллов сухих веществ от жидкого хладона, отвода -парообразного хладона R-12 компрессором 21, вакуумирования кристаллов сухих веществ и вывода их в атмосферу без заноса воздуха в установку. Сепаратор 19 представляет собой шнековое отжимное устройство, работающее с использованием эффекта- газозатвора. Сепаратор 19 имеет в корпусе 38 шнек 39, охваченный в концевой части фильтрующими сетками 40 и 41, в свою очередь охваченными карманами 42 и 43. Фильтрующая сетка 40 с карманом 42 служит для отвода пара агента компрессором 21. Фильтрующая сетка 41 с карманом 43 служит для вакуумирования : КрИСТаЛЛОВ С ПОМОЩЬЮ вакуум-насоса 24. Правый концевой торец сепаратора 19 прижимает запорный

8

конус 44, герметизирующий аппарат при его остановке и отодвигаемый при его работе выдавливаемыми кристаллами. В

средней части сепаратора 1 9 имеется - фильтрующая сетка 45 с карманом 46. Установка работает следующим образом (на примере яблочного соха). Исходный сок, получаемый после кз0 мельчения яблок, их прессования, отжима (выход сока 45-55%) и фильтрации, направляют в деаэратор 1 ,. в котором вакуумированием с помощью вакуум-насоса 24 до давления 4 кИа по5 нижают растворимость воздуха в соке до 10 %,, удаляя большую часть воздуха из исходного сока. Затем исходный сок охлаждается в теплообменнике 2 и испарителе 3 до температуры порядка 286 К вследствие теплообмена сначала с опресненной водой, выводимой из установки, а затем и вследствие „ кипения хладона R-12. Эта температура определяется из теплового расчета колонны 18 так, чтобы нагрев газогидратов после сепарационно-промывочной колонны 18 в результате их смешения с исходным соком не повысил их температуры выше 284 К и не привел к их раз0 ложению. Деаэрированный и охлажденный исходный сок направляют в верхнюю часть сепарационно-промывочной колонны 18 для предварительной промывки газогидратов из ступени II от сока

5 эвтектической (60-70%) концентрации (процесс в колонне 18 ведется при переменных параметрах, т.е. снизу вверх: Т 260--283К иР 520- -450 кПа) , откуда в составе газогидратной сус0 пензии (10-15% газовых гидратов + исходный сок) выводят насосом 28 и после смешения с газогидратной суспензией из кристаллизатора 4 (после насоса 29) направляют в отстойник 5 и

5 далее через сепарационно-промывочную колонну 6 и ее карман 34 в кристаллизатор 4.

0

5

В кристаллизаторе 4 при температуре порядка 275 К и давлении 312 кПа при контакте сока с жидким хладоном R-12 при перемешивании образуют газогидраты хладона R-12. Теплоты гид- ратообразо вания отводят за счет кипения агента. Для этого в кристаллизатор 4 подают жидкий агент из отстойника 8 через регулирующий вентиль 47, а пары агента отсасывают через водоотделитель 9 компрессором 10 и

направляют под давлением 515 кПа в плавитель-конденсатор 7. Из кристаллизатора 4 гаэогидратную суспензию, содержащую часть непрореагировавшего жидкого агента, насосом 29 под давле- нием 600 кПа направляют в отстойник 5 для отделения жидкого агента от суспензии и возврата его в кристаллизатор 4. При этом raaoiидратную суспензию из отстойника 5 направляют в колонну 6 на сепарацию и промывку от концентрата (процесс в колонне 6 ведется при переменных параметрах, т.е. снизу вверх: Т К и Р кПа) 5 откуда большую часть концентрата через карман 34 рецирку- лируют в кристаллизатор 4, а меньшую часть направляют на дальнейшее концентрирование при параметрах газогид- ратной эвтектики (давлении 178 кПа и температуре 257,5 К) в кристаллизатор 16. В реальном процессе рабочие параметры в кристаллизаторе 4 несколько ниже параметров газогидратной эвтектики, что необходимо для создания движущих сил, а именно разности температур на гидратообраяованис йТд 2 К и разности температур ut 2 К при теплопередаче для отвода теплоты гидратообразования кипядим агентом, с учетом этих движущих сил температура суспензии 255,5 К, а давление кипения 150 кПа (что соответствует температуре кипения агента 253,5 К).

Газогидраты, отсепарированные от концентрата сока, из верхней части колонны направляют в плавитель-конденсатор 7 и плавят в нем при Т

287,5 К и Р 515 кПа за счет теплоты конденсации газообразного агента с образованием жидкого агента и пресной воды. После отделения пресной воды от жидкого агента в отстойнике 8 (плотности пресной воды 1000 кг/м и жидкого хладона R-l 2 1400 rr/м5) часть пресной воды направляют встречным потоком в колонне 6 для промывки газогидратов, а другую г -асть пресной воды направляют через теплообменник 2 на дегазацию от растворенного агента в дегазатор 1 (при давлении 4 - 10 кПа) и затем выводят из установки. Эта вода, содержащая около 0,1% растворимых сухих веществ, может быть в дальнейшем использована для производства напитков тина Нектар и др. При необходимости содержание растворенных

5

5 п

0

5

0

С

0

веществ в опресненной воде может быть повышено (до 0,3-0,5% и более).

Из кристаллизатора 16 гаэогидратную суспензию (кристаллы газогидратов и сухих веществ, эвтектический концентрат с содержанием сухих веществ около 70%, жидкий остаточный хладон) направляют насосом 30 в отстойник 17. При этом пары испарившегося при отводе теплоты гидратообразования агента откачиваются через водоотделитель 22 компрессором 20 и направляются при давлении 515 кПа л плавитель-конденсатор 7.

Лзбыточное количество парообразного агента сверх того количества, которое может быть сконденсировано в плавителе-конденсатоое 7, сжимают хом- пресссром 11 до давления 660 кПа и направляют в дополнительный конденсатор 12. Этот аппарат служит для компенсации теплового баланса установки. Ё нем конденсируют остаточный газообразный агент при Т 298 К и 660 кПа при помощи циркуляции через рубное пространство аппарата охлаждающей воды. Жидкий агент из дополнительного конденсатора 12 направляют в ресивер 14, а несконденсировагшуюся часть агента вместе с воздухом направляют

в воздухоотделитель 13, предназначен- «.

ный для удаления кз установки воздуха 5 попавшего в него при неполном из-J влечении в деаэраторе 1. Наличие воздуха повышает давление аппаратов и увеличивает расход энергии на работу компрессоров. Удаление воздуха производят путем охлаждения паровоздушной смеси в межтрубном пространстве воздухоотделителя за счет кипения жидкого агента при 265 К в трубном пространстве аппарата. Из воздухоотделителя 13 конденсирующийся при 275 К жидкий агэнт направляют в ресивер 14, а паровоздушную смесь выводят в ai- мосферу.

Из ресивера 14 жидкий агент распределяется через регулирующий вентиль 48 и в испаритель 3 для охлаждения исходного сока, через регулирующий вентиль 49 в воздухоохладитель i3 для конденсации агента из паровоздушной смеси, через регулирующий вентиль 50 в кристаллизатор 4, через регулирующий вентиль 51 в кристаллизатор 16.

Пары агента из испарителя 3 откачивают компрессором 10, а пары агента из воздухоотделителя 13 - компрессором 20.

Из отстойника 17 газогидратную суспензию, отделенную от жидкого агента и кристаллов сухих веществ, направляют в сепарационно-промывочную колонну 18, а суспензию из жидкого агента и кристаллов сухих веществ - в сепаратор 19 кристаллов сухих ве-

щесгв. Концентрат из кармана 35 колонны 18 рециркулирует в кристаллизатор 16, а газогидраты предварительно промывают исходным соком и транспортируют этим же соком (гидротранс- портом) в отстойник 5 и далее после смешивания с газогидратной суспензией, поступающей из кристаллизатора 4, направляют в сепарационно-промывочную колонну 6.

Совмещенные отстойник 17 и сепаратор 19 кристаллов сухих веществ работает следующим образом.

Газогидратная суспензия (кристаллы газогидратов и кристаллы сухих ве- ществ, 70%-ный концентрат сока, жидкий хладон), подаваемая насосом 30 в среднюю часть отстойника 17, разделяется в нем ввиду разности плотностей: внизу - кристаллы сухих веществ в

жидком хладоне, вверху - газогидраты в жидком концентрате,. Плотности веществ следующие, кг/м3: кристаллы сухих веществ 2100; концентрат 129,5; жидкий хладон 1400; кристаллы газо- гидратов 1080. Объем проточного отстойника 17 подбирается таким, что время пребывания компонентов суспензии (3-5 мин) достаточно для их разделения, Газогидраты с концентратом сока отводятся сверху по линии 52 в се- парационно-промывочную колонну 18. Жидкий агент отводится по линии 53 в кристаллизатор 16. Кристаллы сухих веществ, накапливаясь внизу в среде жидкого хладона, перемещаются шнеком 39 (обороты шнека малые - 8-1 0 об/мин, не препятствующие осаждению кристаллов сухих веществ) в среднюю часть корпуса 38. Здесь кристаллы уплотняются, а основная часть жидкого агента при этом выдавливается обратно в отстойник 17. Эффект выдавливания жидкости из несжимаемой твердой дисперсной среды обратим - при прессовании твердой Фазы жидкость выдавливается из нее, при снятии давления жидкость возвращаете я в промежутки между частицами твердой фаты. В области фпгп т

0

г 0

5 0

, „ -

0

5

рующей сетки 45 кристаллы уплотняются дальнейшим прессованием. При этом жидкий агент выдавливается через фильтрующую сетку 45 в карман 46 и далее отводится в кристаллизатор 16. При поступлении кристаллов в зону действия фильтрующей сетки 40 кристаллы сухих веществ опрессованы до 3-4 МПа так, что объем межкристаллических пустот составляет 5-10% от объема твердой фазы, в результате чего из кристаллов уже отжата основная масса жидкого агента. Удаление остаточного агента происходит через фильтрующие сетки 40 и 41 дегазацией сначала компрессором 21, а затем вакуумным насосом 24 до давления порядка 1 кПа. При дальнейшем движении кристаллов сухих веществ к выходу из сепаратора 19 происходит последующее постепенное уплотнение спрессованной массы кристаллов между коническим торцом сепаратора 19, валом шнека 39 и запорным конусом 44, создающее газовый затвор, препятствующий проникновению воздуха в сепаратор. Масса кристаллов выходит из сепаратора в виде плотно спрессованного кольцевого слоя через щелевой зазор между торцом корпуса 38 сепаратора и запорным конусом 44. Необходимая степень прессования кристаллов обеспечивается регулировкой пружин, прижимающих запорный конус 44 к горцу корпуса 38. Эти же пружины обеспечивают герметичный прижим запорного конуса к торцу корпуса 38 перед началом работы сепаратора. Процесс в сепараторе ведется при Т 225,5 К и Р 520-И50 кПа. Затем кристаллы сухих веществ (растворимый порошок с размерами кристаллов 10-20 мкм) в продувочной камере 23 продуваются азотом и в среде его расфасовываются в герметичную упаковку.

Примеры режимов работы установки по фиг.3 на некоторых других вицах сырья (виноградного сока, экстракта кофе, клубничного сока, вина, пива и чая) приведены в таблице. Для различного сырья параметры процессов в кристаллизаторах 4 и 161 и II ступеней отличаются, что объясняется различным положением криоскопических кривых для различных веществ (фиг.) и различными оптимальными коэффициентами извлечения пресной воды в опреснительной ступени огп . Однако параметры процессов в других аппаратак приблизительно одинаковы, что ббъясняется применением одного и того же гидратообразующего агента - хладона R-I2. В плавителе-конденсато- ре 7, например, для всех видов сырья одна и та же система - агент + вода, процесс в- которой один и тот же (Р, Т const). Процесс в сепарацион- но-промывочной колонне 6 жестко сты- куется по давлению с процессом в пла- вителе-конденсаторе 1 и также по этому параметру независим от вида сырья, что касается температуры в колонне 6, то она может на входе суспензии в колонну 6 незначительно изменяться, соответствуя (с учетом теплопритоков из-за несовершенства изоляции) температуре суспензии, выходящей из кристаллизатора 4. На выходе из колонны 6 температура не должна, во избежание расплавления газтригидратов, превышать температуру верхней инаариантной точки (ВИТ) Т&ит 285,41 К.

Аналогичны соображения относитель- но параметров процесса в сепарацион- но-промывочной колонне 18. Давление в ней изменяется от 520 до 450 кПа, а температура - от температуры суспензии после кристаллизатора 16 (с уче- том повышения ее на 3-4 К из-за тепло притоков) до 283 К. В сепараторе кристаллов сухих веществ давление жидкого концентрата при его фильтрации через фильтрующую сетку 52 снижается от 520 кПа до давления в кристаллизаторе 16 (разного для различного сырья). Давление твердой фазы - кристаллов сухих веществ для всех видов сырья возрастает от 520 кПа до 3 МПа, а за- тем снижается до атмосферного (100 кПа) при вьшоде растворимого порошка в атмосферу.

Линия переработки выжимок (фиг.4) состоит из последовательности четырех однотипных шнековых герметичных аппаратов непрерывного действия: пресса 54 ввода, кристаллизатора-измельчителя 55, плавителя-сепаратора 56 и сушите- ля-пресса 57 вывода.

Пресс 54 ввода предназначен для прессования исходного сырья, отжима из него сока, вакуумирования выжимок и ввода их в линию переработки выжимок без заноса в нее атмосферного воздуха. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 58, выходная часть 59 которого коническая и имеет фильтруюQQ

5 0 Q

5

0

щие сетки 60 (для отвода сока) и 61 (для дегазации воздуха), охваченные карманами 62 н 63. Торец корпуса 58 прижимает запорный конус 64, помещенный в герметичной камере 65. Электродвигатель 66 служит приводом для шнека 67. Сырье загружается в пресс ввода через патрубок 68, сок отводится по линии 69, воздух отводится вакуум- насосом по линии 70.

Кристаллизатор-измельчитель 55 предназначен для кристаллизации влаги выжимок в лед и газогидраты, прессования выжимок вместе с газогидратами и их измельчения- Элементы этого парата (как и аппаратов 56 и 57) аналогичны элементам аппарата 54. По линиям 71 и 72 производится отвод паров агента. Перед запорным конусом 64 в этом аппарате на валу жестко размещены ножи 73.

Плавитель-сепаратор 56 предназначен для плавления газогидратов, образованных в выжимках, прессования отепленных выжимок и отжа тия из них вторичного сока. Теплый пар хладона вводится по линии 74, вторичный сок - по линии 75.

Сушитель-пресс 57 вывода предназначен для окончательной сушки выжимок, дегазации их от агента, вывода их в атмосферу без заноса атмосферного воздуха в линию переработки выжимок и продувки азотом нерастворимого порошка.

Все аппараты линии используют эффект газозатвора для поддержания различающихся давлений на стыках между ними, а также компрессорное оборудование установки, приведенной на фиг.3, и связаны коммуникациями с ней.

Линия для переработки выжимок работает следующим образом.

Исходное сырье (например, мытые яблоки) загружаются через патрубок 68 в пресс 54 ввода и измельчаются прессованием. Сок направляют в деаэратор 1 (фиг.З). Выжимки деаэрируются вакуум-насосом 24 и затем проталкиваются принудительно в камеру 65.

В этой камере они контактируют с жидким хладоном R-12, подаваемым в линии 76, и вместе с ним загружаются в следующий аппарат - кристаллизатор- измельчитель 55. Здесь выжимки перемещаются шнеком в среде жидкого хладона, кипящего при температуре льдообразования (для внутриклеточной влаги

с концентрацией сухих веществ, равной примерно для яблочных выжимок 12%, эта температура составляет 270 К). При этом влага выжимок сначала крис- .таллизуется в лед (кристаллы размером порядка 100-200 мкм), а затем пе- рекристаллизовывается в газогидраты (кристаллы размером порядка 50 - 150 мкм). Затем загидратированные вы- жимки прессуются вместе с газогидра- тамн в концевой части аппарата 55, измельчаются ножами 73 и принудительно проталкиваются через камеру 65 в аппарат 56. Теплоты льдо- и гидрато- образования отводятся вследствие кипения хладона, пары которого выводятся из аппарата 55 по линии 71 .

В плавителе-сепараторе 56 выжимки контактируют с нагретым до 293-303 К паром/хладона R-I2, подаваемым по линии 73 и отводимым по линии.72 в установку по фиг,3, Гидраты плавятся- Газ, выделяющийся при плавлении гидратов, разрывает межклеточные оболоч- ки выжимок, которые уже предварительно повреждены операциями в аппарате

55(льдообразованием, перетиранием выжимок с гидратами, измельчением их ножами). В дальнейшем выжимки суются (в конической части аппарата 56)

с выделением вторичного сока, отводимого через фильтрующую сетку 60 и карман 61 по линии 69 в установку по фиг.3..

Дополнительно обезвоженные и выдавленные принудительно из аппарата

56выжимки попадают в сушитель-пресс

57вывода, в котором они обдуваются перегретым паром хладона R-12, имею- щим температуру 293-303 К и давление порядка 312 кПа, подсушенным от водных паров, подаваемым по линии 77 и отводимым по линии 76. При сушке выжимок водяные пары переходят в газо- образный хладон, направляемый затем

в кристаллизатор I ступени (фиг.З), в котором водяные пары при охлаждении паров агента до 273-278 К переходят в газогидраты. Затем выжимки прессу- ются, дегазируются вакуум-насосом и принудительно выталкиваются в камеру 65, в которой рни обдуваются инертным газом азотом, и в виде нерастворимого порошка (с размерами частиц порядка - 1-2 мм) направляются на герметичнуюупаковку.

Растворимый порошок из сока и нерастворимый из выжимок получают в

двух отдельных линиях. Технологически эти линии связаны друг с другом, т.е. линии по фиг.З и 4 работают одновре- менно. Сырье поступает в линию по фиг.4, исходный сок из нее поступает в. установку по фиг.З, Холодильное оборудование установки по переработке сока (фиг.2) служит и для линии по переработке выжимок (фиг.4). Жидкий хладон, который поступает для крис- - таллизации гидратов в линию переработки выжимок (фиг.4), по трубе 76 - отбирается из ресивера 14 установки переработки сока (фиг.З). Пар хладона, отбираемый из линии пераработки выжимок по трубам 71, 72 и 76, конденсируется на газогидратах в плави- теле-конденсаторе 7 либо в дополнительном конденсаторе 12 установки переработки сока (фиг.З).

Пар хладона, подаваемый для сушки в аппараты.56 и 57 линии переработки выжимок (фиг.4), готовится в установ-. ке переработки сока (фиг.З). Он отбирается там после компрессора 1I.

Совместная одновременная работа двух сопряженных установок, имеющих общее оборудование (холодильное - компрессоры для сжатия хладона без загрязнения его маслом, конденсаторы хладона, вакуум-насос, азотные баллоны), общий агент, одинаковый принцип обезвоживания путем кристаллизации газогидратов, единый персонал, позволяет организовать одновременную комплексную, безотходную и энергосберегающую переработку сырья.

Использование предлагаемого способа позволяет получить из плодового, ягодного и овощного сырья два продукта - растворимый и нерастворимый порошки при значительном уменьшении энергозатрат. Удельные расходы энергии на работу установки для получения растворимого порошка составляют 15 - 18 кВт/ч/т удаленной воды. Энергозатраты на работу линии обезвоживания выжимок меньше, поскольку в ней нет температур ниже 273 К, а для сушки используется нагретый агент, получаемый после сжатия-в установке по фиг.З. Таким образом, не сравнению с известным способом раскопы электроэнергии снижаются примерно в раз.

Предлагаемый способ позволяет осуществить переработку сирья я непрерывном процессе с гн й производительностью, уменыл-г ь обь М заг рузочно-разрузочных операций, существенно сократить продолжительность сушки продукта (сушатся только выжимки посл повторного отжатия сока, а основная масса сока обезвоживается переводом непосредственно в твердую фазу).

Формула изобретения

1. Способ переработки плодового, ягодного и овощного сырья, включающий измельчение сырья, замораживание, сушку с получением нерастворимого порошка и расфасовку в инертной среде, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа за счет одновременного получения растворимого и нерастворимого порошков, после измельчения проводят отделение сока от выжимок, замораживанию подвергают сок и выжимки отдельно, причем сок замораживают путем контакта с жидким гидратообра- эующим агентом (СГгС12 Или COij) при параметрах газогидратной эвтектики с. получением системы фаз кристаллов газогидратов, кристаллов сухих веществ, раствора эвтектической концентрации, жидкого и газообразного гидратообра- зующего агента и последующего выделения из этой системы растворимого порошка в виде кристаллов сухих веществ, а выжимки замораживают путем контакта с тем же жидким гидратообразующим агентом при температуре льдообразования до образования кристаллов газогидратов, измельчают выжимки, затем плавят кристаллы газогидратов путем контакта выжимок с перегретым до температуры 293-303 К паром гидратооб- разующего агента, повторно отделяют сок от выжимок, после чего производят сушку выжимок обезвоженным перегретым паром гидратообразующего агента при температуре 293-303 К с полу- ением из них нерастворимого порошка.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что обезвоживание перегретого пара осуществляют переводом водяных паров в газогилраты при температуре 273-278 К.

Примечания. Параметры плавителя-конденсатора одинаковы для всех пищевых жидкостей (Т 287,5К,-Р 515 кПа), поскольку в этом аппарате имеется во всех случаях одна и та же смесь: вода + агент;Д - по концентрату; П - по кристаллам сухих веществ.

Изобретение относится к способам переработки пищевого сырья и получения порошков. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа за счет одновременного получения растворимого и нерастворимого порошков. Сок и выжимки контактируют с гидратообразующим агентом, например хладоном Р-12, и образуют газогидраты. Газогидраты в соке кристаллизуют при параметрах газогидратной эвтектики и эвтектической концентрации сока 60-70% с отделением кристаллов сухих веществ, отделяя их от агента и выводя в виде растворимого порошка. Влагу выжимок кристаллизуют в лед, а затем в газогидраты, выжимки измельчают с газогидратами, которые затем плавят, а от выжимок повторно отжимают сок. Затем выжимки сушат подогретым хладоном с последующим переводом водяных паров в газогидраты. Выжимки выводят в виде нерастворимого порошка. Использование способа позволяет получить из сырья два продукта - растворимый и нерастворимый порошки, снизить расход электроэнергии в 50 - 60 раз, осуществить процесс переработки в непрерывном режиме и с большей производительностью, существенно уменьшить продолжительность сушки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

О 100 200 300 концентрация, г сухого Вещестбо/ЮОг Воды

Фиг.1

Ј33

О 10 20 30 40 50 60 70 80 93 100 Концентрация, мас.% СУХОГО вщест&и

Фиг. 2

niwndogwMd

м/пойц/й№&,Уг,дЈ, is шосу

ЈZw

от ъ и

№этщохэи xfigcog &

$

S219ZSI