PL70134B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Parkson Corporation. Fort Lauderdale (Stany Zjednoczone Ameryki Pólnocnej) Sposób wytwarzania zageszczonych produktów Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania zagesz¬ czonych produktów, takich jak zelatyna, cale jajka, bialka jajek, zóltka jajek i ekstrakty zbozowe. Pro¬ dukty te z powodu zawartosci protein, lipidów i podobnych skladników, podatne sa na skazenie lub rozklad termiczny podczas nadmiernego pod¬ grzewania. Wskutek zageszczania tych produktów, przez usuwanie z nich wody lub innych plynnych skladników, uzyskuje sie nie tylko oszczednosci na opakowaniu, transporcie i kosztach skladowania, ale takze w wielu wypadkach uszlachetnienie pro¬ duktu, zwlaszcza wówczas, gdy proces zageszczania polega na suszeniu przez rozpylenie lub zamroze¬ nie.Znane sposoby zageszczania plynnych produktów dotychczas dokonywano w róznego rodzaju odpa- rowalnikach plaszczowych lub rurowych, przy wy¬ korzystaniu termosyfonu, wymuszonego obiegu, wznoszacych sie i/lub opadajacych warstw, albo mieszanych lub scieranych warstw skladników.Znane jest takze ogrzewanie i rozpylanie sklad¬ ników, w którym podgrzewany plyn przechodzi przez zawór lub zwezajacy sie otwór do komory niskiego cisnienia, przy czym powoduje sie ciagle jego rozpylanie. W wyniku takiego postepowania uzyskuje sie zageszczenie produktu.Wada znanych sposobów jest to, ze w przypad¬ kach produktów o wysokiej wrazliwosci na cieplo, jak na przyklad skladniki jajka, proces taki powo¬ duje miejscowe podgrzanie produktu, w wyniku 10 15 20 25 czego nastepuje jego skazenie i rozklad oraz za¬ nieczyszczenie urzadzenia. Ponadto znane sposoby charakteryzuja sie stosunkowo niskimi wspólczyn¬ nikami przenikania ciepla, co wymaga dlugiego okresu przebywania produktu w urzadzeniu, zwiek¬ szajac mozliwosc jego rozkladu. Ciagle odparowy¬ wanie podgrzanego plynu oraz gwaltowne spadki cisnienia, powoduja niszczenie wrazliwych produk¬ tów, takich, jak na przyklad skladniki jajka.Celem wynalazku jest unikniecie wad znanych rozwiazan. Zgodnie z wynalazkiem, cel ten zostal osiagniety przez opracowanie sposobu, w którym wrazliwe na cieplo plyny zageszcza sie przez regu¬ lowane podgrzewanie ich wzdluz kretej drogi prze¬ plywu oraz przez ciagly, gwatlowny proces odpa¬ rowania.Wedlug wynalazku plyn przepuszcza sie przez krety, podgrzewany kanal przeplywowy i jedno¬ czesnie utrzymuje sie go pod odpowiednim cisnie¬ niem dla zapobiezenia wrzeniu wewnatrz zamknie¬ tej, ogrzewanej drogi przeplywu, przy-czym tem¬ perature plynu utrzymuje sie ponizej granicy jego termicznego rozkladu.W celu unikniecia miejscowego przegrzania, kre¬ ta droga przeplywu powoduje burzliwy ruch prze¬ plywajacej cieczy, co skraca okres zetkniecia sie poszczególnych porcji plynu z ogrzanymi powierz¬ chniami drogi przeplywu. Nastepnie podgrzany plyn przeprowadza sie do niepodgrzanej, kretej czesci drogi przeplywowej, gdzie nastepuje powol- 70 13470134 ny, stopniowy spadek cisnienia, ponizej granicy parowania plynu. Para wytwarzana jest przez ciagle rozpylanie i dzieki kretej drodze przeplywu, wytworzony koncentrat, który moze posiadac zu¬ pelnie lepka konsystencje, nie zbiera sie na po- 5 wierzchniach, ograniczajacych droge przeplywu.Nastepnie zageszczona mieszanine pary i plynu przeprowadza sie do separatora bez gwaltownego wzburzenia.Zaleta sposobu wytwarzania zageszczonych ply- 10 nów wedlug wynalazku jest to, ze umozliwia on otrzymanie produktu o zadanym stopniu zagesz¬ czenia, bez obawy zniszczenia wrazliwych sklad¬ ników.Sposób wedlug wynalazku w przypadku zagesz- 15 czania jaj, umozliwia otrzymanie takiego produk¬ tu jajecznego, który jest jednoczesnie zamrozony i zageszczony, w przeciwienstwie do znanych spo¬ sobów, które pozwalaja na uzyskanie produktów jajecznych zamrozonych lecz nie zageszczonych. Za- 2o geszczony produkt jest wygodniejszy i bardziej ekonomiczny w uzyciu, niz ten sam produkt w po¬ staci nie zageszczonej. Zamrozony i zageszczony produkt jajeczny rozmraza sie szybciej i bardziej równomiernie niz zamrozone jajka nie zageszczone, 25 co ulatwia dalsze postepowanie i zmniejsza ubytki produktu.Zageszczonemu produktowi jajecznemu mozna przywrócic jego naturalna postac przez dodanie wody, bezposrednio lub jako skladnika innych do- 30 datków, dzieki czemu produkt nabiera cech calego, swiezego jajka.Przedmiot wynalazku jest dokladniej objasniony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schemat ukladu zageszczajacego, a fig. 2 — 35 przekrój parownika z ukladu zageszczajacego przedstawionego na fig. 1.Do typowego podgrzewajacego i rozpylajacego ukladu zageszczajacego przedstawionego schema¬ tycznie na fig. 1, plyn przeznaczony do zageszcza- 40 nia, wrazliwy na dzialanie temperatury, taki jak zelatyna, bialka jajek, zóltka jajek, cale jajka lub ekstrakty zbozowe, wprowadza sie przez doprowa¬ dzajacy przewód 11. Plyn ten moze byc zmieszany z powracajacym z obiegu plynem w przewodzie 45 12, którym doprowadzany jest do parownika 13.Korzystnie jest jesli parownik 13 jest parownikiem przegrodowym, tak jak przedstawiono na fig. 2, poniewaz umozliwia on burzliwy przeplyw plynu.Oczywiscie mozna zastosowac takze inne parowni- 50 ki o burzliwej charakterystyce przeplywu plynu.W parowniku, przedstawionym na fig. 2, sasia¬ dujace ze soba pofaldowane metalowe przegrody 14 rozstawione sa w odleglosciach, okreslonych rozdzielajacymi uszczelkami 15, tworzac serie rów- 55 noleglych kanalów 16, podajacych zageszczany plyn i przegradzajacych kanalów 17 dla ogrzewajacej cieczy, na przyklad goracej wody. Parownik powi¬ nien miec taka konstrukcje, jak na przyklad pa¬ rownik przedstawiony w opisie patentowym Sta- 60 nów Zjednoczonych nr 3 073 380, która umozliwia latwe rozmontowanie urzadzenia dla wbudowania lub usuniecia przegród. Przez zaopatrzenie parow¬ nika w odpowiednio umiejscowione wewnetrzne przeloty 18 i uszczelki 15, mozna utworzyc kazda 65 zadana konfiguracje drogi przeplywu.Podgrzewajaca ciecz, dostarczana przez wlotowa rure 19, przechodzi równolegle przez odstepy 17 w ogrzewanej czesci A parownika i wyplywa przez wylotowa rure 20. W korzystnym przypadku ciecza grzejna jest woda, poniewaz jej temperature moz¬ na latwo regulowac zapobiegajac termicznemu roz¬ kladowi. I tak na przyklad cale jajka lub zóltko jajka, rozklada sie termicznie w temperaturze oko¬ lo 64°C, a bialko jajka — w temperaturze 58°C.Niektóre wrazliwe na cieplo plyny wytrzymuja wyzsze temperatury, wtedy mozliwe jest zastoso¬ wanie pary wodnej, jako medium grzejnego.Po przejsciu przez ogrzewana czesc A parowni¬ ka, produkt doprowadzany jest do nieogrzewanej czesci B parownika, w której przegrody 14 usta¬ wione sa podobnie i tworza trzy sasiadujace ka¬ naly 21 burzliwego przeplywu produktu. W prze¬ gradzajacej przestrzeni 22 nie ma cieczy grzejnej.Uklad, przedstawiony na fig. 2 oznaczony jest jako uksztaltowanie 2—2—3P, posiadajace dwa równolegle skierowane w dól ogrzewane kanaly 16, dwa równolegle, skierowane do góry, ogrzewa¬ ne kanaly 16, oraz trzy skierowane w dól, nie ogrzewane kanaly 21, przy czym oznaczenie ,,P" wskazuje na to, ze ostatnie trzy kanaly nie sa ogrzewane.Jak przedstawiono na fig. 1, jednorodna miesza¬ nine plynu i pary z czesci B wprowadza sie z du¬ za predkoscia do przewodu 24, skad kieruje sie ja do separatora 25, w którym pare oddziela sie od zageszczonego plynu i skierowuje sie ja przez prze¬ wód 26 do skraplacza 27, gdzie skrapla sie do stanu cieklego, a nastepnie odprowadza z ukladu przez przewód 28. Zageszczony plynny produkt, znajdu¬ jacy sie na dnie separatora wprowadza sie do przewodu 29 gotowego produktu, skad mozna go odprowadzic przez wylotowy przewód 30. W przy¬ padku, gdy pozadane jest uzyskanie wiekszego stopnia zageszczenia, czesc zageszczonego produktu ponownie wprowadza sie do obiegu przez przewód 31 i miesza sie ja z doprowadzanym produktem w przewodzie 12. Przez regulowanie ilosci pro¬ duktu, wprowadzanego ponownie do obiegu mozna regulowac stopien zageszczenia podawanego plynu, a tym samym zageszczenie produktu w wylotowym przewodzie 30.Zageszczony produkt w przewodzie wylotowym 30, moze posiadac przykladowo zawartosc stalych czesci w zakresie od 10% do 70%, podczas, gdy za¬ wartosc stalych czesci w podawanym materiale moze wynosic na przyklad od 5% do 55%. Jezeli zageszczony produkt, na przyklad jajko, musi byc utrzymywany w temperaturze pokojowej, korzyst¬ nie jest jesli przepuszcza sie go przez znana roz¬ pryskujaca suszarke 32. Pozwala to na wyprodu¬ kowanie w zasadzie suchego koncentratu jajecz¬ nego, nadajacego sie do dluzszego przechowywania przy minimalnych stratach jakosciowych.Jezeli zageszczony produkt ma byc przechowy¬ wany i sprzedawany w niskiej temperaturze, do¬ prowadza sie go do zamrazalnika 33, w którym do¬ konuje sie zamrozenia koncentratu. Spreparowane w ten sposób skladniki jajka nadaja sie do dluz¬ szego przechowywania przy nieznacznym ubytku jakosci.70 134 6 Korzystne jest, jesli w parowniku 13 przegrody 14 sa pafaldowane, tak aby zapewnic maksymalne wzburzenie plynu w ogrzewanej czesci drogi prze¬ plywu.Burzliwy przeplyw plynu zwieksza stopien wy¬ miany ciepla i nie dopuszcza do dluzszego kontak¬ tu poszczególnych jego czasteczek z ogrzewanymi powierzchniami przegród. Ten bardzo krótki okres zetkniecia sie plynu z ogrzewanymi przegrodami ma duze znaczenie, poniewaz plyny w rodzaju bialka jajek ulegaja termicznemu rozkladowi na¬ wet przy chwilowym ogrzaniu powyzej tempera¬ tury rozkladu. Podobnie szybkosc podawania i temperatura cieczy grzejnej musza byc regulowa¬ ne tak, aby zageszczony plyn nie przekroczyl swo¬ jej temperatury rozkladu.Rozklad przegród i uklad kanalów w odparowal- niku 13 umozliwia uzyskanie w ogrzewanej czesci A odparowalnika 13 wiekszego cisnienia plynu, niz cisnienie pary plynu na koncu ostatniego kanalu, dzieki czemu zapobiega sie wrzeniu cieczy w czes¬ ci ogrzewanej.Korzystnie jest gdy nadcisnienie w ogrzewanej czesci wynosi przynajmniej okolo 0,07 kG/cm2.W przeciwienstwie do dotychczas znanych odparo- walników ogrzewczo-rozpryskowych, w odparowal- niku uzywanym w sposobie wg wynalazku nie stosuje sie zaworu lub zwezonego otworu dla uzys¬ kania cisnienia w ogrzewanych kanalach, ponie¬ waz nieogrzewane kanaly 21 miedzy przegrodami zapewniaja stopniowy spadek cisnienia, co z kolei powoduje utrzymanie dostatecznego cisnienia wew¬ natrz ogrzewanych kanalów i umozliwia stopnio¬ we, ciagle odparowywanie plynu z produktu w ka¬ nalach nieogrzewanych. Dla zapewnienia ciaglego spadku cisnienia w nieogrzewanej czesci B odpa¬ rowalnika separator 25 musi byc utrzymywany w stanie prózni w stosunku do cisnienia, wystepu¬ jacego w ogrzewanej czesci A.Im wieksza jest róznica pomiedzy cisnieniem na koncu ostatniego ogrzewanego kanalu 16 a cisnie¬ niem w separatorze 25, tym intensywniejsze paro¬ wanie wystepuje w nieogrzewanych kanalach 19.Dlatego pozadane jest, aby cisnienie w separatorze bylo nizsze od cisnienia atmosferycznego.Nieogrzewana czesc B odparowalnika wykonana jest podobnie, jak ogrzewana czesc A, poniewaz ma takie same, rozmieszczone blisko siebie pofal¬ dowane przegrody 14. Tak samo, jak w czesci ogrzewanej i tu przeplyw plynu przez kanaly ma charakter bardzo burzliwy. Poniewaz ogrzana ciecz przechodzi przez nieogrzewana droge, cisnienie stale sie zmniejsza, powodujac gwaltowne parowa¬ nie. Utworzona para zwieksza objetosc materialu i jego wzburzenie, tworzac jednorodna mieszanine plynu i pary.W przypadku, gdy wystepuje róznica cisnien po¬ miedzy koncem nieogrzewanej czesci B a separa¬ torem, moze miec miejsce parowanie w przewodzie 24, laczacym odparowalnik 13 z separatorem 25, Burzliwy przeplyw mieszanki plynu i pary, sta¬ nowiacy wazna ceche sposobu wedlug wynalazku jest szczególnie korzystny, poniewaz z powodu wy¬ dzielania sie pary, plynna czesc mieszaniny staje sie coraz bardziej zageszczona i w wypadku takich produktów, jak zelatyna — bardzo kleista. W przy¬ padku przeplywu laminarnego, bardzo kleisty kon¬ centrat zanieczyszczalby odparowalnik, powodujac koniecznosc jego czestego czyszczenia i ubytki pro¬ duktu. 5 Dzieki ukladowi wedlug wynalazku, odstepy cza¬ su pomiedzy poszczególnymi operacjami czyszcze¬ nia odparowalnika, w którym odbywa sie obróbka podobnych produktów, sa znacznie dluzsze.Sposób wedlug wynalazku jest stosowany do za- io geszczania zelatyny od okolo 5% do 201°/^ calkowi¬ tej zawartosci stalych substancji, az do okolo 20% do 50% calkowitej zawartosci stalych substancji.W przypadku bialka jajka, które ma naturalna za¬ wartosc stalych substancji od 11,5% do 12,5%, ob- 15 róbka i transport przed przeprowadzaniem zagesz¬ czenia moga spowodowac znaczne odchylenia od tej granicy. Mozna wiec przyjac, ze bialko jajka moze byc zageszczone zgodnie z wynalazkiem od okolo 5% do 20% stalych substancji do okolo 20% 20 do 40% stalych substancji. Podobnie cale jajko (na¬ turalna wartosc 25*/o do 27% stalych substancji) mozna zagescic od 15% do 35% stalych substancji az do okolo 40% do 55% stalych substancji, a zólt¬ ko jajka (naturalna zawartosc stalych substancji 25 43% do 44%) — od 35% do 55% stalych substancji az do okolo 55% do 65%, a mozliwe jest az do 70% stalych substancji.Przyklad I. Oczyszczona nalezycie zelatyne 30 zageszczono sposobem wedlug wynalazku. Nie wy¬ kryto ubytku wiazacych wlasciwosci produktu i pomimo jego duzej kleistosci, nie zostaly zanie¬ czyszczone powierzchnie parownika. 39 50 Uzyskano nastepujace wyniki badania: schemat przegród 6—6—6P próznia w separatorze — mm Hg 660 temperatura wody — °C 115 40 predkosc podawania — hG/godz. 104,5 zageszczenie podawnego produktu — % stalych czesci 20 Nadcisnienie podawanego pro¬ duktu — kG/cm2 4,22 45 wielkosc wtórnego obiegu — kG/godz. 682 ilosc kondensatu — kG/godz. 45,4 ilosc produktu — kG/godz.. 59 zageszczenie produktu — % sta¬ lychczesci 35 temperatura produktu w separato¬ rze°C 52 lepkosc produktu przy 52°C — w centypuazach 12 000—15 000 55 Przyklad II. Cale plynne jajka zageszczono zgodnie z wynalazkiem, bez strat w jakosci pro¬ duktu i bez zanieczyszczenia parowalnika. Uzyska¬ no nastepujace wyniki badania: schemat przegród 4—4—4—3P eo próznia w separatorze — mm Hg 724 temperatura wrzacej wody —°C 61 predkosc podawania — hG/godz. 100 temperatura podawania 10 zageszczenie podawanego produk- 65 tu — % stalych czastek 2570134 8 nadcisnienie podawanego produk¬ tu —kG/cm* 4,93 wielkosc wtórnego obiegu — kG/godz. 1320 ilosc kondensatu — kG/godz. - 45,4 ilosc produktu — kG/godz. 54,5 zageszczenie produktu — °/o stalych czastek 46 temperatura produktu — w separa¬ torze°C 35 lepkosc produktu przy 35°C — w centypuazach 200 Przyklad III. Dokonano zageszczenia bialka jajek, w parowalniku przegrodowym podobnym do parowalnika zastosowanego w przykladzie II. Nie stwierdzono strat jakosci ani zanieczyszczenia.Charakterystyczne dane: schemat przegród próznia w separatorze — mm Hg temperatura wrzacej wody — °C predkosc podawania — kG/godz. temperatura podawania — °C zageszczenie podawanego produk¬ tu — % stalych czastek nadcisnienie podawanego produk¬ tu — kG/cm* wielkosc wtórnego obiegu — kG/godz. ilosc kondensatu — kG/godz. ilosc produktu — kG/godz. zageszczenie produktu — °/a stalych czastek temperatura produktu w separa¬ torze — °C lepkosc produktu przy 32°C — w centypuazach 4—4—4—3P 724 49 54,5 10 przybli¬ zeniu) (w 12 2,11 1820 34 20,5 33 32 50 Przyklad IV. Po przeprowadzeniu zageszcze¬ nia sposobem przedstawionym w przykladach II i III, przeprowadzono dodatkowo zamrazanie dla uzyskania mrozonego zageszczonego produktu ja¬ jecznego, jak nastepuje: Plynne cale jajka, bialka lub zóltka jajek uzys¬ kano ze stezonych jajek w zwykly sposób i po przecedzeniu w celu usuniecia pokruszonych lupi¬ nek, ochlodzono do temperatury —1 do +2°C w ty¬ powych stosowanych do tych celów wymiennikach ciepla.Ochlodzony produkt jajeczny przechowywano w zamknietych, higienicznych pojemnikach z nie¬ rdzewnej' stali.W tym samym dniu plynne cale jajka, bialka lub zóltka przetransportowano do zakladu produkcyj¬ nego, gdzie je zmieszano, dodajac na przyklad sa¬ charoze (cukier), stale czesci syropu zbozowego lub srodki emulgujace.Nastepnie przeprowadzono pasteryzacje produk¬ tu w temperaturze 61°C w ciagu trzech minut, w odpowiednich pasteryzatorach. Wychodzacy z pasteryzatora produkt o temperaturze 27 do 32°C podawano bezposrednio do parowalnika i zagesz¬ czono w warunkach przedstawionych w przykla¬ dach II i III. Po zageszczeniu, produkt dostarczono bezposrednio do urzadzenia chlodzacego, na przy¬ klad do wymiennika ciepla zgarniajacego powierz- 5 chniowo, w którym oziebiano go do temperatury ponizej —4°C, a najkorzystniej do temperatury od —12°C do —9°C. Nastepnie produkt pakowano do odpowiednich pojemników.Zapakowany produkt przechowywano w celu io stwardnienia przez 8 do 24 godzin w temperaturze —2°C, a nastepnie przechowywano w temperaturze —18°C. PL PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 15 20 1. Sposób wytwarzania zageszczonych produk¬ tów plynnych takich jak zelatyna, jajka, ekstrakty zbozowe, znamienny tym, ze przeprowadza sie plyn przez krete kanaly z predkoscia dostateczna dla nadania temu przeplywowi charakteru burzliwego, przy czym podczas przeplywu przez kanaly plyn ogrzewa sie i utrzymuje pod takim cisnieniem, aby nie dopuscic do jego wrzenia, po czym ogrzany plyn doprowadza sie do nieogrzewanych kanalów przeplywowych, o konstrukcji umozliwiajacej utrzymanie burzliwego przeplywu plynu, przy czym cisnienie zmniejsza sie ponizej cisnienia pary plynu, dla odparowywania produktu w sposób sto^ sunkowo stopniowy i ciagly w celu wytworzenia jednorodnej mieszaniny plynu i pary, po czym za¬ geszczony plyn i pare rozdziela sie w separatorze.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plynny produkt przeprowadza sie przez przegrodzo¬ ny parowalnik, przy czym tylko pierwsza czesc pa¬ rowalnika ogrzewa sie obiegiem cieczy grzejnej, która oddaje cieplo zageszczonemu plynowi.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera etap, w którym jednorodna mieszanke plynu i pary przeprowadza sie z parowalnika do separatora, gdzie utrzymuje sie cisnienie nizsze od cisnienia wystepujacego na koncu ogrzewanego ka¬ nalu przeplywowego, przy czym nie zachodzi na¬ tychmiastowe odparowywanie plynu w separa¬ torze.

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze w separatorze utrzymuje sie cisnienie nizsze od cisnienia atmosferycznego.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc zageszczonego plynu z separatora miesza sie ^ z plynem przeznaczonym do zageszczania, po czym mieszanine te przeprowadza sie ponownie przez cykl zageszczajacy, w celu uzyskania wiekszego stopnia zageszczenia produktu koncowego.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zageszcza sie plyny z grupy, zawierajacej zelatyne, plynne cale jajka, bialka jajek, zóltka jajek i eks¬ trakty zbozowe.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plyn zawierajacy skladniki jajka o zawartosci od 65 okolo 5% do okolo 559/o czesci stalych, przepuszcza 30 35 40 45 50 5570 134 9 sie przez krete kanaly, w których podgrzewa sie do temperatury, nie przekraczajacej okolo 64°C, przy czym dla zapobiezenia wrzeniu plynu, utrzy¬ muje sie jego nadcisnienie przynajmniej w wyso¬ kosci 0,07 kG/cm2, po czym ogrzany plyn przepro- 5 wadza sie do nieogrzewanego kanalu, w którym wystepuje burzliwy przeplyw i gdzie cisnienie zmniejsza sie, umozliwiajac stopniowe odparowy¬ wanie dla utworzenia jednorodnej mieszaniny ply¬ nu i pary, a nastepnie zageszczony plyn oddziela 10 10 sie od pary w separatorze, tworzac plynny koncen¬ trat jajeczny o zawartosci stalych czastek od okolo 20°/o do 70%.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera etap suszenia koncentratu jajecznego.

9. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zawiera etap zamrazania koncentratu jajecznego w temperaturze ponizej —3°C.KI. 53k.6 70 134 MKP A231 1/00 /f- //A & J?4 RSW Zakl. Gral". W-wa, zam. 40-74. nakl. 95 }-20 egz. Oena 10 zl PL PL