Способ получения коптильной жидкости

 

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН (gg 4 А 23 В 4/04 (21) 4046276/28-13 (22) 01. 04. 86 (46) 07.04.88. Бюл. М 13 (71) Опытное производственно"техническое объединение "Техрыбром" (72) А.N.Eðøîâ, А.Ф.Ильичев, А.Д.Кравцов и А.Г.Поротиков (53) 664.95(088.8) (56) Патент ФРГ У 1238316, кл. А 23 В 4/04, 1978.

Патент Норвегии У 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

„„SU„„1386140 А 1 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 1:161:12 кг/кг с последующим нагревом воо ды до температуры 160-374 С без превращения в парообразное состояние и выдержкой времени при данных температурах, определяемой по формуле Г

j(374-« „) «Л молиза; t — температура, при которой с (O осуществляют процесс термолиза, с последующим охлаждением до комнатной температуры .и фильтрацией полученного экстракта. 1 табл. С:

1 13861

Изобретение относится к пищевой промьппленности, в частности к способам получения коптильного состава для обработки пищевых продуктов, и

5 может быть использовано на предприятиях, выпускающих копченую продукцию е

Целью изобретения является снижение себестоимости готового продукта . 10 и упрощение технологического процесса, Способ осуществляется следующим образом.

Измельченную древесину помещают в воду. Над поверхностью воды оставляют часть воздушного пространства для компенсации температурного расширения ее объема. Объем воды и воздуха герметизируют. После герметизации 20 производят нагрев воды. С ростом температуры от 433 К (160 С) и выше в воде с нарастающей интенсивностью происходит термолиз древесины и одновременное поглощение (экстракция) 25 водой продуктов термолиза. В соответствии с температурой нагрева (температурой термолиза) над поверхностью воды устанавливается давление эа счет давления насыщенного пара, за счет 30 температурного расширения воды и за счет давления образующихся при термолизе газов, Минвиальное давление термолиза определяется давлением насыщенного нара воды при температуре

433 К (160 С) и выражается величиной

0,62 МНа (6,3 кгс/см ). Процесс термолиза проводится до полного обугливания древесины. Объем древесины при ооугливании уменьшаетсяв

Автоматическое регулирование процесса заключается в выдерживании заданной температуры термолиза. По окончачии периода термолиэа вода с экстрагированными в ней веществами (экстракт) охлаждается до комнатной температуры. После охлаждения производят разгерметизацию, слив и фильтрацию экстракта, Полученный экстракт используется как коптильная жидкость. 50

Соотношения масс древесины и воды были определены экспериментально и составили диапазон 1:16-1."12 кг/кг.

При меньших соотношениях масс (1:221".17) коптильная жидкость получается слабоконцентрированной из-за непостатка продуктов термолиза древесины.

При больших соотношениях масс (1:111:5) получение коптильной жидкости

40 2 сопровождается интенсивным образованием нагара на стенках устройства, реализующего термолиз древесины в воде. Образование нагара объясняется наличием в экстракте избытка продуктов термолиэа. Необходимая масса древесины (кг) определяется .по формуле

m = с ш (1) где у — коэффициент соотношения масс древесины и воды, выбираемый иэ диапазона 1:16-1 12; ш — 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 160 С, так как при меньших температурах обугливание древесины слабо выражено, а полученная коптильная жидкость не обладает коптильными. свойствами. При 160 С и выше в воде с:нарастающей интенсивностью происходит термолиз древесины. и одновременно поглощение (экстракция) водой продуктов термолиза.

Верхний предел температуры нагрева воды определяется температурой о критической точки 374 С, выше которой жидкая фаза воды не существует.

За пределами критической температуры предлагаемый способ становится неразличимым от известных способов получения коптильной янщкости на основе перегретого пара. Критической температуре воды соответствует давление

22,1 NlIa (225 кгс/см ). Получение коптильной жидкости при данных пара-. метрах температуры и давления возможно, но нецелесообразно из- за большой металлоемкости устройств, реализующих предлагаемый способ. Исходя из соображений уменьшения металлоемкости устройств, способ рекомендуется использовать преимущественно в диапазоне температур 160-263 С.

В соответствии с температурой нагрена над поверхностью воды растет давление за счет давления насыщенного пара, а также за счет температурного расширения воды и за счет давления образующих:я при термолизе газов. Процесс термолиэа в воде проводят до полного обугливания древесины.

1386140

Объем древесины при обугливании уменьшается. Температурное расширение воды при нагреве можно учитывать по уменьше5 нию ее плотности. Расчет плотности воды (кг/м ) в зависимости от температуры можно определить по эмпирической формуле, погрешность которой не превышает l : 10 р = 322,6 + 68,2 (374-е ), (2) где t — заданная температура нагре4С о ва воды, С.

Данная формула применима в диапао зоне температур 100-374 С. 15

Исходя из того, что максимальный объем воды с помещенной в ней древесиной при заданной температуре нагрева составляет 95 . объема устройства, предлагается следующая формула для 20 расчета максимально возможного количества воды:

m=0 95 V: (1/l + а) (3) где V — объем герметической емкосз. 25 ти, м

p> — плотность сухой древесины, Продолжительность (ч) нагрева воды до заданной температуры можно рассчитать по формуле, полученной из уравнения теплового баланса: 30 с =(m+0, 12 М) (t„-t„): (862@ М) (4) где М вЂ” масса герметичной емкости, изготовленной из стали,кг; — начальная температура воды, к с-, - заданная температура нагреl( о ва воды, С; — коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую сре" 40 ду, зависящий от качества изоляционного покрытия устройства;

Я вЂ” мощность нагрева, кВт.

Время (ч) термолиза определяют по 45 формуле о = ((374 tê) :t J где С вЂ” 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 выдерживания температуры воду с экстрагированными в ней веществами (экстракт) охлаждают до комнатной температуры.

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 16 ч 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 выдерживания данной температуры: при 170 С, 1,7 ч — экстракт 1; при 200 С, 0,66ч — экстракт 2; при 263 С, 0 075ч — экстракт 3; при 310 С, 0,009 ч - экстракт 4; при 342 С, 0,001 ч — экстракт 5.

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

Пример 1. 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 фор7 мулам с учетом объема емкости 0,005М, плотности сухой дубовой древесины

780 кг/м и заданной температуры на" .о грева 160 С. Дубовые стружки имеют средние размеры 20 ° 20 0,5 ммэ. Над поверхностью воды образуется воздушное пространство объемом 645 см 3.

После герметизации емкости производят нагрев воды до 160 С. Мощность нагрева 1,5 кВт. Нагрев воды продолжают в течение 1,37 ч. Период выдерживания заданной температуры 2,3 ч.

В конце периода выдерживания давление над поверхностью воды имеет величину 0,78 MIIa (8 кгс/см }, Охлаждение производят в течение 16 ч до

Я

20 С. Остаточное давление над поверхностью воды после охлаждения составляет 0,29 МПа (3 кгс/см ), После! 3861 разгерметизации из емкости извлекают стружки и сливают полученный экстракт.

Стружки имеют темно-бурый цвет. Их насыпной объем уменьшился íà 5Х. Полученный экстракт имеет прозрачный, янтарно-красный цвет, запах чернослива и ярко выраженный 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.

Пример 2 ° Способ по приемам и операциям идентичен описанному в примере 1, за исключением того, что вместо дубовых стружек используют . ольховые опилки, сухая дренесина которых имеет плотность 550 кг/м . Масса

3 опилок (0,211 кг) к массе воды (3,383 кг) составляет соотношение

1".16. Над поверхностью воды образует- 25 ся воздушное пространство объемом

1233 см ° Нагрев воды до 260 С продолжают н течение 2,8 ч. Период вью держивания при 260 С 5 мин. Давление над понерхностью воды в конце периода ныдерживания имеет величину

6,5 МПа (66 кгс/см ) .Остаточное дав— ление над поверхностью воды после охлаждения составляет 0,78 МПа

Э (8 кгс/см ). Насыпной объем опилок уменьшается на 55Х. Полученный экстракт имеет прозрачный янтарно-красный цвет, запах подгоревшего чернослива и кисловатый, вяжущий вкус с примесью горечи. Способ по данному @ режиму получения коптильной жидкости рекомендуется, так как обеспечивает целевой продукт коптильными свойствами.

П р и и е р 3. Способ по приемам и операциям .идентичен описанному н примере !, за исключением того, что вместо дубовых стружек используют еловые опилки„ сухая древесина котоз рых имеет плотность 480 кг/м . Nacca опилок (0,216 кг) к массе воды (3,027 кг) составляет соотношение

1:14. Над поверхностью воды образуется воздушное пространство объемом о

)523 см . Нагрев воды до 300 С про«»

40 6 должают в течение 3,57 ч. Период выдерживания температуры 300 С составляет 0,9 мин. Давление над поверхностью воды н конце периода выдерживания имеет величину 11,6 МПа (114 кг/см ). Остаточное давление

2 над поверхностью воды после. охлаждения составляет 1,47 МПа (15 кгс/см ).

Охлаждение емкости до 20 С производят в течение 1 ч.

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

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.

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 нысокотем" пературной водяной среды, о т л и " ч а ю шийся тем, что, с целью снижения себестоимости готового продукта и упрощения технологического процесса, термолиз измельченной древесины осуществляют в герметичной емкости в воде при соотношении масс дренесины и воды 1:16 — I:12, температуре 160""374 С и давлении выше

0,62 МПа с последующим охлаждением до комнатной температуры и фильтрацией полученного экстракта, при этом время термолиза определяют по формуле (374- к) : "«) где Т - время термолиза; с„. - температура, при которой осуществляют процесс термолиза ..

1386140

Массовая доля соединений, X

Плотность пуи

20 С

r/см рн

Же кость г карбо- кислот нильных. фенольных

Экстракт

1,67

0,82

2,14 0,24

2,07 0,22

1,0025

1,0020

1,0010

1,0020

1,0030

0,95 3, 12

1,39 4,37

1,88 0,34

1,41 4,68

1,73 0 35

1,62

1,63 5,94

0,55

Препарат ВНИРО (иэ дуба) 2,47

0,95 2,9

0,56

1,02

Рабочая МИНХ (разведение водой 1:7) 0,67

0,65

2,41

1,04

Препарат

Вахтоль

2,33 0,23

1,02

1,70

Составитель О.Михайлнна

Редактор А.Шандор Техред J1.0ëèéíûê - Корректор А.Зимокосов

Заказ 1438/5 - Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ц открытий

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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