Способ концентрирования растительных соков и подобных жидкостей Советский патент 1945 года по МПК A23B7/04 A23L2/02 

Данное изобретение относится к области кон1цеитрирэвани;я растительных соков и подобных жидкостей вымораживанием и за ключается в том, что, с целью выдел&ни.я из межкристального пространства образующегося льда оклюдированной части концентрируемой жидкости, кони,ен1Траци1Ю произв эдят путем чередования фракциоиярованного вымораживания с фракционярэаанным оттаиванием при постепенно понижающейся температуре.

Исходя изт:еор:ии замерзани я растворов, на основе эксшерименгов, автором было установлено, что концентрирование вымораживанием таких жидкостей, как свеклосахарные диффузные соки (очищенные или неочищенные), ягодные, томатные соки, мальтоза, а также диффузные С-витаминные соки из ш-ипо-ввика и сосновой хвои, идет без особых затруднений и при относительно мягком температурном режиме.

Эвтектическая зона для исследованных жидкостей не снижалась ниже минус 10° С, а ксицентрирование растворов достигало обычно до 45-55% сухого остатка. До вымораживания сок был обработан 0,3% СаО и отфильтрован.

По данным Герцфельда, сахароза хорэщо расизорпма как в горячей, так и в холодной воде. Например, при 0° С растворяется 64,4% сахарозы. Из пресыщенных водных растворов сахароза кристаллизуется, как навестно, в безводном состоянии.

Концентрацияохлажденного

раствора чистой сахарозы при достижении эвтектической точки лежит около 51,4% при1 температуре минус 8,3° С. Следовательно, при охлаждении растворов сахарозы и их концентрировании вымораживанием выкристаллизации) сахара не происходит. Задачей опытов было выделение из слабых диффузионных соков, содержащих до 10% сахарозы и до 2% несахаров, максимального количества воды вымораживанием с тем, чтобы полученные концентраты тргбовалось только, подварить до нужной консистенции термическим путем.

Наилучщей формой сосудов для .аыморажявания оказалась воронкообразная с отношением диаметра конуса к его высоте не больше единицы и с теплои13олированием ниж ней части воронки.

В таком сосуде концентрирующийся сироп стекает ,и собирается в соответствии с удельным весом в самой -нижней части конуса. Выде.1яющийся же лед сзобо-дно поднимается в , расширенную верхнюю часть воронки. Через нижнюю .iacTb конуса концентрат может оыть спущен и исследован на любой стадии процесса вымораживалия.

Выделение значительных количеств льда начинается уже при микус 1,5° в течение 4-6 часоу воздзшного охлаждение. Всего в эту фракцию вымерзает около 41,5% or веса исходного раствора чистого, почти неокрашенного и практичес)«1 свободного от сахара льда.

Концентрация раствора но сахарозе повышается при этом до 24,054,5%. При дальнейшем охлаж:деяии сока до минус 2,5° С в течение часов происходит новое выделение льда, и концентрация сока поднимается до 33% по сахарометру. При дальнейшем понижении температуры до минус 4° С, концептрация сиропа возрастает до 40,5% сахарозы; (при доведении температуры до ми,иус 7° С концеитрация составляет 45%. Собира{ощййся1 инизу сироп имеет пргл этой температуре высокую .визкость, медленно стекает через кран, но разжижается уже при температуре минус 4° С.

Нижняя часть льда в воронке несколько окрашена и содержит заметное количество оклюдированного льдом концентрата. При повь шении температуры в нижней части конуса от минус 6 до минус 4 С из льда «выпотевает около 5% от вымороженного льда ковцентрата плотностью в 38-39% сахарозы.

При дальнейшем повышении температуры льда внутри воронки до минус 2° С выпотевает еще около от веса льда .концентрата пЛОтностью 22,5-24% сахарозы.

При охлажде-нии диффузионного сока до минус 8,2° С, т. е. до температуры, бли1зкой к звтектикеудльч неочищенных и полуочищенных диффузионных COKOIB чрезвычайно возрастает вязкость сиропа. Благодаря этому выделение льда из сиропа идет весьма медленно, несмотря на большую разницу удельных весов сгущенным сиропом и льдом.

Практически следует принять концентрированиевымораживанием

свеклюсахарных диффузионных соков по достижении ими1 концентрации в 46-48% сахарозы в сиропе. Для получения тонны сиропа в 45% сахарозы вьшариванием диффузионных соасов, содержащих 10% сахарозы, требуется затратить около 4,5-5 тонн- inaipa, не счигая затраты энергии на Ба«уум,разрежение. При огневой выпарке Расход топлива составит около 2,6 тонны условного топлива, .эквивалентниго торфу, на тонну сиропа в 45% сахарозы.

А налогично концентрированию свеклосахарных соков вымораживанием протекает сгущение С-вмтамивных диффузионных соков из плодов шнпсЗника и из размолотой сосновой хвои. Режим вымораживания для соков шиповника onpcvieляется 1В -7° С, что обусловлено сравнительно высоким содержани ем в этих соках углеводов. Диффузионный сок из плодсиз шиповника, содержащий 250 мг-про цента в итамкна С пэсле БЫ-морал ивания до -6,8° С имел плотность IB 23,5° С и ссперкал 1100 мг-процентав витамина С.

Концентрирование раствора мальтозы вымораживанием после о-гахаривания крахмального клейстера общеарянятым путем ячменно-солодовой вытяжкой заканчивается при температуре мжчус 7,5° С. Пря этом плотность мальтозного сока повыщается с 11,5 до 25,5° Боме. В |ВЫ.л10раж:иваемую ледяную фракцию всплывает агломерированная взвесь -бглховых веществ и, частвчно, декстринов, что ведет к значительному осветлению концентрированного раствора мальтозы. Сгущенный растюр содержит 14% мальтозы, определяемой поляриметрически.

Концентри.рэвание мясо-овощного бульона вымораживаниеМ заканчивается при минус 8,5° С, сгущение Bы epзaниe томатного сока ззканчивается при температуре минус б С, отжатых из клюквы ягодных соков при минус 7,5° С, из брусники минус ТС и т. д.

Помимо значительной экономии топлива, весьма положительным в данном способе является и то, что в процессе концентрирования вымораживанием водно-экстрактовые cjp.i-анические вещества на подвергаются длительному термическому БОЗдей-ствию, как при выпаривании.

Это имеет особенно существенно-е значение для С-витами,нных растворов, плодово-ягодных соков, мясо-ОЗощных бульонов, В которых при длительной варке части:чно разрушается витамин С и ценная пи1де:вкусовая ароматичность. При концентрировании вымораживанием эти ценные компоненты сохраН1ЯЮТСЯ в сгущенных растворах.

Относительно мягкий темпера.турный режим концентр|Ирования ягодно-диффузионных экстракций и соков вымораживанием позволяет широко И1спол:ьзовать этот способ в ряде отраслей прсмыщленн1эсти и, осо-бенно, в пищевой, затрачиваюндей огромные количества топлива на выпаривание .разбавленных водных диффузий (сахарное и другое производство).

Охл1аждени.е концентрируемых вымораживанием растворов рациональнее вести не воздушным, трудно регулируемым, охлаждением, зависящим от состояния погоды, а приитенением льдо-соляных охлаждающих смесей. Для достижения необходиМОЙ для -выморайсизз-ания большей части водно-диффузионных растворав органических вещастн температуры в минус 10° С требуется концентрация хлористого натра всего в 13% и затрата льда в количестве, эквивалентную вымораживаедюй воде. Концентрирование вновь отработанных, а следовательно, разбавленных тающим льдом растворов поваренной соли легко осуществляется зимой прямым вымораж)ванием в бассейнах, летом же « весной - в градирнях, без малейщей затраты на это топлива.

Салгая техника вымораживания растворов состоит в последовательном фракционированном охлаждеиаи их на воздухе, или же холодильным раствором до более низкой температуры. При этом охлаждаемый раствор медленно движется по металлическому желобу навстречу холодильному раствору, входящему в деревянный желоб при температуре минус 9° С. Холодильная смесь, по мере ее движения вдоль все более нагретых стенок холодильника, нагревается до температуры минус 1°С, а отработанный раствор возвращается в исходный резервуар для нового добавления льда, если концентрация хлсристого натрия в растворе сохранилась выше 13-14 %.

Предмет изобретения

Способ кОНцентрирования растительный саков и подобных жидкостей вымораживанием, о т л и.ч а ющийся тем, что, с целью выделеНИ1Я из межкристального пространства Образующегося льда ок.тодированной части концентрируемой жидкости, концентрацию производят путем чередования фракционированного вымораживания с фракционирэванпым оттаиванием при постепенно понижающейся температуре.