RU2053691C1

RU2053691C1 - Potato beverage concentrate production line

Info

Publication number: RU2053691C1
Application number: RU9393033720A
Authority: RU
Inventors: А.А. Труханов; Г.В. Винчель; М.Ю. Морозов; Ю.С. Никонов; С.В. Ежов; М.Ш. Эрделевский
Original assignee: Конструкторское бюро транспортного машиностроения
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 1996-02-10

Abstract

FIELD: reprocessing of agricultural products. SUBSTANCE: beverage production line has grater 1, heat-exchanger 3, cooking apparatus 8 formed as steam separator, converter defined by bioreactor 16, filler metering device 25 communicated with filtering unit, which is connected with sterilizing unit 31 through vacuum-boiling device 29, with parts of line being connected in series. Potato minced by grater 1 is delivered into steam separator 8, then into static mixers 11 and 12, where ferment from metering device 15 is supplied. The potato mass is conducted through bioreactor 16 and converted mass is supplied into metering device 25, where filler is added into mass. Mass obtained is passed through filtering and vacuum-boiling devices 27 and 29 and delivered into sterilizing unit 31. EFFECT: increased efficiency by continuous process and provision for obtaining concentrate for preparing a wide range of alcohol- free beverages. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к переработке сельскохозяйственных продуктов и предназначено для получения концентрата напитка из свежего картофеля. Изобретение может найти применение в производстве различного рода безалкогольных напитков и товарных сиропов на основе картофеля. The invention relates to the processing of agricultural products and is intended to obtain a beverage concentrate from fresh potatoes. The invention may find application in the production of various kinds of soft drinks and marketable potato-based syrups.

Как показывает практика, основными видами сырья для производства безалкогольных напитков являются хлебные, плодово-ягодные и цитрусовые, на базе которых выпускается соответственно 30, 25 и 30% продукции, а из других видов сырья, в том числе и из картофеля 15%
Известны линии по производству концентрата напитка из картофеля.As practice shows, the main types of raw materials for the production of soft drinks are bread, fruit and citrus fruits, on the basis of which 30, 25 and 30% of products are produced, respectively, and from other types of raw materials, including potatoes, 15%
Known lines for the production of beverage concentrate from potatoes.

Указанная линия содержит последовательно связанные между собой варочный аппарат, отделитель пара, смеситель, соединенный с узлом подачи фермента, осахариватель, фильтровальную установку, вакуумно-выпарную установку, узел стерилизации и хранилище. The specified line contains a cooking apparatus, a steam separator, a mixer connected to the enzyme supply unit, a saccharifier, a filter unit, a vacuum evaporator unit, a sterilization unit and a storage unit, connected in series with each other.

Эта линия работает дискретно, что обуславливается конструкцией входящих в линию узлов, функционирующих дискретно. This line works discretely, which is caused by the design of the nodes included in the line that operate discretely.

В известной линии смеситель выполнен в виде чана с мешалкой, который периодически заполняется продуктом и также периодически выдает его, узел подачи фермента представляет собой емкость с раздаточным ковшом, поэтому и фермент выдается отдельными порциями, и зависит от смесителя, работающего дискретно. In a known line, the mixer is made in the form of a vat with a mixer, which is periodically filled with the product and also periodically dispenses it, the enzyme supply unit is a container with a transfer bucket, therefore the enzyme is dispensed in separate portions, and depends on the mixer working discretely.

В известной линии по технологии приготовления напитка в варочный аппарат продукт поступает непосредственно из участка подготовки картофельной массы. Последняя может иметь различную температуру и, поступая в варочный аппарат, где поддерживается постоянный температурный режим, эта масса должна либо доводиться до этого режима, либо снижать свою температуру для последующей варки при постоянной температуре. In a known line for the technology of preparation of a beverage, the product enters the cooker directly from the preparation section of the potato mass. The latter can have a different temperature and, entering the cooking apparatus, where a constant temperature regime is maintained, this mass must either be brought to this regime or lower its temperature for subsequent cooking at a constant temperature.

Это обстоятельство влияет на непрерывность протекания процесса, поскольку картофельная масса поступает в варочный аппарат не подготовленная по температурным параметрам. Кроме того, в этой линии сетка пресс-фильтра фильтровальной установки после каждого цикла забивается жмыхом продукта и требуется очистка, что также сказывается на непрерывности процесса. This fact affects the continuity of the process, since the potato mass enters the cooking apparatus is not prepared according to temperature parameters. In addition, in this line, the filter screen of the filter unit after each cycle is clogged with cake and requires cleaning, which also affects the continuity of the process.

Выполнение в известной конструкции узла стерилизации аналогично узлу подачи фермента, т. е. в виде емкости с раздаточным ковшом, также вызвано дискретной работой всей линии. The implementation in a known design of the sterilization unit is similar to the enzyme supply unit, i.e., in the form of a container with a transfer bucket, also caused by discrete operation of the entire line.

Таким образом в новой линии технической задачей является осуществление непрерывности технологического процесса. Кроме того, открылась возможность полнее использовать сухие вещества картофеля при переработке его из картофелепродуктов, поскольку для производства концентрата, который является основой каждого напитка, может быть использован не только свежий картофель, но и нестандартный доброкачественный картофель, доброкачественные отходы, получаемые при производстве картофеля. Thus, in the new line, the technical challenge is to ensure the continuity of the process. In addition, the opportunity was opened to make better use of the dry matter of potato when processing it from potato products, since not only fresh potatoes, but also non-standard benign potatoes, benign waste obtained from the production of potatoes can be used to produce concentrate, which is the basis of each drink.

Для реализации предложено конструктивное выполнение, где смеситель образован по крайней мере двумя статическими смесителями и расположенным между ними теплообменником, узел подачи фермента выполнен в виде блока дозировки фермента, линия снабжена дополнительным теплообменником и дозатором наполнителя, причем первый установлен перед варочным аппаратом, другой перед фильтровальной установкой, а сам варочный аппарат снабжен контактной головкой. For implementation, a structural embodiment is proposed, where the mixer is formed by at least two static mixers and a heat exchanger located between them, the enzyme supply unit is made in the form of an enzyme dosage unit, the line is equipped with an additional heat exchanger and a filler dispenser, the first installed in front of the cooking apparatus, the other in front of the filter unit , and the cooker itself is equipped with a contact head.

В свою очередь статические смесители связаны соответственно с паросепаратором и осахаривателем, а блок дозировки фермента соединен с обоими статическими смесителями с подачей в первый из них не более 3-4% фермента, во второй все остальное. In turn, static mixers are connected respectively with a steam separator and a saccharifier, and the enzyme dosage unit is connected to both static mixers with no more than 3-4% of the enzyme supplied to the first one, and everything else to the second.

Таким образом, подача вначале небольшой порции фермента в статический смеситель позволяет улучшить протекание картофельной массы. Это в свою очередь благотворно сказывается на непрерывности протекания процесса и только потом, в уже подготовленный по температурным параметрам продукт, прошедший теплообменник, добавляется остальная часть фермента через блок дозировки, осуществляющий постоянную его подачу требуемым количеством. Thus, the first supply of a small portion of the enzyme to a static mixer can improve the flow of potato mass. This, in turn, has a beneficial effect on the continuity of the process and only then, in the product that has already been prepared according to the temperature parameters and passed through the heat exchanger, the rest of the enzyme is added through the dosing unit, which constantly supplies it with the required amount.

Выполнение смесителя в виде статического смесителя позволяет осуществлять перемешивание картофельной массы непрерывно в процессе ее перемещения, что также является важным фактором, влияющим на непрерывность протекания процесса. The implementation of the mixer in the form of a static mixer allows you to mix the potato mass continuously during its movement, which is also an important factor affecting the continuity of the process.

В предложенной линии отделитель пара выполнен в виде паросепаратора, а между осахаривателем и расположенным за ним теплообменником размещена промежуточная емкость, с которой осахариватель связан по крайне мере тремя трубопроводами, имеющими разный уровень по высоте. In the proposed line, the steam separator is made in the form of a steam separator, and an intermediate tank is placed between the saccharifier and the heat exchanger located behind it, with which the saccharifier is connected by at least three pipelines with different heights.

Такая особенность позволяет производить осахаривание продукта в течение разного количества времени и зависимости от исходного качества самого продукта и, тем самым, не происходит задержки в технологическом процессе предлагаемой линии. This feature allows saccharification of the product for a different amount of time and depending on the initial quality of the product itself and, thus, there is no delay in the technological process of the proposed line.

Расположенный перед варочным аппаратом теплообменник связан с вспомогательным трубопроводом с паросепаратором для отбора вторичного пара, что позволяет экономить энергоресурсы. The heat exchanger located in front of the cooking appliance is connected to the auxiliary pipe with a steam separator for collecting secondary steam, which saves energy.

На чертеже в схематичном виде представлена линия производства концентрата напитка из картофеля. The drawing is a schematic view of a line for the production of a beverage concentrate from potatoes.

Линия содержит последовательно расположенные и связанные между собой ряд узлов и агрегатов. Это участок подготовки картофельной массы, который представляет собой терку 1 для измельчения продукта. С ней связан источник воды (не показан), а сама терка трубопроводом 2 соединена с дополнительным теплообменником 3. Последний трубопроводом 4 соединен с контактной головкой 5 варочного аппарата 6, который посредством трубопровода 7 соединен с отделителем пара, выполненным в виде паросепаратора 8. The line contains sequentially located and interconnected series of units and assemblies. This is a preparation area for potato mass, which is grater 1 for grinding the product. A water source (not shown) is connected to it, and the grater itself is connected by a pipe 2 to an additional heat exchanger 3. The latter is connected by a pipe 4 to the contact head 5 of the cooking apparatus 6, which is connected via a pipe 7 to a steam separator made in the form of a steam separator 8.

Для отбора вторичного пара теплообменник 3 связан трубопроводом 9 с паросепаратором. В свою очередь паросепаратор трубопроводом 10 соединен со смесителем, который образован по крайней мере двумя статическими смесителями 11 и 12 и расположенным между ними теплообменником 13. Оба статических смесителя трубопроводом 14 связаны с узлом подачи фермента, выполненным в виде блока 15 дозировки фермента. За статическим смесителем 12 располагается осахариватель в виде биореактора 16 и смеситель 12 связан с ним трубопроводом 17. Биореактор по крайней мере тремя трубопроводами 18, 19 и 20, имеющими разный уровень по высоте, соединен с промежуточной емкостью 21. For the selection of secondary steam, the heat exchanger 3 is connected by a pipe 9 with a steam separator. In turn, the steam separator is connected by a pipe 10 to a mixer, which is formed by at least two static mixers 11 and 12 and a heat exchanger located between them. Both static mixers are connected by a pipe 14 to the enzyme supply unit made in the form of an enzyme dosage unit 15. Behind the static mixer 12 is a saccharifier in the form of a bioreactor 16 and the mixer 12 is connected to it by a pipe 17. The bioreactor with at least three pipelines 18, 19 and 20, having different levels in height, is connected to an intermediate tank 21.

Емкость 21 трубопроводом 22 через теплообменник 23 и трубопровод 24 связана с дозатором 25 наполнителя. Последний трубопроводом 26 соединен с фильтровальной установкой 27 вакуумного типа, а она связана трубопроводом 28 с вакуумно-выпарной установкой 29. За ней располагается соединенный с ней трубопроводом 30 узел стерилизации. Последний выполнен в виде блока 31 стерилизации. The tank 21 by the pipe 22 through the heat exchanger 23 and the pipe 24 is connected with the dispenser 25 of the filler. The latter is connected by a pipe 26 to a vacuum-type filter unit 27, and it is connected by a pipe 28 to a vacuum evaporator 29. Behind it is a sterilization unit connected to it by a pipe 30. The latter is made in the form of a sterilization unit 31.

В частном случае блок стерилизации может включать в себя емкость, дозировочный насос для подачи молочной кислоты, теплообменник и регулировочную арматуру. In a particular case, the sterilization unit may include a container, a metering pump for feeding lactic acid, a heat exchanger and control valves.

Блок 31 стерилизации связан трубопроводом 32 с хранилищем 33. Одновременно в линии предусмотрен являющейся частью вакуумно-выпарной установки 29 конденсатор 34, с входным отверстием которого теплообменник 3 соединен трубопроводом 35, а с его выходным отверстием трубопроводом 36 соединена вакуумно-выпарная установка. В состав вакуумно-выпарной установки входит инжектор 37 и паросепаратор 38. The sterilization unit 31 is connected by a pipe 32 to the storage 33. At the same time, a condenser 34 is provided in the line, which is part of the vacuum evaporator 29, with the inlet of which the heat exchanger 3 is connected by a pipe 35, and a vacuum evaporator is connected with its outlet by a pipe 36. The composition of the vacuum evaporator includes an injector 37 and a steam separator 38.

Теплообменник 23 и блок стерилизации 31 трубопроводами 39 и 40 соединены со сборником 41 конденсации пара. Паросепаратор 38 соединен трубопроводом 42 с конденсатором 34. The heat exchanger 23 and the sterilization unit 31 are connected by pipelines 39 and 40 to the steam condensation collector 41. The steam separator 38 is connected by a pipe 42 with a condenser 34.

Линия работает следующим образом. The line works as follows.

Исходное картофельное сырье поступает в терку 1, куда подается и вода. Измельченная картофельная масса по трубопроводу 2 поступает в теплообменник 3, где нагревается до температуры заданного диапазона. Требуемая температура в этом теплообменнике поддерживается регулируемой подачей вторичного пара, поступаемого из паросепаратора 8 по трубопроводу 9. Из теплообменника 3 предварительно подогретая масса направляется по трубопроводу 4 в контактную головку 5, где она пронизывается острым паром и в таком виде поступает в варочный аппарат 6 и там выдерживается требуемое время. Из варочного аппарата по трубопроводу 7 картофельная масса подается в паросепаратор 8, где происходит активное отделение пара из разваренной массы и охлаждение ее. Далее дозировочным насосом (не показан) картофельная масса подается в статический смеситель 11, куда в целях предотвращения ее загустения добавляется небольшое количество фермента 3-4% приготовленного в блоке 15 дозировки фермента. После этого частично проферментированная масса поступает в теплообменник 13, где ее температура снижается до уровня наиболее эффективной работы фермента, а потом направляется в статический смеситель 12, куда в нее добавляется из того же блока 15 оставшаяся часть фермента. Потом картофельная масса поступает в биореактор 16, где выдерживается при определенной температуре и где происходит расщепление крахмала на простые сахара. Осахаренная масса в зависимости от степени ее готовности в биореакторе по одному из трубопроводов 18, 19 или 20 поступает в промежуточную емкость 21. Из нее по трубопроводу 22 через теплообменник 23, где масса нагревается для инактивации фермента, она поступает в дозатор 25. Здесь в нее добавляют целлюлозу, выполняющую функцию наполнителя. Из дозатора масса по трубопроводу 26 направляется в фильтровальную установку 27, после чего полученный фильтрат поступает в вакуумно-выпарную установку 29. Здесь при щадящих режимах происходит удаление лишней влаги, после чего упаренная масса направляется по трубопроводу 30 в блок стерилизации 31, где осуществляется консервация стабилизатором молочной кислотой и термообработка. Полностью готовый концентрат по трубопроводу 32 подается в хранилище 33, откуда поступает к потребителю. The raw potato feed goes to grater 1, where water is also supplied. The crushed potato mass through the pipe 2 enters the heat exchanger 3, where it is heated to a temperature of a given range. The required temperature in this heat exchanger is supported by a controlled supply of secondary steam coming from the steam separator 8 through the pipe 9. From the heat exchanger 3, the preheated mass is sent through the pipe 4 to the contact head 5, where it is penetrated by sharp steam and in this form enters the cooker 6 and there the required time is maintained. From the cooking apparatus through the pipeline 7, the potato mass is fed to the steam separator 8, where the steam is actively separated from the boiled mass and cooled. Next, with a dosing pump (not shown), the potato mass is fed into a static mixer 11, where, in order to prevent its thickening, a small amount of the enzyme is added 3-4% of the enzyme dosage prepared in block 15. After this, the partially-fermented mass enters the heat exchanger 13, where its temperature decreases to the level of the most efficient enzyme operation, and then goes to the static mixer 12, where the rest of the enzyme is added to it from the same block 15. Then the potato mass enters the bioreactor 16, where it is aged at a certain temperature and where the starch is broken down into simple sugars. Sugared mass, depending on the degree of its readiness in the bioreactor through one of the pipelines 18, 19 or 20, enters into the intermediate tank 21. From it through the pipeline 22 through the heat exchanger 23, where the mass is heated to inactivate the enzyme, it enters the dispenser 25. Here it cellulose acting as a filler is added. From the batcher, the mass is sent through a pipe 26 to a filter unit 27, after which the filtrate is delivered to a vacuum evaporation unit 29. Here, under gentle conditions, excess moisture is removed, after which the stripped off mass is sent through a pipe 30 to a sterilization unit 31, where the stabilizer is preserved lactic acid and heat treatment. A fully finished concentrate is piped through 32 to a storage 33, from where it enters the consumer.

В данной линии предусмотрена возможность по использованию отработанного пара. Пар после теплообменника 3 и паросепараторов 8 и 38 по трубопроводам соответственно 35 и 42 поступает в конденсатор 34, после чего направляется на технические нужды. В свою очередь отработанный пар из блока стерилизации 31 и теплообменника 23 собирается в сборнике 41 конденсации пара, откуда конденсат может быть направлен также потребителю. This line provides for the possibility of using exhaust steam. The steam after the heat exchanger 3 and the steam separators 8 and 38 through the pipelines 35 and 42, respectively, enters the condenser 34, after which it is sent for technical needs. In turn, the spent steam from the sterilization unit 31 and the heat exchanger 23 is collected in a steam condensation collector 41, from where the condensate can also be sent to the consumer.

Таким образом из сравнительно недорогого продукта свежего сортового картофеля и доброкачественных отходов посредством предложенной линии можно получить концентрат для приготовления большой гаммы безалкогольных напитков. Thus, from the relatively inexpensive product of fresh varietal potatoes and benign waste, by means of the proposed line, it is possible to obtain a concentrate for the preparation of a wide range of soft drinks.

Claims

1. PRODUCTION LINE FOR POTATO DRINK CONCENTRATE, comprising a cooking apparatus, a steam separator, a mixer connected to an enzyme supply unit, a saccharifier, a filter and vacuum-evaporator unit, a sterilization unit and a storage unit, characterized in that the mixer is formed at least with two statistical mixers and a heat exchanger located between them, the sterilization and supply units of the enzyme are respectively made in the form of a sterilization unit and an enzyme dosage unit, line is provided with a float, an additional heat exchanger and the dispenser filler, and wherein the grater further heat exchanger mounted to the cooker, provided with a contact head, and the filler spout - before installing the filter.

2. The line according to claim 1, characterized in that the steam separator is made in the form of a steam separator.

3. The line according to claim 1, characterized in that the static mixers are connected respectively with a steam separator and a saccharifier, and the enzyme dosage unit is connected to both static mixers with no more than 3-4% of the enzyme supplied to the first one, and everything else to the second.

4. The line according to claim 1, characterized in that between the saccharifier and the heat exchanger located behind it, an intermediate tank is placed with which the saccharifier is connected by at least three pipelines having different levels in height.

5. The line according to claim 1, characterized in that the additional heat exchanger located in front of the cooking apparatus is connected to a steam separator for collecting secondary steam.