Способ извлечения внутриклеточного вещества из дрожжевых клеток

 

Использование: в пищевой промышленности и касается получения пищевого продукта из дрожжей. Сущность изобретения: способ извлечения внутриклеточного вещества из дрожжевых клеток заключается в том, что нагрев водно-дрожжевой суспензии и разрушение оболочек дрожжевых клеток осуществляют путем инжекционного смешения водно-дрожжевой суспензии с паром, транспортировки образующейся парожидкостной смеси под разрежением с последующим сжатием и переходом парожидкостной смеси в однофазную жидкость в скачке уплотнения - конденсации. Сжатую и нагретую водно-дрожжевую суспензию дросселируют. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевого продукта из дрожжей.

Известен способ получения внутриклеточного вещества из дрожжей путем их разведения в воде, нагрева и выдержки водно- дрожжевой суспензии с последующим отделением и очисткой среды с внутриклеточным веществом, вытекшим через трещины в оболочке дрожжевых клеток [1] В этом способе растрескивание и разрушение оболочек дрожжевых клеток достигается за счет применения термообработки.

Недостатками этого способа являются неравномерный прогрев водно-дрожжевой суспензии по всему объему, большая длительность нагрева и выдержки, повышенная температура выдержки, значительные энергозатраты, недостаточно большой выход конечного продукта и его сниженное качество.

Целью изобретения является сокращение времени нагрева и выдержки, уменьшение температуры нагрева и выдержки, снижение энергозатрат, а также повышение качества и увеличение выхода готового продукта.

Указанная цель достигается тем, что в способе извлечения внутриклеточного вещества из дрожжевых клеток путем разведения дрожжей в воде, нагрева и выдержки водно-дрожжевой суспензии, отделения и очистки среды с внутриклеточным веществом, вытекшим через трещины в оболочке дрожжевых клеток, нагрев водно-дрожжевой суспензии и разрушение оболочек дрожжевых клеток осуществляют путем инжекционного смешения водно-дрожжевой суспензии с паром, транспортировки образующейся парожидкостной смеси под разрежением и со скоростью, превышающей скорость распространения в ней звука, с последующим сжатием и переходом парожидкостной смеси в однофазную жидкость в скачке уплотнения-конденсации. Парожидкостную смесь до скачка уплотнения-конденсации транспортируют под абсолютным давлением, меньшим 50 кПа, и осуществляют повышение давления потока в скачке уплотнения-конденсации на величину не менее 100 кПа. Сжатую водно-дрожжевую суспензию дросселируют. Дросселирование водно-дрожжевой суспензии осуществляют через отверстие в шайбе, за которой суспензию транспортируют под разрежением, достаточным для ее кавитационого вскипания, и затем сжимают в скачке уплотнения-конденсации. При необходимости водно-дрожжевую суспензию перед шайбой с отверстиями охлаждают. Для повышения выхода готового продукта водно-дрожжевую суспензию после выдержки, предварительно охладив, повторно обрабатывают по вышепредложенным операциям. Охладить водно-дрожжевую суспензию можно путем разбавления ее холодной водой.

Повышение эффективности разрушения оболочек дрожжевых клеток в предлагаемом способе достигается благодаря высокой скорости нагрева и равномерному прогреву всего объема водно-дрожжевой суспензии при инжекционном смешении ее с паром, а также благодаря тому, что дрожжевые клетки подвергаются вначале внезапному разрежению (абсолютное давление среды менее 50 кПа), а затем резкому сжатию в мощном скачке уплотнения-конденсации (повышение давления более 100 кПа). Причем, чем больше разрежение перед скачком уплотнения-конденсации и значительное повышение давления в нем, тем можно существеннее снизить температуру нагрева и время выдержки. Перед скачком уплотнения-конденсации в зоне схлопывания паровых пузырьков оболочки дрожжевых клеток подвергаются воздействию локальных гидроударов, это обеспечивает дополнительный эффект. Быстрый нагрев, снижение температуры нагрева и времени выдержки приведут к уменьшению распада ценных компонентов, содержащихся во внутриклеточном веществе.

При дросселировании сжатой водно-дрожжевой суспензии путем пропуска ее через отверстия в шайбе повышается эффективность разрушения оболочек дрожжевых клеток, так как за шайбой они подвергаются сначала воздействию разрежения, достаточного кавитационного вскипания суспензии, а затем сжатия в скачке уплотнения-конденсации. За шайбой оболочки дрожжевых клеток подвергаются также дополнительному воздействию локальных гидроударов, образующихся при генерации и схлопывании паровых пузырьков. При снижении температуры водно-дрожжевой суспензии перед шайбой с отверстиями в некоторых случаях можно увеличить разрежение за ней и соответственно интенсивность скачка уплотнения-конденсации. Скорость вытекания внутриклеточного вещества через трещины в оболочке клеток повышена благодаря переменному воздействию разрежения и сжатия.

На чертеже представлены принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Извлечение внутриклеточного вещества из дрожжевых клеток осуществляется следующим образом.

Дрожжи разводят в воде в емкости 1, после чего водно-дрожжевую суспензию обрабатывают в паровом инжекторе 2, в котором производят нагрев ее и разрушение оболочек дрожжевых клеток. Нагрев водно-дрожжевой суспензии в инжекторе 2 осуществляют путем инжекционного смешения ее с паром в камере смешения 3. В камере смешения 3 образуется парожидкостная смесь, которую транспортируют со скоростью, превышающей скорость распространения в ней звука, и под абсолютным давлением, меньшим 50 кПа. В камере смешения 3 происходит равномерный прогрев суспензии. В горле 4 камеры смешения 3 или в диффузоре 5 инжектора 2 двухфазный сверхзвуковой поток переходит в скачке уплотнения-конденсации в дозвуковой поток однофазной жидкости. В скачке уплотнения-конденсации осуществляют повышение давления на величину не менее 100 кПа. Сжатую водно-дрожжевую суспензию за инжектором 2 подвергают дросселированию. При дросселировании водно-дрожжевой суспензии повышают мощность скачка уплотнения-конденсации в инжекторе. Дросселирование осуществляют пропуском водно-дрожжевой суспензии через отверстия 6 в шайбе 7, за которой суспензию транспортируют под разрежением, достаточным для ее кавитационного вскипания, и со скоростью, превышающей скорость распространения в ней звука, а затем ее сжимают в скачке уплотнения-конденсации. При необходимости снижают температуру водно-дрожжевой суспензии перед шайбой 7 в поверхностном теплообменнике 8. Затем водно-дрожжевую суспензию подают в емкость 9 на выдержку. При необходимости водно-дрожжевую суспензию повторно обрабатывают в инжекторе 2, предварительно ее охладив и направив в емкость 1. Охлаждение водно-дрожжевой суспензии можно произвести путем разбавления ее холодной водой в емкости 9 или 1. Из емкости 9 водно-дрожжевую суспензию отправляют на дальнейшую обработку (отделение среды с внутриклеточным веществом, вытекшим через трещины в оболочке дрожжевых клеток, и ее очистка).

Эффективность разрушения оболочек дрожжевых клеток и вытекания внутриклеточного вещества через трещины в оболочке в предлагаемом способе повышена из-за высокой скорости нагрева и равномерного прогрева водно-дрожжевой суспензии по всей массе в инжекторе, а также из-за того, что оболочки дрожжевых клеток в инжекторе и за дроссельной шайбой подвергаются сначала воздействию разрежения, а затем сжатия в скачках уплотнения-конденсации. Оболочки дрожжевых клеток подвергаются также дополнительному воздействию локальных гидроударов, образующихся в инжекторе и за шайбой при генерации и схлопывании паровых пузырьков. Разрушение оболочек дрожжевых клеток происходит также из-за переменного воздействия нагрева и охлаждения водно-дрожжевой суспензии. Комплексное воздействие перечисленных факторов приводит к достижению цели изобретения.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО ВЕЩЕСТВА ИЗ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК путем разведения дрожжей в воде, нагрева и выдержки водно-дрожжевой суспензии, отделения и очистки среды с внутриклеточным веществом, вытекшим через трещины в оболочке дрожжевых клеток, отличающийся тем, что нагрев водно-дрожжевой суспензии и разрушение оболочек дрожжевых клеток осуществляют путем инжекционного смещения водно-дрожжевой суспензции с паром, транспортировки образующейся парожидкостной смеси под разрежением и со скоростью, превышающей скорость распространения в ней звука, с последующим сжатием и переходом парожидкостной смеси в однофазную жидкость в скачке уплотнения-конденсации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что парожидкостную смесь до скачка уплотнения конденсации транспортируют под абсолютным давлением, меньшим 50 кПа, и повышают давление потока в скачке уплотнения-конденсации на величину не менее 100 кПа.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сжатую и нагретую водно-дрожжевую суспензию дросселируют.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дросселирование водно-дрожжевой суспензии осуществляют через отверстия в шайбе, за которой суспензию транспортируют под разрежением, достаточным для ее кавитационного вскипания, а затем сжимают в скачке уплотнения конденсации.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что водно-дрожжевую суспензию перед шайбой с отверстиями охлаждают.

6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что водно-дрожжевую суспензию после выдержки охлаждают и подвергают повторной обработке.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что водно-дрожжевую суспензию перед повторной обработкой охлаждают путем разбавления ее холодной водой.

РИСУНКИ

Рисунок 1