RU2060011C1 - Способ приготовления варенья - Google Patents

Abstract

Использование: в консервной промышленности. Сущность изобретения: целые плоды обрабатывают потоком сверхкритической закиси азота и насыщают сахаром в процессе варки в сиропе при температуре ниже температуры кипения клеточного сока в поле колебаний давления акустических частот, создаваемых путем барботирования в сироп и конденсации в нем сверхзвукового закрученного потока сокового или водяного пара. 1 з. п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к технологии консервной промышленности и может быть использовано при варке варенья или целых плодов.

Известен способ варки варенья, включающий тепловую обработку целых плодов путем их бланширования в воде и их насыщение сахаром в процессе варки в сиропе при температуре ниже температуры кипения клеточного сока в поле колебаний давления, создаваемых периодическим охлаждением с одновременным вакуумированием (Рогачев В.И. Разработка теоретических основ ускоренных способов варки варенья. В сб. "Труды ВНИИКП", вып. I. М. Пищепромиздат, 1951, с. 63-110).

Недостатками этого способа являются длительность технологического процесса из-за низкой скорости диффузии сахара в плоды и деформация плодов при длительных высокоамплитудных низкочастотных перепадах давления.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ варки варенья, включающий тепловую обработку целых плодов путем бланширования в воде и их насыщения сахаром в процессе варки в сиропе при температуре ниже температуры кипения клеточного сока в поле колебаний давления акустических частот, создаваемом внешним ультразвуковым излучателем (Кисленко И.И. Рогачев В. И. Брумштейн В.Д. Исследования влияния акустических колебаний на процесс насыщения плодов сахаром. В сб. "Труды ВНИИКОП", вып. XVIII, М. Пищевая промышленность, 1973, с. 3-27).

Этот способ в отличие от предыдущего позволяет исключить деформацию плодов, но недостаточно ускоряет процесс насыщения плодов сахаром из-за низкой скорости диффузии при малом количестве открытых пор и обладает высокой энергоемкостью из-за значительной диссипации ультразвука при внешнем вводе в гетерогенную систему.

Задачей изобретения является интенсификация процесса насыщения плодов сахаром и снижение энергоемкости.

Поставленная задача решается тем, что в способе варки варенья, включающем тепловую обработку целых плодов и их насыщение сахаром в процессе варки при температуре ниже температуры кипения клеточного сока в поле колебаний давления акустических частот, согласно изобретению термическую обработку плодов осуществляют потоком закиси азота при температуре и давлении выше критических, а колебания давления создают путем барботирования в сироп предпочтительно при пульсирующем режиме подачи и конденсации в нем водяных или соковых паров, подаваемых в виде закрученных сверхзвуковых потоков.

Это позволяет ускорить процесс диффузии сахара в плоды на счет увеличения количества открытых пор в процессе тепловой обработки и увеличения равномерности ультразвуковой обработки, а также снизить энергоемкость за счет уменьшения диссипации ультразвуковых колебаний, генерируемых непосредственно в варочном объеме с достаточной степенью равномерности.

Способ реализуется следующим образом.

Целые плоды после инспекции и мойки загружают в емкость и обрабатывают потоком закиси азота при температуре и давлении выше критических. В результате независимо от выбора параметров температуры и давления закиси азота в указанном интервале с поверхности плодов экстрагируется слой эпифитных кутикулярных воскоподобных веществ, имеющих гидрофобные свойства, что увеличивает количество открытых пор в плодах. Далее в емкость подают сахарный сироп необходимой для насыщения плодов сахаром концентрации при температуре ниже температуры кипения клеточного сока плодов перерабатываемого сорта для исключения разрыва клеточных оболочек в результате его вскипания, вытекания сока и деформации плодов. Температуру в этом интервале поддерживают постоянно в процессе варки. Одновременно в варочный объем барботируют предпочтительно при пульсирующем режиме подачи соковый пар или водяной пар, подаваемый в виде сверхзвукового закрученного потока. На выходе из подающих каналов происходит турбулентный срыв потоков пара, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой, особенно интенсивный при пульсирующей подаче пара на барботирование. Сверхзвуковой закрученный поток пара имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения с ультразвуковой частотой до дробления потока пара на отдельные пузырьки, всплывающие в варочном объеме под действием сил инерции и архимедовой силы выталкивания и при противодействии сил вязкого трения. В таких условиях в варенье возникают спутные потоки, а в пузырьках пара тороидальные потоки и пульсации объема. В результате при интенсивном обновлении поверхности контакта фаз за счет теплообменника с вареньем пузырьки пара охлаждаются и конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Конденсация соковых паров гарантирована термостатированием варенья при температуре ниже температуры их кипения. Водяные пары имеют температуру кипения заведомо ниже температуры кипения соковых паров из-за отсутствия в них растворенных примесей, поэтому также конденсируются в варочном объеме. Скорость и траектория всплытия пузырьков пара в варочном объеме различны вследствие его гетерогенности, поэтому эпицентры распространения ударных волн поля ультразвуковых колебаний возникают в варенье в различных зонах и распределяются по объему случайным образом, что позволяет сделать вывод об их достаточно равномерном распределении по объему варенья с определенной степенью точности. Генерирование ультразвуковых колебаний непосредственно в варочном объеме исключает их диссипацию в передающих элементах варочного котла и исключает интерференционное гашение при нестационарном характере возникновения и распространения волн. Это позволяет сделать вывод, что по сравнению с прототипом КПД внешнего энерговвода в предлагаемом способе будет значительно выше. Перемешивание варенья в процессе варки подаваемым паром позволяет достичь более высокой равномерности концентрации сахара по объему. В этом случае процесс диффузии следует рассматривать при граничных условиях первого рода, то есть при равномерной по объему сиропа концентрации сахара, когда критерий Био стремится к бесконечности. В этом случае, учитывая, что в процессе тепловой обработки увеличено количество открытых пор плодов, интенсифицирующее действие ультразвуковых колебаний на процесс диффузии сахара в плоды будет значительно выше, что в итоге многократно ускоряет процесс пропитки плодов сахарным сиропом.

П р и м е р 1. Яблоки сорта Айдаред обрабатывают закисью азота при температуре 75^оС и давлении 10 МПа в течение 3,5 мин, а затем варят в 60%-ном сахарном сиропе при температуре 98^оС, барботируя в непрерывном режиме подачи 60 г/л·мин закрученный сверхзвуковой поток сокового пара тех же яблок при полной конденсации паров в варочном объеме. Варенье по качеству соответствует стандарту через 35 мин варки. Удельные энергозатраты снижены по сравнению с прототипом в 3,1 раза.

П р и м е р 2. Айву сорта Турунгунская после инспекции и мойки обрабатывают закисью азота при температуре 110^оС и давлении 8,5 МПа в течение 3 мин, а затем варят в 50%-ном сахарном сиропе при температуре 93^оС, барботируя в пульсирующем режиме с частотой пульсаций 70 Гц 18 г/л·мин водяного пара с его полной конденсацией в варочном объеме при сверхзвуковой скорости истечения и закрученной структуре потока. Варенье по качеству соответствует стандарту через 50 мин варки. Удельные энергозатраты снижены в 2,5 раза.

П р и м е р 3. Дикорастущие абрикосы после инспекции и мойки обрабатывают закисью азота при температуре 57^оС и давлении 9 МПа в течение 5,5 мин, а затем варят в 45%-ном сахарном сиропе при температуре 99^оС и барботировании в непрерывном режиме 10 г/л·мин водяного пара в виде сверхзвукового закрученного потока при его полной конденсации в варочном объеме. Варенье соответствует стандарту через 31 мин варки. Удельные энергозатраты снижены в 3,9 раза.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать диффузию в плоды сахара и сократить удельные энергозатраты.

Claims (2)

1. Способ приготовления варенья, заключающийся в тепловой обработке целых плодов и их варке в сиропе для насыщения сахаром при температуре ниже температуры кипения клеточного сока в поле колебаний давления акустических частот, отличающийся тем, что тепловую обработку плодов осуществляют потоком закиси азота при температуре и давлении выше критических, а колебания давления создают путем барботирования в сироп и конденсации в нем водных или соковых паров, подаваемых в виде закрученных сверхзвуковых потоков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу паров на барботирование осуществляют в пульсирующем режиме.