Способ получения природной воды и концентрированного сока

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим процессам получения природной воды и концентрированных соков из плодово-ягодного сырья, и может быть использовано при разработке функциональных продуктов и напитков для детского, диетического и специального питания, получении восстановленного сока и производстве вина. Способ характеризуется тем, что осуществляют дистилляцию сока прямого отжима при рабочем давлении 10-1 Па и температуре до 50°С, конденсируют пар и охлаждают с получением дистиллята, который представляет собой природную воду. Собирают дистиллят в основной сборник и отключают нагрев в процессе выпаривания при снижении скорости поступления дистиллята. Выгружают концентрированный сок из испарителя в приемную емкость и осуществляют следующий цикл. В этом цикле дистиллят собирают в дополнительный сборник. Подают воздух в приемную емкость и основной сборник для повышения в них давления до атмосферного. Выгружают концентрированный сок из приемной емкости и природную воду из основного сборника. Затем подают сок в загрузочную емкость из емкости с соком прямого отжима, уменьшают давление в загрузочной емкости, приемной емкости и основном сборнике до рабочего и осуществляют следующий цикл дистилляции. В этом цикле сок прямого отжима подогревают в загрузочной емкости до рабочей температуры сока в испарителе. Это позволяет сократить продолжительность процесса получения концентрированного сока и природной воды. 1 ил.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим процессам получения биологически активных природной воды и концентрированного сока, и может быть использовано при разработке функциональных напитков и продуктов для детского, диетического и специального питания, получении восстановленного сока и производстве вина.

Известен способ переработки жидких пищевых продуктов путем выпаривания при давлении 10-1 Па и температуре не более 50°С [1]. Однако данный способ предназначен для концентрации продуктов, рассчитан на однократную загрузку выпарного устройства и не предусматривает непрерывного цикла переработки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения ароматизированной воды и концентрированного сока, включающий дистилляцию сока прямого отжима при давлении 10-1 Па и температуре не более 50°С, сбор и применение дистиллята в качестве природной ароматизированной воды [2].

Однако этот способ получения природной воды и концентрированного сока недостаточно эффективен, так как предназначен для разовой загрузки выпарного устройства и не позволяет организовать процесс дистилляции по непрерывному циклу.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности способа за счет организации процесса дистилляции по непрерывному циклу.

Это достигается тем, что способ получения природной воды и концентрированного сока характеризуется тем, что подают сок прямого отжима из загрузочной емкости в испаритель, выпаривают сок при давлении 10-1 Па и температуре до 50°С, конденсируют пар, охлаждают конденсат с получением дистиллята, который представляет собой природную воду, собирают дистиллят в основной сборник, отключают нагрев при снижении скорости поступления дистиллята в процессе выпаривания, выгружают концентрированный сок из испарителя в приемную емкость по окончании выпаривания и осуществляют следующий цикл, причем во время цикла собирают дистиллят в дополнительный сборник, подают воздух в приемную емкость и основной сборник, выгружают концентрированный сок из приемной емкости и природную воду из основного сборника, подают сок в загрузочную емкость из емкости с соком прямого отжима, уменьшают давление в загрузочной емкости, приемной емкости и основном сборнике до рабочего и осуществляют предварительный нагрев сока в загрузочной емкости до рабочей температуры сока в процессе выпаривания.

Подача сока прямого отжима из загрузочной емкости в испаритель позволяет осуществить его выпаривание.

Выпаривание сока, осуществляемое при давлении 10-1 Па и температуре до 50°С, минимизирует потери биологической активности при высокой производительности по выпаренной влаге.

Конденсация пара, образовавшегося при выпаривании, переводит влагу из парообразного в жидкое состояние, позволяя получать конденсат сока прямого отжима.

Охлаждение конденсата с получением дистиллята, который представляет собой природную воду плодово-ягодного сырья, облегчает условия работы вакуумного насоса, предохраняя его от проникновения паров воды.

Сбор дистиллята в основной сборник осуществляют через дополнительный, что позволяет по окончанию цикла выпаривания переключить сбор на дополнительный сборник.

Отключение нагрева при снижении скорости поступления дистиллята в процессе выпаривания позволяет существенно сократить подвод тепла к концентрированному соку и избежать его перегрева.

Выгрузка концентрированного сока из испарителя в приемную емкость по окончании выпаривания позволяет приступить к следующему циклу, не изменяя рабочего давления в выпарном устройстве.

Во время следующего цикла выпаривания выполняют подготовительные работы, обеспечивающие разгрузку и подготовку к приему следующей партии продуктов переработки сока приемной емкостью и основным сборником, а также загрузку и подготовку к выгрузке из загрузочной емкости в испаритель следующей партии сока прямого отжима. Исключение из цикла выпаривания подготовительных работ сокращает продолжительность цикла и повышает эффективность способа.

Сбор дистиллята в дополнительный сборник позволяет во время цикла выполнить работы по разгрузке основного сборника.

Подача воздуха в приемную емкость и основной сборник позволяет повысить давление в них до атмосферного и приступить к разгрузке приемной емкости и основного сборника.

Выгрузка концентрированного сока из приемной емкости и природной воды из основного сборника позволяет приступить к откачке приемной емкости и основного сборника.

Подача сока в загрузочную емкость из емкости с соком прямого отжима позволяет подготовить сок к загрузке в испаритель.

Уменьшение давления в загрузочной емкости, приемной емкости и основном сборнике до рабочего обеспечивает возможность для их подсоединения к выпарной установке, находящейся под вакуумом. Подсоединение позволяет, по окончании цикла выпаривания выгружать в вакууме концентрированный сок из испарителя в приемную емкость и природную воду из дополнительного сборника в основной и загружать в вакууме следующую партию сока прямого отжима из загрузочной емкости в испаритель.

Предварительный нагрев сока прямого отжима в загрузочной емкости до рабочей температуры сока в процессе выпаривания позволяет сократить продолжительность цикла на время подготовки сока к переходу в режим кипения при рабочем давлении испарителя, что повышает эффективность способа.

Способ осуществляют с помощью выпарного устройства. Схема устройства, готового к работе, приведена на чертеже, где 1-3 - вакуумные насосы; 4 - перерабатываемый сок; 5 - емкость с соком прямого отжима; 6 - загрузочная емкость; 7 - испаритель; 8, 9, 11, 16, 19, 25-29, 31 - вакуумные вентили; 10, 22 - электронагреватели; 12 - брызгоуловитель; 13 - паропровод; 14 - горизонтальный конденсатор; 15 - вертикальный конденсатор; 17 - трубопровод; 18 - дополнительный сборник; 20 - основной сборник; 21 - терморегулятор; 23 - прямоточный вакуумный клапан; 24 - приемная емкость; 30 - люк.

Способ осуществляют следующим образом.

Понижают давление в выпарном устройстве с помощью вакуумных насосов 1-3. В процессе откачки закачивают сок прямого отжима 4 из емкости 5 с соком, находящимся под атмосферным давлением, через загрузочную емкость 6 в испаритель 7. После загрузки испаритель отсекают от загрузочной емкости вентилем 8, закачивают сок в загрузочную емкость и вентилем 9 отсекают ее от емкости с соком 5. Понижают давление в выпарном устройстве до рабочего 10-1 Па и включают нагрев 10 испарителя. По достижении кипения при температуре не более 50°С отсекают насос 1 от загрузочной емкости вентилем 11, предохраняя насос от проникновения в него пара, и осуществляют выпаривание. В результате кипения сока давление в испарителе повышается. Под действием перепада давлений между испарителем и конденсатором, находящимся при рабочем давлении устройства, пар через брызгоуловитель 12 и паропровод 13 поступает в горизонтальный конденсатор 14 и конденсируется на его стенках. Конденсат, представляющий собой дистиллят сока прямого отжима, поступает в вертикальный конденсатор 15, охлаждается и через вентиль 16 по трубопроводу 17 через дополнительный сборник 18 и вентиль 19 поступает в основной сборник 20. В ходе цикла температуру в испарителе поддерживают с помощью терморегулятора 21. Перед окончанием дистилляции подогревают сок в загрузочной емкости нагревателем 22 до рабочей температуры сока в испарителе и отключают нагрев испарителя. Об окончании дистилляции судят по прекращению поступления дистиллята в сборник.

По окончании дистилляции отсекают испаритель от системы вакуумной откачки вентилем 16 и открывают прямоточный вакуумный клапан 23. Под совместным действием силы тяжести и перепада давлений концентрированный сок выгружают из испарителя в приемную емкость 24. После выгрузки приемную емкость отсекают клапаном от испарителя и вентилем 25 от насоса 1. Испаритель подключают к системе вакуумной откачки вентилем 16. Основной сборник отсекают от дополнительного сборника вентилем 19 и от насоса 2 вентилем 26. Следующую партию сока прямого отжима, подготовленного к переходу в режим кипения при рабочем давлении испарителя, загружают из емкости 6 через вентиль 8 в испаритель и отсекают загрузочную емкость от испарителя вентилями 8 и 27. Осуществляют следующий цикл дистилляции.

В ходе цикла подают воздух в приемную емкость через вентиль 28 и в основной сборник через вентиль 29. По достижении атмосферного давления выгружают концентрированный сок из приемной емкости через люк 30 и дистиллят из сборника 20 через вентиль 31. После выгрузки уменьшают давление до рабочего в приемной емкости насосом 1 при открытом вентиле 25 и в основном сборнике насосом 2 при открытом вентиле 26. Достижение рабочего давления подготавливает подсоединение приемной емкости к испарителю по окончании цикла и основного сборника к дополнительному в ходе цикла. По достижении рабочего давления подсоединяют основной сборник к дополнительному, сливают дистиллят из дополнительного сборника через вентиль 19 в основной и продолжают сбор в основной сборник в ходе цикла. За счет пониженного давления при открытом вентиле 9 подают следующую партию сока прямого отжима, находящегося под атмосферным давлением, в загрузочную емкость из емкости 5. После загрузки при перекрытых вентилях 9 и 25 и открытом вентиле 11 уменьшают давление в загрузочной емкости насосом 1 до рабочего давления в испарителе, отсекают насос 1 вентилем 11 и выравнивают давления в емкости и испарителе вентилем 27. Перед окончанием цикла подогревают сок в загрузочной емкости до рабочей температуры сока в испарителе.

По окончании цикла выпаривания осуществляют следующий. Продукты переработки используют в качестве биологически активной пищевой добавки и природной воды.

Испытания предлагаемого способа проведены при переработке яблочного сока прямого отжима с получением природной воды и концентрированного сока. В испытаниях использована вакуумная выпарная установка с рабочим объемом испарителя 40 л, оснащенная загрузочной и приемной емкостями, дополнительным сборником, независимыми системами вакуумной откачки и средствами контроля.

Насосами 1-3 понижено давление в выпарном устройстве. Используя пониженное давление, из емкости с соком в испаритель и загрузочную емкость подано по 10 л сока. По истечении 54 минут в выпарном устройстве достигнуто рабочее давление 10 Па и включен нагрев испарителя. При закипании сока загрузочная емкость отсечена от насоса 1 вентилем 11. Поступление дистиллята через дополнительный сборник в основной началось после 48 минут нагрева. В ходе дистилляции температура сока в испарителе составляла в среднем 46°С, давление в приемной емкости и в сборниках дистиллята снизилось до 6 Па. В установившемся режиме дистиллят поступал в сборник со скоростью 11 л/час. За 20 минут до окончания дистилляции включен подогрев сока в загрузочной емкости, температура которого к окончанию дистилляции достигла 46°С. Перед завершением дистилляции, когда ее скорость упала на порядок величины до 1 л/час, отключен нагрев испарителя. О завершении дистилляции судили по снижению скорости до прекращения поступления дистиллята в сборник. Переработка продолжалась 65 минут. Время дистилляции с начала откачки до прекращения конденсации составило 2 часа 47 минут, при этом подготовительные операции, связанные с откачкой выпарного устройства и прогревом сырья, заняли 1 час 42 минуты или 61% от общего времени дистилляции.

По окончании дистилляции испаритель отсечен от системы вакуумной откачки с помощью вентиля 16 и концентрированный сок выгружен из испарителя через прямоточный вакуумный клапан в приемную емкость под совместным действием силы тяжести и перепада давлений. После выгрузки приемная емкость отсечена от испарителя и насоса 1 и испаритель подсоединен к системе вакуумной откачки вентилем 16. Сок прямого отжима в количестве 10 л, подогретый в загрузочной емкости до 46°С, через вентиль 8 загружен в испаритель и загрузочная емкость отсечена от испарителя вентилями 8 и 27. Основной сборник отсечен от дополнительного сборника и насоса 2. Включен нагрев испарителя и осуществлен следующий цикл переработки. Время разгрузки и загрузки испарителя в вакууме составило 2 минуты.

В ходе цикла осуществлена подача воздуха в приемную емкость и основной сборник. По достижении атмосферного давления из приемной емкости через люк выгружено 2 кг концентрированного сока, а из основного сборника через вентиль 31 - 7,7 л дистиллята. После выгрузки давление уменьшено до рабочего давления в приемной емкости насосом 1 и в основном сборнике насосом 2. Основной сборник подсоединен через вентиль 19 к дополнительному. В результате подсоединения дистиллят, накопленный в дополнительном сборнике, слит в основной, и сбор дистиллята продолжен в основной сборник в ходе цикла. Следующая партия сока прямого отжима в количестве 10 л подана из емкости 5 в загрузочную емкость. После загрузки емкость отсечена от емкости с соком и давление в ней уменьшено насосом 1 до рабочего давления в испарителе. По достижении рабочего давления загрузочная емкость отсечена от насоса 1 и давление в ней выровнено с давлением в испарителе вентилем 27. За 20 минут до окончания цикла сок в загрузочной емкости подогрет до температуры 46°С, соответствовавшей рабочей температуре сока в испарителе.

По окончании цикла, продолжавшегося 65 минут, осуществлен следующий цикл. Исключение из цикла подготовительных работ, связанных с подачей воздуха, откачкой испарителя и сборника дистиллята и нагревом сока до температуры кипения при рабочем давлении испарителя, сократило продолжительность цикла в 2,5 раза с 2 часов 47 минут до 67 минут.

Технический результат способа заключается в сокращении продолжительности цикла дистилляции за счет исключения из него подготовительных операций, связанных с изменением давления в выпарном устройстве при загрузке сока прямого отжима, выгрузке дистиллята и концентрированного сока и нагревом загруженного сока до перехода в режим кипения.

Источники информации

1. Патент RU№2276314 С1, опубл. 10.05.2006.

2. Патент RU №2351238 С1, опубл. 10. 04.2009 - прототип.

Способ получения природной воды и концентрированного сока, характеризующийся тем, что подают сок прямого отжима из загрузочной емкости в испаритель, выпаривают сок при давлении 10-1 Па и температуре до 50°С, конденсируют пар, охлаждают конденсат с получением дистиллята, который представляет собой природную воду, собирают дистиллят в основной сборник, отключают нагрев при снижении скорости поступления дистиллята в процессе выпаривания, выгружают концентрированный сок из испарителя в приемную емкость по окончании выпаривания и осуществляют следующий цикл, причем во время цикла собирают дистиллят в дополнительный сборник, подают воздух в приемную емкость и основной сборник, выгружают концентрированный сок из приемной емкости и природную воду из основного сборника, подают сок в загрузочную емкость из емкости с соком прямого отжима, уменьшают давление в загрузочной емкости, приемной емкости и основном сборнике до рабочего и осуществляют предварительный нагрев сока в загрузочной емкости до рабочей температуры сока в процессе выпаривания.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу комплексной переработки плодово-ягодного сырья. .

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству соков, и может быть использовано при разработке функциональных продуктов для детского, диетического и специального питания, получении восстановленного сока и производстве вина.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству и получению концентрированных и восстановленных соков. .

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при концентрировании жидкостей путем вымораживания и получения льда. .

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству концентрированных соков, и может быть использовано в качестве красителя в молочном и мясном производстве, для производства овощных и овоще - фруктовых соков.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству концентрированных соков, и может быть использовано в молочном и мясном производстве для производства овощных и овощефруктовых соков.

Изобретение относится к способам и устройствам концентрирования жидкостей, например соков. .

Изобретение относится к биотехнологии и касается ферментного препарата разложения рамногалактуронана II (RG-II) с активностью эндо--L-рамнопиранозил -(1-->3')-D- апиофуранозил-гидролазы и эндо--L-фукопиранозил -(1-->4)-L-рамнопиранозил-гидролазы, получаемого из штамма Penicillium daleae CNCN 1-1578 (LAV 2) и штамма Penicillium simplicis-simum CNCN 1-1577 (IPVI).
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству плодоовощных консервов. .

Изобретение относится к консервированию пищевых продуктов. .
Изобретение относится к производству ягодных концентратов

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности для разделения компонент в идеальных растворах
Изобретение относится к консервной и овощесушильной промышленности и может быть применено при получении диетического купажированного сока из белокочанной капусты, столовой свеклы и моркови. Способ заключается в том, что капусту, свеклу и морковь после сортировки, инспекции, мойки, очистки, резки и дробления прессуют. Затем полученные соки купажируют в соотношении 40:20:40%, после чего купажированный сок перед замораживанием криоконцентрируют до содержания сухих веществ 14% и сушат сублимацией до остаточной влажности 4,0%. Способ позволяет уменьшить продолжительность сушки купажированного сока на 120 минут и получить диетический сухой продукт высокого качества. 1 табл.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу комплексной переработки плодового сырья с использованием ферментных препаратов. Способ предусматривает мойку, измельчение сырья, мацерацию измельченной смеси в присутствии ферментного препарата. При этом в качестве плодового сырья используют плоды винограда. Мацерацию проводят в две стадии, на первой стадии в присутствии фермента Фруктоцим П6-Л, на второй в присутствии комплекса ферментных препаратов Фруктоцим П6-Л и ЦеллоЛюкс-А. После чего проводят тепловую обработку, пастеризацию сока-полуфабриката и диффузионного сока, оставшиеся выжимки высушивают и измельчают. Изобретение позволяет более эффективно и рационально использовать плодовое сырье, повысить выход сока-полуфабриката из плодового сырья, а также повысить содержание антиоксидантных веществ в полуфабрикатах.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу производства фитоконцентрата (ФК) из сушеных листьев плодовых культур и трав. ФК может быть использован при производстве пищевых продуктов ежедневного функционального питания: морсов, напитков, хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, по специально смоделированной рецептуре с учетом антиоксидантной активности ФК. Способ предусматривает сортировку свежих плодовых листьев и трав, мойку, подсушку воздухом и сушку в ИФК сушилке до остаточной влажности 5-7%, измельчение до размера частиц 2-3 мм и экстрагирование. Затем полученный экстракт сливают, фильтруют и вакуумируют для получения ФК. При этом в качестве растительного сырья экстракта используют: листья садового паслена, рябины, калины, облепихи, смородины, малины, яблони, винограда, земляники, ежевики, вишни, березы, крапивы, мяты. Изобретение обеспечивает получение ФК с высокими антиоксидантными свойствами, содержащего биологически активные вещества (БАВ) - антиоксиданты по дигидрокверцетину 900-1000 мг/100 г, витамин С более 100 мг %. Кроме того, ФК является функциональным ингредиентом для обогащения антиоксидантами продуктов питания. 1 табл.

Изобретение относится к устройству для дистилляции, очистки или деминерализации жидкостей. Устройство содержит колонну, состоящую из установленных друг на друга верхнего, промежуточного и нижнего элементов. Верхний элемент представляет собой испарительную камеру 56, предназначенную для работы под вакуумом, промежуточный элемент 60 представляет собой нагревательную камеру, а нижний элемент представляет собой седиментационную камеру 64. При этом испарительная камера от нагревательной камеры 60 частично отделена посредством стенки 68. Устройство также содержит как минимум одно нагревательное устройство 158, как минимум один затвор 152,154 в нижней части промежуточного элемента 60, расположенный над седиментационной камерой 64 для обеспечения выпуска осадка в седиментационную камеру, промежуточную накопительную емкость 122 для хранения жидкости при давлении, уравновешиваемом атмосферным давлением, впускной патрубок 62 для заполнения промежуточного элемента путем нагнетания жидкости насосом и выпускной патрубок 58 для выпуска обработанной жидкости из верхней испарительной камеры во внешнюю емкость. Устройство обеспечивает возможность обогащения как минимум одного компонента в исходной жидкости, содержащей как минимум два смешанных компонента. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу получения арбузного меда - нардека. Способ предусматривает упаривание сока спелых арбузов в вакуумно-выпарном аппарате при рабочем давлении пара 0,4 МПа, рабочем разрежении в корпусе 0,03 МПа и температуре 70°С в течение 2,5-3,0 часов до содержания сухого вещества 70-75%. Это обеспечивает получение нардека с максимальным сохранением нативных характеристик исходного сырья при одновременном сокращении затрат времени и электроэнергии. 1 табл., 2 пр.
Наверх