Способ получения пектина и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к производству пектина, а именно к способу его осаждения из экстракта. Для осаждения пектина из его водного раствора применяют вращающееся электрическое поле с частотой 20 кГц и напряженностью 1,2 В/см. Электрическое поле создают в растворе пектинового экстракта с помощью устройства. Устройство состоит из высокочастотного генератора и конденсаторной сборки. Конденсаторную сборку помещают в сосуд с пектиновым экстрактом. Конденсаторная сборка собрана из пяти пар пластин: положительные пластины выполнены из графита, а отрицательные - из нержавеющей стали. Применение графитовых положительных пластин позволяет исключить соединение молекул пектина с ионами металла. При этом исключается применение каких-либо химикатов и не требуется последующей очистки пектина, предлагаемый способ является экологически чистым и экономически выгодным по сравнению с известными способами осаждения. В сочетании с кавитационным способом экстрагирования пектина из сырья позволит решить задачу внедрения новой технологии производства пектина. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к производству пектина, а именно к способу его осаждения из экстракта.

Известен способ получения пектина, включающий осаждение пектина с помощью электротока между алюминиевыми электродами (1. СССР, А.С. 465172, МКИ А 23 L 1/04, 1975).

Недостатком данного способа является оседающий на дно пектино-алюминиевый коагулят, требующий для получения чистого пектина дополнительной очистки его от алюминия.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются способ и устройство получения пектина, включающие осаждение пектина во вращающемся электрическом поле (2. RU, 2153264, МКИ 7 А 23 L 1/0524, 27.07.2000).

Сосуд с раствором пектинового экстракта помещают в сборку конденсаторов, на пластины которых подается импульсное высокочастотное напряжение, создающее вращающееся электрическое поле в объеме сосуда. Это поле приводит к вращению диполей-молекул пектина. Вращением молекул пектина с частотой, равной частоте поля, величина которой регулируется, добиваются отрыва гидроксильной группы ОН^- за счет центробежной силы, что способствует нейтрализации молекул, коагуляции их и осаждению.

Недостатком устройства, предложенного в данном способе, является то, что расположение пластин конденсаторов на внешней поверхности сосуда с пектиновым экстрактом приводит к резкому падению напряжения на стенках сосуда, что значительно снижает интенсивность процесса осаждения пектина.

Целью данного изобретения является снижение величины подаваемого напряжения и повышение интенсивности процесса осаждения пектина.

Цель достигается тем, что для осаждения пектина во вращающемся электрическом поле посредством генератора с конденсаторной сборкой применяют вращающееся электрическое поле частотой 20 кГц и напряженностью 12 В/м, конденсаторная сборка генератора собрана из пяти пар пластин, закрепленных на кольцах из изоляционного материала, и помещена в сосуд с пектиновым экстрактом, при этом положительные пластины изготовлены из графита, а отрицательные - из нержавеющей стали.

Цель достигается еще и тем, что устройство для получения пектина содержит генератор с конденсаторной сборкой для осаждения пектина, и конденсаторная сборка состоит из пяти пар пластин, которые закреплены на кольцах из изоляционного материала и помещены в сосуд с пектиновым экстрактом, при этом положительные пластины изготовлены из графита, а отрицательные - из нержавеющей стали.

Размещение конденсаторной сборки в водном растворе пектинового экстракта позволяет интенсифицировать процесс осаждения пектина во много раз, а напряжение, подаваемое на пластины конденсаторной сборки, по сравнению с аналогом уменьшается при этом в 10-15 раз, т.е. существенно понижается энергоемкость процесса.

При размещении конденсаторной сборки в водном растворе пектинового экстракта наблюдалась активная реакция взаимодействия пектина с положительно заряженными металлическими пластинами конденсаторной сборки, в результате чего часть осаждаемого пектина насыщалась ионами металла, что недопустимо. Использование положительных пластин из графита позволило получить чистый, не требующий дополнительной обработки пектин.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

На конденсаторную сборку, помещаемую в сосуд с пектиновым экстрактом, подают от высокочастотного генератора импульсное напряжение частотой 20 кГц и амплитудой 7 В, вызывающее в растворе пектинового экстракта вращающееся электрическое поле напряженностью 12 В/м. Под действием вращающегося электрического поля происходит осаждение пектина на отрицательно заряженных пластинах в виде плотного геля. Пектин снимается с пластин, протирается и высушивается.

На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит высокочастотный генератор 4, соединенный с конденсаторной сборкой, состоящей не менее чем из пяти пар положительных и отрицательных пластин (2,3), расположенных по диаметру и крепящихся на тефлоновых кольцах 5 сверху и снизу. Отрицательные пластины 2 конденсаторной сборки выполнены из нержавеющей стали, положительные пластины 3 - из графита. Конденсаторная сборка помещена в сосуд с пектиновым экстрактом 1.

Используемый генератор был специально разработан для создания вращающегося электрического поля в растворе с помощью конденсаторной сборки. Выходная мощность генератора 50 Вт, потребляемая от сети мощность 100 Вт. Амплитуда выходного напряжения регулируется от 0 до 10 В, частота выходного напряжения от 50 Гц до 50 кГц. Питание от сети частотой 50 Гц и напряжением 220 В.

Устройство работает следующим образом.

В емкость с пектиновым экстрактом 1 помещается конденсаторная сборка. Генератор 4, подключенный к конденсаторной сборке, вырабатывает прямоугольные импульсы (фиг.3) с регулируемыми выходным напряжением U и частотой следования. Эти импульсы подаются поочередно на каждую пару пластин конденсаторной сборки. При подаче напряжения на одну пару пластин возникает электрическое поле, вектор напряженности Е которого направлен от "+" к "-". При переключении напряжения на соседнюю пару пластин по часовой или против часовой стрелки вектор электрического поля поворачивается в соответствующую сторону и так далее по кругу. Таким образом, осуществляется вращение вектора электрического поля в растворе. Молекулы пектина, обладающие дипольными моментами, следуют за вектором электрического поля и вращаются синхронно с ним. Вращение молекул пектина с частотой ≥20 кГц приводит к отрыву гидроксильных групп ОН^- и осаждению пектина.

Применение предлагаемого способа осаждения пектина из экстракта в сочетании с кавитационным способом экстрагирования пектина из сырья (RU, з. 95110254, A1, 20.04.97) позволит решить важную задачу по внедрению новой экологически чистой и экономически выгодной технологии производства пектина.

Формула изобретения

1. Способ получения пектина, включающий осаждение пектина во вращающемся электрическом поле посредством генератора с конденсаторной сборкой, отличающийся тем, что для осаждения пектина применяют вращающееся электрическое поле частотой 20 кГц и напряженностью 1,2 В/см, конденсаторная сборка генератора собрана из пяти пар пластин, закрепленных на кольцах из изоляционного материала, которая помещена в сосуд с пектиновым экстрактом, при этом положительные пластины изготовлены из графита, а отрицательные - из нержавеющей стали.

2. Устройство для получения пектина из экстракта, содержащее генератор с конденсаторной сборкой для осаждения пектина, отличающееся тем, что конденсатор состоит из пяти пар пластин, которые закреплены на кольцах из изоляционного материала и помещены в сосуд с пектиновым экстрактом, при этом положительные пластины изготовлены из графита, а отрицательные - из нержавеющей стали.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3