HU200107B - Method and apparatus for producing anhydrous aroma concentrate - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás és berendezés vízmentes aromakoncentrátum előállítására, oldószer alkalmazása nélkül. A találmány szerinti eljárás során az aromaanyagokat tartalmazó híg vizes oldatok lepárlása során nyert kondenzátumot célszerűen hűtött vizzel töltött, eltérő szármagasságú közlekedőedény magasabb szárába vezetjük lamináris áramban, célszerűen az edény fala mentén. A találmány szerinti berendezés lényege, hogy U-alakú közlekedőedényből (1) áll, melynek rövidebbik szárára a víz elfolyását biztosító vízgyűjtő edény (3) van elhelyezve. A leírás terjedelme: .'i olda], 1 rajz, 1 ábra HU 200107 A -1-

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés vízmentes aroniakoncentrátiim előállítására, oldószer alkalmazása nélkül.

Az élelmiszer-feldolgozó iparban, elsősorban gyümölcs- és zőldséglevek besűrítésekor nagy mennyiségű pára keletkezik, amely az illető nyersanyagra jellemző illatanyagok jelentős részét magával viszi. Ezt az értékes anyagokat tartalmazó kondenzátumot jelenleg vagy egyáltalán nem hasznosítják (a csatornába vezetik), vagy egy részét megfelelő aroma-visszanyerő berendezés (ismert: pl. Alfa havai, Gulf, Schmidt, stb.) beiktatásával felfogva híg vizes aromaként értékesítik. Ez a kondenzátnm azonban önálló termékként többnyire csak belföldön értékesíthető, tárolótér-igénye nagy, eltarthatósága és felhasználási köre erősen korlátozott, ára ennek megfelelően nem túl magas.

Éppen ezért több olyan eljárást dolgoztak ki, amely lehetővé teszi ezeknek a kondenzátumoknak a koncentrálását. A megoldások között több oldószeres extrakciót alkalmaz pl. a 3.155.523 lajstromszámú amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírás, 3.113.031 lajstromszámú amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leirás, 97.458 lajstromszámú lengyel szabadalmi leirás, mások drága, speciális berendezést igényelnek (például ultra szűrés, fordított ozmózis), ilyen a BŐMBEN és munkatársai által kifejlesztett készülék is, amely vákuum desztillációt alkalmaz, majd hidegcsapdákban fogja fel az aromakondenzátumot [BŐMBEN, J.L., GUADAGNI, D.G., & HARRIS, J.G. (1969), Aroma Concentration fór Dehydrated Food. Food. Technok, 23, 83-86],

Felmerül tehát az igény olyan olcsó, üzemi méretekben is alkalmazható megoldás kidolgozására, mellyel egyszerű módon és kis költséggel vízmentes aromakoncentrálumok állíthatók elő, melyek tárolótér-igénye minimális, eltarthatósága többszöröse a kiindulási vizes aromákénak, és mint önálló termékek is alkalmazhatók.

A fenti célkitűzést a találmány szerinti eljárással, illetve berendezéssel valósítjuk meg.

A találmány lényege, hogy az aromaanyagokat tartalmazó híg vizes oldatok lepárlása során nyert kondenzátumot célszerűen hűtött vízzel töltött, eltérő szármagasságú közlekedőedény magasabb szárába vezetjük, lamináris áramban, célszerűen az edény fala mentén, és a tisztít vizes fázist a közlekedőedény rövidebb szárából elvezetjük.

Amikor az illő anyagokban gazdag, koncentrált párét lamináris áramban vezetjük a célszerűen hütött víz felületére, a sűrűségkülönbség miatt az fázist képez a víz felszínén, amelyből a víz és más, a vízzel jól elegyedő összetevő, így például etanol, etil-acetát, metanol és hasonlók, elsősorban diffúzió útján a vizes fázisba kerülnek, majd egy kezdeti felfutás után egyensúlyi állapot áll be. Tekintettel arra, hogy az illékony aromaanyagok a lepárlás első frakcióiként jelentkeznek, viszonylag rövid lepárlási szakasz során koncentrált, vízzel nem elegyedő fázis képződik, mely lényegében az összes aromaanyagot tartalmazza.

A találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas berendezést az 1. ábra szemlélteti.

A berendezés a technológia lefolyásának könnyebb követése érdekében, célszerűen üvegből készül, készíthető azonban bármely más, élelmiszeripari berendezések előállítására alkalmas anyagból is.

A berendezés lényegében egy U-alakú 1 közlekedőedényből áll, amelynek rövidebbik szárára a viz elfolyását biztosító, 2 elfolyóval ellátott 3 vízgyűjtő edény van elhelyezve. Az 1 közlekedőedény hosszabbik szárán levő 4 nyilason lép be a kondenzált párlat, melyet az 1 közlekedőedény falán lamináris áramban vezetünk a közlekedőedényben levő viz, célszerűen hütött csapviz felületére. Az aromakoncentrátumot tartalmazó fázis mennyiségének növekedésével az 1 közlekedőedény rövidebb szárának 5 kilépőnyilásán át víz távozik el, mely a 3 vizgyüjtóedényen és a 2 nyíláson keresztül távozik el.

A találmány szerint a bepárlást célszerűen addig végezzük, ameddig a párakondenzátum még megfelelő mennyiségű aromaanyagot tartalmaz. Ez átlagos koncentrációjú, vizes aroma esetén mintegy 3-5% aromaanyag tartalom lepárlást jelent.

Ennél több pára felfogása a fázis térfogatát már számottevően nem növeli; sőt, túl hosszú ideig tartó desztillálás esetén már a vízben gazdag párlat a szerves fázis egy részét magával viheti a vízbe; ezáltal veszteséget okozva.

A találmány szerinti eljárás során csak viszonylag jó minőségű aromakoncentrátum ad fázist. Ha a lejövő pára első 3-5%-ának etanol-tartalma meghaladja a 40%-ot, akkor vagy nem alakul ki fázis, mivel az alkohol az értékes illóanyagok jó oldószere, és magával viszi a vízbe az aroma-összetevőket, vagy alkoholban gazdag fázis kapunk, amely gyengébb minőségű aromakoncentrátumot eredményez. Ha a kiindulási vizes aroma túl híg, azaz értékes aromaanyag-tartalma 0,5 g/1 vagy annál alacsonyabb, az eljárás veszteségekkel fog járni, mert túl kis rétegvastagságú fázis eltávolítása csak nehezen megoldható. Ezek a korlátok azonban nem hátrányai az eljárásnak, mert rossz vagy gyenge minőségű alapanyagból nem is célszerű aroma-koncentrátumot előállítani. Ugyanakkor, a megfelelő fázisképzödés egyben az aromák gyors, előzetes minősítését is lehetővé teszi. Vizsgálataink során ugyanis megállapítottuk, hogy a túl híg vagy alkoholban nagyon gazdag aroinakondenzátuniok illóanyag-összetétele sem kedvező. A szedóedény megfelelő átalakításával olyan aromakoncentrátumok is

HU 200107 A előállíthatok és gyűjthetők, melyek a víznél nagyobb fajsúlyúak.

A találmány szerinti eljárás során a desztilláció befejezésekor, azaz célszerűen a 3-5% kiindulási vizes aroma átdesztillálása után a szedőt a hűtőről eltávolítjuk, célszerűen egy ideig, előnyösen 30-60 percig állni hagyjuk, majd a szerves fázist a víz felszínéről elválasztjuk, célszerűen leszívatjuk, ügyelve arra, hogy abba a vizes fázis ne kerüljön.

A találmány szerinti eljárás egyik megvalósítási változata szerint, melyet a fentiekben ismertettünk, az aromakoncentrátum előállítását szakaszos lepárlással és koncentrátum-eltávolítással végezzük. Ugyanakkor, a találmány egy másik előnyös megvalósítási változatánál a találmány szerinti berendezést közvetlenül a technológiai sorba is kapcsolhatjuk. Ebben a folyamatos üzemű megoldásban célszerűen kimérjük, hogy a technológia melyik fázisában éri el a pára a már fent ismertetett összetételi paramétereket. Ezen a ponton egy hűtő- és szedőedény beiktatásával a koncentrátum gyűjtését a már ismertetett módon végezhetjük, és megfelelő számú szedőedénnyel, ezek folyamatos cseréjével a koncentrátum elvétele megoldható.

A találmány szerinti eljárást az alábbi példában részletesen ismertetjük.

Példa

Almaaroma-koncén trá tűm készítése

A hig, vizes aromát atmoszferikus nyomáson üzemelő lepárlóedénybe öntjük, amelyhez megfelelő hűtöt csatlakoztatunk. A 100 1-es desztillálóedényt 50 1 térfogatú vizes aromával töltjük meg, a hűtőről lefolyó kondenzátumot olyan szedőedénybe vezetjük, amelynek csőátmérője 60 mm, rövidebbik szárának magassága 800 mm, hosszabbik száráé pedig 1200 mm. A szedőedényt oly módon csatlakoztatjuk a hűtőhöz, hogy a lefolyó párlat a szedő falán filmet képezzen. A szedőedényt 800 mm magasságig 10-15 °C-ra hűtött csapvízzel töltjük meg, majd a desztillálóedény fűtését megindítjuk. A kiindulási vizes aroma 3,5%-át, azaz 1,75 1-t párolunk le. A lepárolt vizes aroma mennyiségét a lepárlás során a szedőedény róvidebb szárának kilépőnyilásán folyamatosan eltávozó víz - melyet elöntünk - mennyiségéből mérjük. Ily módon 50 ml aromakoncentrátumot nyerünk, melyet a szedóedényből 40 perces állás után leszívatunk.

A találmány szerinti eljárás és berendezés előnyeit a következőkben ismertetjük:

- a szedőedény üvegből, olcsón és egyszerűen, az üzem igényei szerinti méretezés5 ben kivitelezhető: szakaszos üzemmód esetén sem igényel egyéb, drága berendezést, a legtöbb élelmiszer-feldolgozó üzemben már rendelkezésre álló egyszerű konzervgyári vagy szeszipari lepárlóhoz csatlakoztatható;

- a koncentrálást oldószermentesen oldja meg;

- a technológiai folyamatba iktatva külön energiát nem igényel, de az eredeti technológiától független, szakaszos üzemű megol15 dás esetén is minimális az energiaigénye;

- a koncentrálást szelektíven végzi, az aromaminóség szempontjából kedvezőtlen, vízzel jól elegyedő komponensek koncentrációját csökkentve, a kiindulási aromakondenzá20 tumnál kedvezőbb összetételű koncé ntrétumot eredményez;

- alkalmazásával vízmentes aromakoncentrátumok állíthatók elő, amelyek tárolótér-ígénye minimális, eltarthatóságuk többszóró25 se a kiindulási aromákénak, önálló termékként is jól értékesíthetők és aromásításra széles körben alkalmazhatók;

- Az eljárás és berendezés alkalmas hig vizes aromák gyors minőségellenőrzésére is.

• Természetesen, a találmány szerinti berendezés nemcsak aromakoncentrátumok, hanem egyéb, vízzel korlátozottan elegyedő illő szerves anyagok kinyerésére is alkalmas azok hig vizes-alkoholos oldatából. Ilyen anyagok például az észterek és elegyeik, karbonilok, hosszabb szénláncú alkoholok, stb.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljáráe aromakoncentrátumok előállítására hig vizes aromákból, azzal jellemezve,

   45 hogy az aromaanyagokat tartalmazó híg vizes oldatok lepárlása során nyert kondenzátumot célszerűen hűtött vízzel töltött, eltérő szármagasságú közlekedőedény magasabb szárába vezetjük lamináris áramban, célszerűen az

   50 edény fala mentén, és a tiszta vizes fázist a közlekedőedény róvidebb szárából elvezetjük.
2. 2. Berendezés célszerűen aromakoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy U-alakű közlekedőedényből (1) áll, melynek

   55 rövidebbik szárára a viz elfolyását biztosító vízgyűjtő edény (3) van elhelyezve.
3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az U-alakú közlekedőedény (1) a rövidebbik szárának kilépőnyilá00 sa (5) magasságáig vízzel töltött.