SU1576125A1 - Способ переработки плодового, годного и овощного сырь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам переработки пищевого сырь  и получени  порошков. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей способа за счет одновременного получени  растворимого и нерастворимого порошков. Сок и выжимки контактируют с гидратообразующим агентом, например хладоном Р-12, и образуют газогидраты. Газогидраты в соке кристаллизуют при параметрах газогидратной эвтектики и эвтектической концентрации сока 60-70% с отделением кристаллов сухих веществ, отдел   их от агента и вывод  в виде растворимого порошка. Влагу выжимок кристаллизуют в лед, а затем в газогидраты, выжимки измельчают с газогидратами, которые затем плав т, а от выжимок повторно отжимают сок. Затем выжимки сушат подогретым хладоном с последующим переводом вод ных паров в газогидраты. Выжимки вывод т в виде нерастворимого порошка. Использование способа позвол ет получить из сырь  два продукта - растворимый и нерастворимый порошки, снизить расход электроэнергии в 50 - 60 раз, осуществить процесс переработки в непрерывном режиме и с большей производительностью, существенно уменьшить продолжительность сушки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к пищевой промышленности, в частности к получению пищевых растворимых и нерастворимых порошков из плодового5  годного и овощного сырь .

Растворимые порошки приготавливаютс  из соков этого сырь , а нерастворимые - из их выжимок.

Растворимые порошки могут быть использованы дл  воспроизводства сока и напитков после хранени , а нерастворимые порошки - в кондитерской промышленности . В качестве сырь  примен ютс   блоки, груши, виноград, апельсины , клубника, свекла, картофель, помидоры, огурцы и другие фрукты,  годы и овощи.

Изобретение может быть использовано дл  получени  растворимых порошков и из пищевых жидкостей - экстрактов кофе и ча , вина, пива, молока и др., и из других пищевых продуктов - м са, рыбы н др. например порошка из экстракта м сного сока, кормовой рыбной муки. Изобретение может быть использовано и дл  переработки растительного сырь , используемого в животноводстве (зеленой массы кукурузы, люцерны , хлореллы и др.К дл  получени  растворимых и нерастворимых по- рошков из силосной Maccbis приго,тщых дл  длительного хранени  ч употреблени  в качестве витаминизированных добавок на корм скоту.

Сырье, пригодное дл  переработки по предлагаемому способу, имеет мэха- ническое и термодинамическое ограничени . Согласно первому ограничению это сырье должно быть без твердой скорлупы (например, арбузы, дыни), вычищенное и отмытое от гр зи, отделенное от гнили. Косточковое сырье должно быть также отделено от кос го- чек (например, вишни). Дл  семечкового сырь  подход дво кий - то сырье, присутствие семечек из которого допустимо в нерастворимом порошке (чб- локи, помидоры, огурцы), используетс  в процессе сразу после мойки и отделени  от гнили, сырье, присутствие семечек из которого нежелательно в нерастворимом порошке (арбузы), используетс  в процессе после отделени  последних.

Согласно второму ограничению под- ходит только то сырье, cok из которого представл ет эвтектикообразующий раствор, т.е. имеет криоскопическую кривую (кривую замерзани ) в диаграмме температура - концентраци  и одну

либо несколько эвтектических точек. Охлаждение такого раствора приводит к выпадению кристаллов льда и концентрированию сухих вещестз в концентрате сока.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей способа за счет одновременного получени  растворимого и нерастворимого

ПОРОШКОВ.

На фиг.1 приведена диаграмма температура -концентраци  дл   блочного сока, на которой изображены криоско- пические кривые льдо-и гидратообразо- вани  хладона R-12 (CFjCl); на фиг.2 - кривые льдообразовани  дл  различного пищевого сырь ; на фиг.3 - схема установки дл  получени  из сока растворимого порошкч, например ич  блочного сока; на фиг.4 - лини  переработки выжимок дл  производства нерастворимо о порошка из, например,  блочных выжимок.

0 5 0 5

Q

5

Q

с

Физические основы способа.

Сухое вещество  блочного сока состоит , в основном, из фруктозы (62,5%), сахарозы (20%) и декстрозы (l7,5%). Согласно фиг.5 лини  1 - криоскопи- ческан крива  при льдообразовании,

2- крива  растворимости. Эвтектическа  точка А при льдообразовании имеет координаты 66,6 мас,% сухих веществ , 248 К.

Параметры точки А  блочного сока (разные сорта) лежат в температурном интервале 250-248 К и в интервале концентраций 67-70%. Замораживание  блочнтго сока при координатах эвтектики (точка А) привод т к выпадению кристаллов льда и кристаллов сухих веществ, Дозвтектические кривые льдообразовани  различного пищевого сырь  показаны на фиг.2, где лини  1 - сок черной смородины, 2 - клубничный сок,3-  блочный сок, 4 - экстракт кофе, 5 - сахар, 6 - желатин, 7 -  йца,

8 - крахмал.

Перевод воды из насыщенного раствора в гаэогидраты, например хладон R-12, повышает температуру кривой 1 эквидистантно вверх до кривой 3. При охлаждении раствора в среде с хладо- ном R-12 ниже кривой 3 выпадают кристаллы газогидрата (его состав 14,8 моль воды/моль R-12 в точке Э), а система состоит помимо газогидратов еще из насыщенного раствора и газообразного или жидкого агента.

Точка Э называетс  точкой газогид- ргтной эвтектики, ее координаты (фиг.) концентраци  69,2% сухих веществ , температура 257,5 К. Точка Э лежит на кривой упругости хладона R-12 при температуре 257,5 К. Давление этой точки 178 кПа. Точка Э - инвариантна , имеет нулевую степень свободы, т.е. она существует при строго определенных концентрации, давлении и температуре. Кристаллизаци   блочного сока при параметрах газогидратной эвтектики ведетс  в услови х существовани  5-фазной системы - кристаллов газогидратов и кристаллов сухих веществ, раствора эвтектической концентрациии, жидкого и газообразного хладона R-12.

При контактном кипении холодильного агента в растворе эвтектической концентрации кристаллы льда { или кристаллы газогидратов, если холодильный агент - гидратообразовагель) и

515

кристаллы растворенного вещества рас- тут отдельно, причем эти две твердые фазы могут быть разделены в насыщенном растворе, например, отстаиванием вследствие разности плотностей. Дл  случа , например,  блочного сока имеетс  следующее распределение плотностей , кристаллы газогидрата хладона R-I2 1080, кристаллы сухих веществ  блочного сока 21 00, концентрат  блочного сока (63,7% сухих веществ ) при 254,55 К 1295.

Выжимки пищевого сырь , например  блок, после первоначального измель- чени , прессовани  и отвода отжатого сока содержат еще заметное количество остаточной влаги. Опыты, проведенные с выжимками  блок и моркови, показали , что после замораживани  этих вы- жимок (с переводом жидкости в лед), перетирани  со льдом, их размораживани  и повторного отжима возможно получить дополнительно до 10% сока дл   блок и до 20% сока дл  моркови и тем уменьшить энергозатраты на последующую сушку. Дополнительный эффект дает перевод льда в газогидраты (дл  этого выжимки необходимо контактировать с кип щим хладоном при темпера- туре льдообразовани , но давлении гид- ратообразовани )s поскольку плавление газогидрата в области газообразного агента приводит к выделению газа. Газогидраты , плав сь внутри клетки, рвут ее оболочку выдел ющимс  газом и тем самым, создают услови  дл  дополнительного выделени  сока.

Выжимки после повторного прессовани  сушат парами хладона R-12, пред- варительно подсушенными от вод ных паров (например, сжатием - с повышением давлени  влагосодержание газа понижаетс ). При сушке выжимок при температуре, например, 303 К парци- альное давление насыщени  вод ных паров составл ет 4,24 кПа. При гидра- тообразовании при 278 К парциальное давление вод ных паров 0,87 кПа. Та- ким образом, вод ные пары, выдел ющи- ес  при сушке под давлением 4S24 кПа, перетекают в зону пониженного давлени  0,87 кПа - в зону гидратообразова ни  этих же вод ных паров. Другими словами, производитс  отсос вод ных паров (в среде другого газа - хладона R-12 они ведут себ  согласно закону Дальтона независимо) путем их гид- ратообразовани  в другом месте.

Q

; 0 5

5

0 5

256

В линии переработки выжимок, в которой в непрерывном режиме производитс  последовательность операций с разными давлени ми (от вакуума до 600 кПа), используетс  эффект газозатвора . Выжимки переталкиваютс  из одного аппарата в другой шнеком, зона прессорани  выжимок которого служит барьером от выравнивани  давлений в этих аппаратах.

В опыте, проведенном на колонне диаметром 80 мм, снабженной шнеком, давление воздуха над кристаллами льда, спрессованными шнеком, на 150- 200 кПа выше, чем давление воздуха пгд чьдом (даже при небольшой разности давлении UP на прессование, обусловленной непрочной стенкой лабораторной колонны). При разности давлений на прессование йР 2-3 мПа эффект газоза-;вора промышленных шнеков обеспечивает газоплотность смежных аппаратов .

В качестве гидратообразующего агента при данном способе помимо хла- доча R-12 можно использовать и другие лгенты, инертные по отношению к пищевому сырью, например углекислоту и др, Применение и СО в пищевой промышленности допустимо ввиду их не- токсичности. Известно, например, что R-i2 используетс  фирмой Дю Понт дл  контактного замораживани  м са.

Установка непрерывного действи  дл  производства из сока сухого раст- воримого порошка по предлагаемой технологии состоит из двух ступеней: опреснительной 1 и разделительной (эв- тег.ической) II. В ступени I исходный сок предварительно концентрируетс  до 30-40%, при этом также производитс  опресненна  вода с остаточным содержание t сухих веществ до 0,1%. В ступени II концентрат из ступени I концентрируетс  до эвтектической концентрации 60-70% и обезвоживаетс  до конечного продукта - растворимого сухого порошка.

Ступень I (фиг.З) состоит из деаэратора 1 исходного сока, теплообменника 2, испарител  3, контактного кристаллизатора 4, отстойника 5, се- парационно-промывочной колонны 6, контактного плавител -конденсатора 7, под которым совмещение с ним расположен отстойник 8, водоотделител  9, компрессора 10 и дополнительного компрессора 11, дополнительного конден157

ресатора 12, воздухоотделител  13, сивера 14 и дегазатора 15.

Ступень II состоит из контактного кристаллизатора 6, отстойника 17, сепарационно-промывочной, колонны 18, сепаратора 19 кристаллов сухих нет ществ, встроенного в отстойник компрессора 20 и компрессора 21 дегазации , водоотделител  22 и продувочной камеры 23.

В схему установки вход т также вакуум-насос 24 и насосы 25-31. Компрессоры 10, 11, 20 и 21 выполнены с сухими парами трени  и предназначены дл  сжати  хладона R-12 без загр знени  его маслом.

Деаэратор 1, дегазатор 15 и плав л гель газогидратов -конденсатор 7 агента q- представл ет собой обечайки, заполненные насадкой. Кристаллизаторы 4 и 16га- зогидратов представл ют собой обечайки , снабженные перемешивающими устройствами ,

С епарацжшно-промыв очные колонны 6 и 18 предназначены дл  отделени  и промывки газогидратов от концентрата сока и имеют в средней части на боковой поверхности фильтрующие сетки 32 и 33 с размерами  чеек 100-200 мкм, охваченные карманами 34 и 35. В верхней части этих колонн имеютс  скреперы 36 и 37 дл  отвода газогидратной массы. Колонны 6 и 18 при работе полностью затоплены, представл ют собой вытеснительные аппараты, работающие с противодавлением.

Сепаратор 19 кристаллов сухих веществ - аппарат непрерывного действи , предназначен дл  отделени  кристаллов сухих веществ от жидкого хладона , отвода -парообразного хладона R-12 компрессором 21, вакуумировани  кристаллов сухих веществ и вывода их в атмосферу без заноса воздуха в установку . Сепаратор 19 представл ет собой шнековое отжимное устройство, работающее с использованием эффекта- газозатвора. Сепаратор 19 имеет в корпусе 38 шнек 39, охваченный в концевой части фильтрующими сетками 40 и 41, в свою очередь охваченными карманами 42 и 43. Фильтрующа  сетка 40 с карманом 42 служит дл  отвода пара агента компрессором 21. Фильтрующа  сетка 41 с карманом 43 служит дл  вакуумировани  : КрИСТаЛЛОВ С ПОМОЩЬЮ вакуум-насоса 24. Правый концевой торец сепаратора 19 прижимает запорный

8

конус 44, герметизирующий аппарат при его остановке и отодвигаемый при его работе выдавливаемыми кристаллами. В

средней части сепаратора 1 9 имеетс  - фильтрующа  сетка 45 с карманом 46. Установка работает следующим образом (на примере  блочного соха). Исходный сок, получаемый после кз0 мельчени   блок, их прессовани , отжима (выход сока 45-55%) и фильтрации , направл ют в деаэратор 1 ,. в котором вакуумированием с помощью вакуум-насоса 24 до давлени  4 кИа по5 нижают растворимость воздуха в соке до 10 %,, удал   большую часть воздуха из исходного сока. Затем исходный сок охлаждаетс  в теплообменнике 2 и испарителе 3 до температуры пор дка 286 К вследствие теплообмена сначала с опресненной водой, выводимой из установки, а затем и вследствие „ кипени  хладона R-12. Эта температура определ етс  из теплового расчета колонны 18 так, чтобы нагрев газогидратов после сепарационно-промывочной колонны 18 в результате их смешени  с исходным соком не повысил их температуры выше 284 К и не привел к их раз0 ложению. Деаэрированный и охлажденный исходный сок направл ют в верхнюю часть сепарационно-промывочной колонны 18 дл  предварительной промывки газогидратов из ступени II от сока

5 эвтектической (60-70%) концентрации (процесс в колонне 18 ведетс  при переменных параметрах, т.е. снизу вверх: Т 260--283К иР 520- -450 кПа) , откуда в составе газогидратной сус0 пензии (10-15% газовых гидратов + исходный сок) вывод т насосом 28 и после смешени  с газогидратной суспензией из кристаллизатора 4 (после насоса 29) направл ют в отстойник 5 и

5 далее через сепарационно-промывочную колонну 6 и ее карман 34 в кристаллизатор 4.

0

5

В кристаллизаторе 4 при температуре пор дка 275 К и давлении 312 кПа при контакте сока с жидким хладоном R-12 при перемешивании образуют газогидраты хладона R-12. Теплоты гид- ратообразо вани  отвод т за счет кипени  агента. Дл  этого в кристаллизатор 4 подают жидкий агент из отстойника 8 через регулирующий вентиль 47, а пары агента отсасывают через водоотделитель 9 компрессором 10 и

направл ют под давлением 515 кПа в плавитель-конденсатор 7. Из кристаллизатора 4 гаэогидратную суспензию, содержащую часть непрореагировавшего жидкого агента, насосом 29 под давле- нием 600 кПа направл ют в отстойник 5 дл  отделени  жидкого агента от суспензии и возврата его в кристаллизатор 4. При этом raaoiидратную суспензию из отстойника 5 направл ют в колонну 6 на сепарацию и промывку от концентрата (процесс в колонне 6 ведетс  при переменных параметрах, т.е. снизу вверх: Т К и Р кПа) 5 откуда большую часть концентрата через карман 34 рецирку- лируют в кристаллизатор 4, а меньшую часть направл ют на дальнейшее концентрирование при параметрах газогид- ратной эвтектики (давлении 178 кПа и температуре 257,5 К) в кристаллизатор 16. В реальном процессе рабочие параметры в кристаллизаторе 4 несколько ниже параметров газогидратной эвтектики, что необходимо дл  создани  движущих сил, а именно разности температур на гидратообра ованис йТд 2 К и разности температур ut 2 К при теплопередаче дл  отвода теплоты гидратообразовани  кип дим агентом, с учетом этих движущих сил температура суспензии 255,5 К, а давление кипени  150 кПа (что соответствует температуре кипени  агента 253,5 К).

Газогидраты, отсепарированные от концентрата сока, из верхней части колонны направл ют в плавитель-конденсатор 7 и плав т в нем при Т

287,5 К и Р 515 кПа за счет теплоты конденсации газообразного агента с образованием жидкого агента и пресной воды. После отделени  пресной воды от жидкого агента в отстойнике 8 (плотности пресной воды 1000 кг/м и жидкого хладона R-l 2 1400 rr/м5) часть пресной воды направл ют встречным потоком в колонне 6 дл  промывки газогидратов, а другую г -асть пресной воды направл ют через теплообменник 2 на дегазацию от растворенного агента в дегазатор 1 (при давлении 4 - 10 кПа) и затем вывод т из установки. Эта вода, содержаща  около 0,1% растворимых сухих веществ, может быть в дальнейшем использована дл  производства напитков тина Нектар и др. При необходимости содержание растворенных

5

5 п

0

5

0

С

0

веществ в опресненной воде может быть повышено (до 0,3-0,5% и более).

Из кристаллизатора 16 гаэогидратную суспензию (кристаллы газогидратов и сухих веществ, эвтектический концентрат с содержанием сухих веществ около 70%, жидкий остаточный хладон) направл ют насосом 30 в отстойник 17. При этом пары испарившегос  при отводе теплоты гидратообразовани  агента откачиваютс  через водоотделитель 22 компрессором 20 и направл ютс  при давлении 515 кПа л плавитель-конденсатор 7.

Лзбыточное количество парообразного агента сверх того количества, которое может быть сконденсировано в плавителе-конденсатоое 7, сжимают хом- пресссром 11 до давлени  660 кПа и направл ют в дополнительный конденсатор 12. Этот аппарат служит дл  компенсации теплового баланса установки. Ё нем конденсируют остаточный газообразный агент при Т 298 К и 660 кПа при помощи циркул ции через рубное пространство аппарата охлаждающей воды . Жидкий агент из дополнительного конденсатора 12 направл ют в ресивер 14, а несконденсировагшуюс  часть агента вместе с воздухом направл ют

в воздухоотделитель 13, предназначен- «.

ный дл  удалени  кз установки воздуха 5 попавшего в него при неполном из-J влечении в деаэраторе 1. Наличие воздуха повышает давление аппаратов и увеличивает расход энергии на работу компрессоров. Удаление воздуха производ т путем охлаждени  паровоздушной смеси в межтрубном пространстве воздухоотделител  за счет кипени  жидкого агента при 265 К в трубном пространстве аппарата. Из воздухоотделител  13 конденсирующийс  при 275 К жидкий агэнт направл ют в ресивер 14, а паровоздушную смесь вывод т в ai- мосферу.

Из ресивера 14 жидкий агент распредел етс  через регулирующий вентиль 48 и в испаритель 3 дл  охлаждени  исходного сока, через регулирующий вентиль 49 в воздухоохладитель i3 дл  конденсации агента из паровоздушной смеси, через регулирующий вентиль 50 в кристаллизатор 4, через регулирующий вентиль 51 в кристаллизатор 16.

Пары агента из испарител  3 откачивают компрессором 10, а пары агента из воздухоотделител  13 - компрессором 20.

Из отстойника 17 газогидратную суспензию, отделенную от жидкого агента и кристаллов сухих веществ, направл ют в сепарационно-промывочную колонну 18, а суспензию из жидкого агента и кристаллов сухих веществ - в сепаратор 19 кристаллов сухих ве-

щесгв. Концентрат из кармана 35 колонны 18 рециркулирует в кристаллизатор 16, а газогидраты предварительно промывают исходным соком и транспортируют этим же соком (гидротранс- портом) в отстойник 5 и далее после смешивани  с газогидратной суспензией , поступающей из кристаллизатора 4, направл ют в сепарационно-промывочную колонну 6.

Совмещенные отстойник 17 и сепаратор 19 кристаллов сухих веществ работает следующим образом.

Газогидратна  суспензи  (кристаллы газогидратов и кристаллы сухих ве- ществ, 70%-ный концентрат сока, жидкий хладон), подаваема  насосом 30 в среднюю часть отстойника 17, раздел етс  в нем ввиду разности плотностей: внизу - кристаллы сухих веществ в

жидком хладоне, вверху - газогидраты в жидком концентрате,. Плотности веществ следующие, кг/м3: кристаллы сухих веществ 2100; концентрат 129,5; жидкий хладон 1400; кристаллы газо- гидратов 1080. Объем проточного отстойника 17 подбираетс  таким, что врем  пребывани  компонентов суспензии (3-5 мин) достаточно дл  их разделени , Газогидраты с концентратом сока отвод тс  сверху по линии 52 в се- парационно-промывочную колонну 18. Жидкий агент отводитс  по линии 53 в кристаллизатор 16. Кристаллы сухих веществ, накаплива сь внизу в среде жидкого хладона, перемещаютс  шнеком 39 (обороты шнека малые - 8-1 0 об/мин, не преп тствующие осаждению кристаллов сухих веществ) в среднюю часть корпуса 38. Здесь кристаллы уплотн ютс , а основна  часть жидкого агента при этом выдавливаетс  обратно в отстойник 17. Эффект выдавливани  жидкости из несжимаемой твердой дисперсной среды обратим - при прессовании твердой Фазы жидкость выдавливаетс  из нее, при сн тии давлени  жидкость возвращаете   в промежутки между частицами твердой фаты. В области фпгп т

0

г 0

5 0

, „ -

0

5

рующей сетки 45 кристаллы уплотн ютс  дальнейшим прессованием. При этом жидкий агент выдавливаетс  через фильтрующую сетку 45 в карман 46 и далее отводитс  в кристаллизатор 16. При поступлении кристаллов в зону действи  фильтрующей сетки 40 кристаллы сухих веществ опрессованы до 3-4 МПа так, что объем межкристаллических пустот составл ет 5-10% от объема твердой фазы, в результате чего из кристаллов уже отжата основна  масса жидкого агента. Удаление остаточного агента происходит через фильтрующие сетки 40 и 41 дегазацией сначала компрессором 21, а затем вакуумным насосом 24 до давлени  пор дка 1 кПа. При дальнейшем движении кристаллов сухих веществ к выходу из сепаратора 19 происходит последующее постепенное уплотнение спрессованной массы кристаллов между коническим торцом сепаратора 19, валом шнека 39 и запорным конусом 44, создающее газовый затвор, преп тствующий проникновению воздуха в сепаратор . Масса кристаллов выходит из сепаратора в виде плотно спрессованного кольцевого сло  через щелевой зазор между торцом корпуса 38 сепаратора и запорным конусом 44. Необходима  степень прессовани  кристаллов обеспечиваетс  регулировкой пружин, прижимающих запорный конус 44 к горцу корпуса 38. Эти же пружины обеспечивают герметичный прижим запорного конуса к торцу корпуса 38 перед началом работы сепаратора. Процесс в сепараторе ведетс  при Т 225,5 К и Р 520-И50 кПа. Затем кристаллы сухих веществ (растворимый порошок с размерами кристаллов 10-20 мкм) в продувочной камере 23 продуваютс  азотом и в среде его расфасовываютс  в герметичную упаковку.

Примеры режимов работы установки по фиг.3 на некоторых других вицах сырь  (виноградного сока, экстракта кофе, клубничного сока, вина, пива и ча ) приведены в таблице. Дл  различного сырь  параметры процессов в кристаллизаторах 4 и 161 и II ступеней отличаютс , что объ сн етс  различным положением криоскопических кривых дл  различных веществ (фиг.) и различными оптимальными коэффициентами извлечени  пресной воды в опреснительной ступени огп . Однако параметры процессов в других аппаратак приблизительно одинаковы, что ббъ сн етс  применением одного и того же гидратообразующего агента - хладона R-I2. В плавителе-конденсато- ре 7, например, дл  всех видов сырь  одна и та же система - агент + вода, процесс в- которой один и тот же (Р, Т const). Процесс в сепарацион- но-промывочной колонне 6 жестко сты- куетс  по давлению с процессом в пла- вителе-конденсаторе 1 и также по этому параметру независим от вида сырь , что касаетс  температуры в колонне 6, то она может на входе суспензии в колонну 6 незначительно измен тьс , соответству  (с учетом теплопритоков из-за несовершенства изол ции) температуре суспензии, выход щей из кристаллизатора 4. На выходе из колонны 6 температура не должна, во избежание расплавлени  газтригидратов, превышать температуру верхней инаариантной точки (ВИТ) Т&ит 285,41 К.

Аналогичны соображени  относитель- но параметров процесса в сепарацион- но-промывочной колонне 18. Давление в ней измен етс  от 520 до 450 кПа, а температура - от температуры суспензии после кристаллизатора 16 (с уче- том повышени  ее на 3-4 К из-за тепло притоков) до 283 К. В сепараторе кристаллов сухих веществ давление жидкого концентрата при его фильтрации через фильтрующую сетку 52 снижаетс  от 520 кПа до давлени  в кристаллизаторе 16 (разного дл  различного сырь ). Давление твердой фазы - кристаллов сухих веществ дл  всех видов сырь  возрастает от 520 кПа до 3 МПа, а за- тем снижаетс  до атмосферного (100 кПа) при вьшоде растворимого порошка в атмосферу.

Лини  переработки выжимок (фиг.4) состоит из последовательности четырех однотипных шнековых герметичных аппаратов непрерывного действи : пресса 54 ввода, кристаллизатора-измельчител  55, плавител -сепаратора 56 и сушите- л -пресса 57 вывода.

Пресс 54 ввода предназначен дл  прессовани  исходного сырь , отжима из него сока, вакуумировани  выжимок и ввода их в линию переработки выжимок без заноса в нее атмосферного воздуха. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 58, выходна  часть 59 которого коническа  и имеет фильтруюQ Q

5 0 Q

5

0

щие сетки 60 (дл  отвода сока) и 61 (дл  дегазации воздуха), охваченные карманами 62 н 63. Торец корпуса 58 прижимает запорный конус 64, помещенный в герметичной камере 65. Электродвигатель 66 служит приводом дл  шнека 67. Сырье загружаетс  в пресс ввода через патрубок 68, сок отводитс  по линии 69, воздух отводитс  вакуум- насосом по линии 70.

Кристаллизатор-измельчитель 55 предназначен дл  кристаллизации влаги выжимок в лед и газогидраты, прессовани  выжимок вместе с газогидратами и их измельчени - Элементы этого парата (как и аппаратов 56 и 57) аналогичны элементам аппарата 54. По лини м 71 и 72 производитс  отвод паров агента. Перед запорным конусом 64 в этом аппарате на валу жестко размещены ножи 73.

Плавитель-сепаратор 56 предназначен дл  плавлени  газогидратов, образованных в выжимках, прессовани  отепленных выжимок и отжа ти  из них вторичного сока. Теплый пар хладона вводитс  по линии 74, вторичный сок - по линии 75.

Сушитель-пресс 57 вывода предназначен дл  окончательной сушки выжимок , дегазации их от агента, вывода их в атмосферу без заноса атмосферного воздуха в линию переработки выжимок и продувки азотом нерастворимого порошка .

Все аппараты линии используют эффект газозатвора дл  поддержани  различающихс  давлений на стыках между ними, а также компрессорное оборудование установки, приведенной на фиг.3, и св заны коммуникаци ми с ней.

Лини  дл  переработки выжимок работает следующим образом.

Исходное сырье (например, мытые  блоки) загружаютс  через патрубок 68 в пресс 54 ввода и измельчаютс  прессованием . Сок направл ют в деаэратор 1 (фиг.З). Выжимки деаэрируютс  вакуум-насосом 24 и затем проталкиваютс  принудительно в камеру 65.

В этой камере они контактируют с жидким хладоном R-12, подаваемым в линии 76, и вместе с ним загружаютс  в следующий аппарат - кристаллизатор- измельчитель 55. Здесь выжимки перемещаютс  шнеком в среде жидкого хладона , кип щего при температуре льдообразовани  (дл  внутриклеточной влаги

с концентрацией сухих веществ, равной примерно дл   блочных выжимок 12%, эта температура составл ет 270 К). При этом влага выжимок сначала крис- .таллизуетс  в лед (кристаллы размером пор дка 100-200 мкм), а затем пе- рекристаллизовываетс  в газогидраты (кристаллы размером пор дка 50 - 150 мкм). Затем загидратированные вы- жимки прессуютс  вместе с газогидра- тамн в концевой части аппарата 55, измельчаютс  ножами 73 и принудительно проталкиваютс  через камеру 65 в аппарат 56. Теплоты льдо- и гидрато- образовани  отвод тс  вследствие кипени  хладона, пары которого вывод тс  из аппарата 55 по линии 71 .

В плавителе-сепараторе 56 выжимки контактируют с нагретым до 293-303 К паром/хладона R-I2, подаваемым по линии 73 и отводимым по линии.72 в установку по фиг,3, Гидраты плав тс - Газ, выдел ющийс  при плавлении гидратов , разрывает межклеточные оболоч- ки выжимок, которые уже предварительно повреждены операци ми в аппарате

55(льдообразованием, перетиранием выжимок с гидратами, измельчением их ножами). В дальнейшем выжимки суютс  (в конической части аппарата 56)

с выделением вторичного сока, отводимого через фильтрующую сетку 60 и карман 61 по линии 69 в установку по фиг.3..

Дополнительно обезвоженные и выдавленные принудительно из аппарата

56выжимки попадают в сушитель-пресс

57вывода, в котором они обдуваютс  перегретым паром хладона R-12, имею- щим температуру 293-303 К и давление пор дка 312 кПа, подсушенным от водных паров, подаваемым по линии 77 и отводимым по линии 76. При сушке выжимок вод ные пары переход т в газо- образный хладон, направл емый затем

в кристаллизатор I ступени (фиг.З), в котором вод ные пары при охлаждении паров агента до 273-278 К переход т в газогидраты. Затем выжимки прессу- ютс , дегазируютс  вакуум-насосом и принудительно выталкиваютс  в камеру 65, в которой рни обдуваютс  инертным газом азотом, и в виде нерастворимого порошка (с размерами частиц пор дка - 1-2 мм) направл ютс  на герметичнуюупаковку .

Растворимый порошок из сока и нерастворимый из выжимок получают в

двух отдельных лини х. Технологически эти линии св заны друг с другом, т.е. линии по фиг.З и 4 работают одновре- менно. Сырье поступает в линию по фиг.4, исходный сок из нее поступает в. установку по фиг.З, Холодильное оборудование установки по переработке сока (фиг.2) служит и дл  линии по переработке выжимок (фиг.4). Жидкий хладон, который поступает дл  крис- - таллизации гидратов в линию переработки выжимок (фиг.4), по трубе 76 - отбираетс  из ресивера 14 установки переработки сока (фиг.З). Пар хладона , отбираемый из линии пераработки выжимок по трубам 71, 72 и 76, конденсируетс  на газогидратах в плави- теле-конденсаторе 7 либо в дополнительном конденсаторе 12 установки переработки сока (фиг.З).

Пар хладона, подаваемый дл  сушки в аппараты.56 и 57 линии переработки выжимок (фиг.4), готовитс  в установ-. ке переработки сока (фиг.З). Он отбираетс  там после компрессора 1I.

Совместна  одновременна  работа двух сопр женных установок, имеющих общее оборудование (холодильное - компрессоры дл  сжати  хладона без загр знени  его маслом, конденсаторы хладона, вакуум-насос, азотные баллоны ), общий агент, одинаковый принцип обезвоживани  путем кристаллизации газогидратов, единый персонал, позвол ет организовать одновременную комплексную , безотходную и энергосберегающую переработку сырь .

Использование предлагаемого способа позвол ет получить из плодового,  годного и овощного сырь  два продукта - растворимый и нерастворимый порошки при значительном уменьшении энергозатрат. Удельные расходы энергии на работу установки дл  получени  растворимого порошка составл ют 15 - 18 кВт/ч/т удаленной воды. Энергозатраты на работу линии обезвоживани  выжимок меньше, поскольку в ней нет температур ниже 273 К, а дл  сушки используетс  нагретый агент, получаемый после сжати -в установке по фиг.З. Таким образом, не сравнению с известным способом раскопы электроэнергии снижаютс  примерно в раз.

Предлагаемый способ позвол ет осуществить переработку сирь    непрерывном процессе с гн й производительностью , уменыл-г ь обь М заг рузочно-разрузочных операций, существенно сократить продолжительность сушки продукта (сушатс  только выжимки посл повторного отжати  сока, а основна  масса сока обезвоживаетс  переводом непосредственно в твердую фазу).

Claims (2)

1. Способ переработки плодового,  годного и овощного сырь , включающий измельчение сырь , замораживание, сушку с получением нерастворимого порошка и расфасовку в инертной среде, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей способа за счет одновременного получени  растворимого и нерастворимого порошков, после измельчени  провод т отделение сока от выжимок, замораживанию подвергают сок и выжимки отдельно, причем сок замораживают путем контакта с жидким гидратообра- эующим агентом (СГгС12 Или COij) при параметрах газогидратной эвтектики с. получением системы фаз кристаллов газогидратов , кристаллов сухих веществ, раствора эвтектической концентрации, жидкого и газообразного гидратообра- зующего агента и последующего выделени  из этой системы растворимого порошка в виде кристаллов сухих веществ, а выжимки замораживают путем контакта с тем же жидким гидратообразующим агентом при температуре льдообразовани  до образовани  кристаллов газогидратов , измельчают выжимки, затем плав т кристаллы газогидратов путем контакта выжимок с перегретым до температуры 293-303 К паром гидратооб- разующего агента, повторно отдел ют сок от выжимок, после чего производ т сушку выжимок обезвоженным перегретым паром гидратообразующего агента при температуре 293-303 К с полу- ением из них нерастворимого порошка.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что обезвоживание перегретого пара осуществл ют переводом вод ных паров в газогилраты при температуре 273-278 К.

Примечани . Параметры плавител -конденсатора одинаковы дл  всех пищевых жидкостей (Т 287,5К,-Р 515 кПа), поскольку в этом аппарате имеетс  во всех случа х одна и та же смесь: вода + агент;Д - по концентрату; П - по кристаллам сухих веществ.

О 100 200 300 концентраци , г сухого Вещестбо/ЮОг Воды

Фиг.1

Ј33

О 10 20 30 40 50 60 70 80 93 100 Концентраци , мас.% СУХОГО вщест&и

Фиг. 2

niwndogwMd

м/пойц/й№&,Уг,дЈ, is шосу

ЈZw

от ъ и

№этщохэи xfigcog &

$

S219ZSI