Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке

 

Использование: холодное концентрирование жидких пищевых продуктов, в частности молока. Сущность изобретения: способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке включает подачу в поток продукта двуокиси углерода и отделение концентрата от твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой. Жидкому пищевому продукту создают пленочный режим течения в поле центробежных сил и барботируют в него по направлению к оси вращения поля центробежных сил сверхзвуковой закрученный поток жидкой фазы двуокиси углерода. Поток жидкой фазы двуокиси углерода подается в пульсирующем режиме. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии холодного концентрирования жидких пищевых продуктов, в частности молока.

Известен способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке, предусматривающий подачу в потоке продукта двуокиси углерода в виде гранулированной твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой /патент РФ N 2001362, кл. F 25 C 1/12, 1993/.

Недостатком этого способа является экстенсивность процесса.

Задачей изобретения является интенсификация процесса путем улучшения условий контакта фаз.

Задача решается тем, что в способе концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке, предусматривающем подачу в поток продукта двуокиси углерода и отделение концентрата от твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой, согласно изобретению потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а двуокись углерода подают предпочтительно в пульсирующем режиме, в жидком фазовом состоянии по направлению к оси вращения в поле центробежных сил путем диспергирования с увеличением скорости истечения до сверхзвуковой и закручиванием потока.

Это позволяет интенсифицировать процесс за счет улучшения условий контакта фаз при турбулизации потока продуктов.

Способ реализуется следующим образом.

Жидкий пищевой продукт, например молоко, подают в поле центробежных сил, создаваемое, например, вращением приемной емкости или введением продукта с высокой линейной скоростью тангенциально в емкость, имеющую форму тела вращения. В поле центробежных сил продукт распределяется по внутренней поверхности емкости в виде пленки, текущей по спирали. В пленку продукта подают двуокись углерода, предпочтительно в пульсирующем режиме, закручивая ее жидкую фазу и увеличивая скорость ее истечения до сверхзвуковой путем пропускания через сопла Лаваля. В результате адиабатного расширения часть двуокиси углерода переходит в газовую фазу с поглощением теплоты. На выходе из подающих каналов происходит турбулентный срыв потока двуокиси углерода, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой, особенно интенсивными при пульсирующей подаче двуокиси углерода. Сверхзвуковой закрученный поток двуокиси углерода имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения с ультразвуковой частотой до дробления газовой фазы на пузырьки и диспергирования оставшейся части жидкой фазы, переходящей в условиях давления, близкого к атмосферному, в твердую фазу в виде мелкодисперсных кристаллов, которые всплывают в пленке продукта под действием сил инерции и архимедовой силы выталкивания, и при взаимодействии сил трения и поля центробежных сил. Кристаллы двуокиси углерода частично испаряются в процессе всплытия с образованием пузырьков и созданием ударных волн. В пузырьках газовой фазы двуокиси углерода, всплывающих в таких условиях, возникают тороидальные потоки и пульсации объема. Поток пленки продукта турбулизируется струями и всплывающими кристаллами, и пузырьками двуокиси углерода. В итога при характерных для данного способа числах Рейнольдса, равных 100-1000, осредненные по времени числа Нуссельта достигают значений 30-80. В условиях столь интенсивного охлаждения из продукта выпадают кристаллы льда, образующиеся на центрах кристаллизации в виде мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода. Далее гетерогенную смесь разделяют одним из известных приемов, отделяя кристаллическую твердую фазу от концентрата.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс концентрирования.

Формула изобретения

1. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке, предусматривающий подачу в поток продукта двуокиси углерода и отделение концентрата от твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой, отличающийся тем, что потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а двуокись углерода подают в жидком фазовом состоянии по направлению к оси вращения поля центробежных сил путем диспергирования с увеличением скорости истечения до сверхзвуковой и закручиванием потока.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двуокись углерода подают на диспергирование в пульсирующем режиме.