Линия производства виноградного сока

 

Использование: в виноделии и пищевой промышленности в оборудовании для производства и переработки виноградного сусла. Сущность изобретения: линия содержит последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор, деаэратор, установку для сверхкритической экстракции, установленную перед измельчителем и включающую нагреватель, соединенный по газовой фазе с детартратором, экстрактор, первый конденсатор и сборник экстракта. Линия включает барботер, смонтированный в моечной машине и соединенный по газовой фазе с первым конденсатором установки для сверхкритической экстракции, и соединенные по газовой фазе с моечной машиной компрессор и второй конденсатор, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором непосредственно или через источник жидкой двуокиси углерода. 5 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию производства и переработки виноградного сусла и может быть использовано в виноделии и пищевой промышленности.

Известна линия производства виноградного сока, содержащая последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор и деаэратор (Окафор Г.И. Разработка методов интенсификации процесса кристаллизации винного камня в виноградном соке с помощью диоксида углерода. Автореферат дисс. к.т.н. Одесса, ОТИПП, 1993, с. 13-14).

Недостатками этой линии являются сложность детартрации сока из-за значительного количества коллоидов в соке, низкая сокоотдача и малая глубина переработки сырья, приводящая к получению значительного количества отходов.

Предлагаемая линия производства виноградного сока, содержащая последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор и деаэратор, согласно изобретению снабжена установкой для сверхкритической экстракции, установленной перед измельчителем и включающей нагреватель, соединенный по газовой фазе с детартратором, экстрактор, конденсатор и сборник экстракта, барботером, смонтированным в моечной машине и соединенным по газовой фазе с конденсатором установки для сверхкритической экстракции, соединенными последовательно по газовой фазе с моечной машиной компрессором и конденсатором, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором непосредственно или через источник жидкой двуокиси углерода.

Это позволяет снизить содержание в соке коллоидов и облегчить детартрацию при одновременном увеличении выхода сока и получении косметического препарата воскоподобных эпифитных кутикулярных веществ ягод винограда, ранее поступавших в отходы.

В предпочтительном варианте линия снабжена газожидкостным экстрактором, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги, испарителем, соединенным с выходом жидкой фазы газожидкостного экстрактора и входом нагревателя установки для сверхкритической экстракции, и сборником экстракта, соединенным с выходом жидкой фазы испарителя, при этом экстрактор соединен непосредственно с источником жидкой двуокиси углерода.

Это позволяет извлечь жирорастворимые биологически активные вещества и растительное масло из отходов сокового производства.

В другом предпочтительном варианте линия снабжена водно-спиртовым ультразвуковым экстрактором, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги.

Это позволяет извлечь остатки водорастворимых и спирторастворимых веществ из выжимки, включая ароматические вещества и вещества пигментного комплекса темных сортов винограда, обладающих после ультразвуковой обработки иммуностимулирующим действием, повышающим радиорезистентность человеческого организма.

При воплощении в соответствии одновременно с двумя предпочтительными вариантами твердая фаза представляет собой очищенные пищевые волокна, используемые в качестве практически неусваиваемой добавки к пищевым продуктам пониженной калорийности. В этом случае отходы сокового производства ликвидируются полностью.

В этом случае возможно снабжение линии вакуум-выпарной установкой, соединенной непосредственно с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора.

Это позволяет повысить концентрацию экстрактивных веществ в водно-спиртовом экстракте.

Возможно снабжение линии сборником красителя, соединенным с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора или соединение выхода жидкой фазы последнего с буферной емкостью.

Это позволяет использовать выделяемый виноградный энокраситель в виде самостоятельного продукта или возвращать его для улучшения органолептики и повышения биологической активности в виноградное сусло.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой линии; на фиг.2 то же, с газожидкостным и водно-спиртовым ультразвуковым экстракторами при выделении красителя в виде отдельного готового продукта; на фиг.3 то же, с возвратом красителя в сусло.

Линия производства виноградного сока содержит последовательно установленные моечную машину 1, инспекционный транспортер 2, установку для сверхкритической экстракции, включающую нагреватель 3, экстрактор 4, конденсатор 5 и сборник 6 экстракта, измельчитель 7 со стекателем 8, устройство 9 для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость 10, фильтрующую установку 11, смеситель 12, соединенный с источником 13 флокулянта, центрифугу 14, ультрафильтрующую установку 15, теплообменник 16, детартратор 17, соединенный с источником 18 жидкой двуокиси углерода, сепаратор 19 и деаэратор 20. Нагреватель 3 соединен по газовой фазе с детартратором 17. Линия также содержит барботер 21, смонтированный в моечной машине 1 и соединенный по газовой фазе с конденсатором 5 установки для сверхкритической экстракции, соединенные по газовой фазе с моечной машиной 1 компрессор 22 и конденсатор 23, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором 17 непосредственно (фиг.1) или через источник 18 жидкой двуокиси углерода (фиг.2 и 3).

Линия может быть снабжена (фиг.2 и 3) газожидкостным экстрактором 24, соединенным с выходом твердой фазы устройства 9 для отделения сока из стекшей мезги и источником 18 жидкой двуокиси углерода, испарителем 25, соединенным с выходом жидкой фазы газожидкостного экстрактора 24 и входом нагревателя 3, сборником 26 экстракта, соединенным с выходом жидкой фазы испарителя 25 и/или водно-спиртовым ультразвуковым экстрактором 27, соединенным с выходом твердой фазы устройства 9 для отделения сока из стекшей мезги. Последовательность соединения экстракторов 24 и 27 с устройством 9 может быть произвольной.

При наличии водно-спиртового ультразвукового экстрактора 27 линия может комплектоваться вакуум-выпарной установкой 28, соединенной с выходом его жидкой фазы.

В этом же случае линия может комплектоваться сборником 29 красителя, соединенным с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора 27, который также может быть соединен с буферной емкостью 10.

Линия работает следующим образом.

Виноград моют в моечной машине 1 при барботировании газовой фазы двуокиси углерода через барботер 21. В этом случае наблюдается двойной моющий эффект, который заключается в следующем. Происходят традиционное смывание загрязнений с поверхности ягод винограда слегка подкисленной моечной жидкостью и флотационное отделение загрязнений под действием всплывающих пузырьков газовой фазы двуокиси углерода. Далее виноград поступает на инспекционный транспортер 2, на котором производят отбраковку непригодных к дальнейшей переработке ягод. Кондиционные ягоды поступают в экстрактор 4 установки для сверхкритической экстракции, в котором сверхкритическая двуокись углерода удаляет с винограда поверхностной слой эпифитных гидрофобных кутикулярных веществ, способных образовывать коллоиды в соке и создавать высокое диффузионное сопротивление при отделении сока и энокрасителя. Затем виноград подают в измельчитель 7, в котором при дроблении ягод отделяют сок-самотек, подаваемый по стекателю 8 в буферную емкость 10, а стекшую мезгу подают в устройство 9 для отделения сока из стекшей мезги, где происходит окончательное разделение твердой и жидкой фазы винограда. Из устройства 9 сок поступает в буферную емкость 10.

Сок из буферной емкости 10 поступает в фильтрующую установку 11, в которой из сока выделяют грубые механические примеси твердой фазы, затем в смеситель 12 одновременно с флокулянтом из источника 13 и перемешивается с ним для седиментации взвесей. Обработанный сок для отделения седиментированных взвесей поступает в центрифугу 14 и в ультрафильтрующую установку 15, а затем в теплообменник 16 для предварительного охлаждения за счет рекуперации холода последующих технологических операций. Далее сок поступает в детартратор 17, в котором смешивается с диспергируемой в нем жидкой двуокисью углерода, подаваемой из рециркуляционного контура или из источника 18. Это приводит к охлаждению при адиабатном расширении двуокиси углерода и ее частичном переходе в газовую фазу. Оставшаяся часть двуокиси углерода переходит в твердое фазовое состояние в виде мелких кристаллов, служащих центрами кристаллизации для солей винной кислоты, растворимость которых в виноградном соке резко падает при его резком охлаждении. Кристаллизация солей винной кислоты и коагуляция кристаллов ускорены наличием поля ультразвуковых колебаний давления в обрабатываемом соке в результате возникновения в жидкой фазе газовой фазы двуокиси углерода. Стабилизированный сок отделяют от выпавших кристаллов тартратов в сепараторе 19, пропускают через теплообменник 16 и отделяют от газовой фазы в деаэраторе 20, после чего сок поступает на фасовку или сбраживание.

Далее рассматривается обработка твердой фазы виноградной выжимки, которая из устройства 9 для отделения сока из стекшей мезги может поступать в газожидкостной экстрактор 24 и/или при переработке темных сортов винограда в водно-спиртовой ультразвуковой экстрактор 27 в любой последовательности. В газожидкостном экстракторе 24 из выжимки жидкой двуокиси углерода извлекают виноградное масло из косточек и комплекс жирорастворимых биологически активных веществ, а в водно-спиртовом ультразвуковом экстракторе 27 извлекают водо- и спирторастворимые ароматические вещества и энокраситель. Использование ультразвука при экстракции энокрасителя позволяет активировать вещества антоцианового пигментного комплекса, которые приобретают свойства, способствующие усилению иммунной сопротивляемости организма, и повышают его радиорезистентность. При использовании в линии двух экстракторов 24 и 27 последовательность их соединения влияет на выход экстрактивных веществ, то есть при удалении из выжимки жиро- или водо- и спирторастворимых веществ при последующей обработке водно-спиртовым раствором или жидкой двуокисью углерода за счет падения диффузионного сопротивления сырья ускоряется процесс и увеличивается выход экстрактивных веществ на второй стадии экстракции.

Жидкую фазу, полученную в водно-спиртовом ультразвуковом экстракторе 27, можно сконцентрировать в вакуум-выпарной установке 28 и использовать в нативном или концентрированном виде в качестве самостоятельного готового продукта, собираемого в сборнике 29 красителя, или возвращать в сок для улучшения его органолептических свойств и повышения биологической активности и обрабатывать совместно с ним после подачи экстракта или концентрата в буферную емкость 10 и смешивания с отделенным соком.

После последовательной обработки жидкой двуокисью углерода и водно-спиртовым раствором в любой последовательности твердая фаза виноградной выжимки представляет собой очищенные пищевые волокна, используемые в качестве практически неусваиваемой добавки к пищевым продуктам пониженной калорийности.

Теперь рассматривается процесс перемещения в линии двуокиси углерода, которая из источника 18 поступает в детартратор 17, а при наличии такового и в газожидкостной экстрактор 24. В детартраторе 17, как было описано выше, происходят частичный переход жидкой двуокиси углерода в твердую фазу, удаляемую совместно с осажденными на ней тартратами, и частичный переход в газовую фазу, отводимую в нагреватель 3 установки для сверхкритической экстракции. В газожидкостном экстракторе 24 двуокись углерода в жидкой фазе экстрагирует жирорастворимые вещества из виноградной выжимки и в виде мисцеллы поступает в испаритель 25, в котором двуокись углерода переводят в газовую фазу и подают в нагреватель 3 установки для сверхкритической экстракции, а выделенные экстрактивные вещества из испарителя 25 сливают в сборник 26 экстракта и используют в качестве растительного масла в пищевой промышленности или препарата жирорастворимых биологически активных веществ в медицине.

В нагревателе 3 газовую фазу двуокиси углерода переводят в сверхкритическое состояние и подают в экстрактор 4 для экстракции эпифитных кутикулярных веществ с ягод винограда и отводят совместно с ними в конденсатор 5, в котором при переходе двуокиси углерода в докритическое состояние из нее выпадает жидкая фаза экстрактивных веществ, удаляемых в сборник 6 экстракта для последующего использования в составе косметических средств, а газовую фазу двуокиси углерода через барботер 21 подают в моечную машину 1, где она дополнительно охлаждается при контакте с моющей жидкостью. Со стадии мойки, описанной выше, газовую фазу двуокиси углерода отводят в компрессор для повышения давления, после чего переводят ее в жидкое фазовое состояние в конденсаторе и возвращают на рециркуляцию непосредственно в детартратор 17 или через источник 18 жидкой двуокиси углерода.

Таким образом, предлагаемая линия позволяет увеличить сокоотдачу винограда, упростить технологию стабилизации виноградного сока за счет сокращения в нем содержания коллоидов, а также произвести более глубокую переработку винограда с получением не только стабилизированного виноградного сока и солей винной кислоты, но и косметического и медицинского препаратов, включающих биологически активные вещества, растительного масла, активированного пищевого красителя и пищевых волокон, исключив полностью образование отходов.

Формула изобретения

1. ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИНОГРАДНОГО СОКА, содержащая последовательно установленные моечную машину, инспекционный транспортер, измельчитель со стекателем, устройство для отделения сока из стекшей мезги, связанную с двумя последними буферную емкость, фильтрующую установку, смеситель, соединенный с источником флокулянта, центрифугу, ультрафильтрующую установку, теплообменник, детартратор, соединенный с источником жидкой двуокиси углерода, сепаратор и деаэратор, отличающаяся тем, что она снабжена установкой для сверхкритической экстракции, установленной перед измельчителем и включающей нагреватель, соединенный по газовой фазе с детартратором, экстрактор, конденсатор и сборник экстракта, барботером, смонтированным в моечной машине и соединенным по газовой фазе с конденсатором установки для сверхкритической экстракции, и соединенными по газовой фазе с моечной машиной компрессором и конденсатором, выход жидкой фазы которого соединен с детартратором непосредственно или через источник жидкой двуокиси углерода.

2. Линия по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена газожидкостным экстрактом, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги, испарителем, соединенным с выходом жидкой фазы газожидкостного экстракта и входом нагревателя установки для сверхкритической экстракции, и сборником экстракта, соединенным с выходом жидкой фазы испарителя, при этом экстрактор соединен непосредственно с источником жидкой двуокиси углерода.

3. Линия по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена водно-спиртовым ультразвуковым экстрактором, соединенным с выходом твердой фазы устройства для отделения сока из стекшей мезги.

4. Линия по п. 3, отличающаяся тем, что она снабжена вакуум-выпарной установкой, соединенной непосредственно с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора.

5. Линия по пп. 3 и 4, отличающаяся тем, что она снабжена сборником красителя, соединенным с выходом жидкой фазы водно-спиртового ультразвукового экстрактора.

6. Линия по пп. 3 и 4 отличающаяся тем, что выход жидкой фазы водно-спиртового экстрактора соединен с буферной емкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3