способ обработки ягод винограда перед извлечением сока и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ обработки ягод винограда перед извлечением сока, включающий загрузку в газопроницаемой таре в камеру и обработку потоком нагретого газа, циркулирующего по замкнутому контуру через осушитель, компрессор и нагреватель, отличающийся тем, что в качестве нагретого газа используют двуокись углерода при температуре выше критической.

2. Установка для обработки ягод винограда перед извлечением сока, содержащая герметичную камеру со средствами для размещения газопроницаемой тары и соединенные с камерой в рециркуляционный контур осушитель, компрессор и нагреватель, отличающаяся тем, что она снабжена источником подачи двуокиси углерода, соединенным с нагревателем, камера снабжена выхлопным патрубком с обратным клапаном, при этом осушитель выполнен в виде циклона с расположенной на его входе газодинамической сиреной с резонатором.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что резонатор сирены выполнен с осевым каналом и снабжен штуцером, размещенным на линии его нулевых смещений и сообщенным с осевым каналом, при этом нагреватель сообщен с камерой через штуцер и осевой канал резонатора газодинамической сирены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии и оборудованию обработки винограда перед отделением сока и может быть использовано в виноделии и пищевой промышленности для получения сока или сусла с повышенным содержанием сахара, красящих и биологически активных веществ.

Известен способ обработки ягод винограда перед отделением сока, включающий загрузку в газопроницаемой таре в камеру и обработку потоком нагретого воздуха, циркулирующего по замкнутому контуру через осушитель, компрессор и нагреватель.

Недостатками этого способа являются низкая эффективность подсушивания из-за высокого диффузионного сопротивления поверхностного гидрофобного кутикулярного слоя ягод винограда, низкий выход энокрасителя по той же причине и окисление при подсушивании биологически активных веществ и веществ пигментного комплекса кислородом воздуха.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для обработки ягод винограда перед отделением сока, содержащая герметичную камеру со средствами для размещения газопроницаемой тары и соединенные с камерой в рециркуляционный контур осушитель, компрессор и нагреватель (там же).

Эта установка сохраняет все недостатки реализуемого ею способа, а также обладает низкой эффективностью отделения жидкой фазы в осушителе из-за высокой дисперсности конденсируемой влаги.

В предлагаемом способе обработки ягод винограда перед отделением сока, включающем загрузку в газопроницаемой таре в камеру и обработку потоком нагретого газа, циркулирующего по замкнутому контуру через осушитель, компрессор и нагреватель, согласно изобретению, в качестве нагретого газа используют двуокись углерода при температуре выше критической.

Это позволяет ускорить подсушивание ягод винограда за счет растворения в сверхкритической двуокиси углерода кутикулярного слоя ягод винограда, что ускоряет диффузию на поверхность и испарение влаги, а также исключает возможность окисления веществ пигментного комплекса и биологически активных веществ.

Предлагаемая установка для обработки ягод винограда перед отделением сока, содержащая герметичную камеру со средствами для размещения газопроницаемой тары и соединенные с камерой в рециркуляционный контур осушитель, компрессор и нагреватель, согласно изобретению, снабжена источником подачи двуокиси углерода, соединенным с нагревателем, камера снабжена выхлопным патрубком с обратным клапаном, при этом осушитель выполнен в виде циклона с расположенной на входе газодинамической сиреной с резонатором.

Это позволяет осуществлять процесс подготовки ягод винограда к отделению сока в атмосфере биологически инертного газа, исключающей окисление биологически активных веществ и веществ пигментного комплекса, а также удалить гидрофобный поверхностный кутикулярный слой с ягод винограда, что облегчает подсушивание и увеличивает сокоотдачу, в том числе из кожицы с выделением энокрасителя, и повышает надежность выделения жидкой фазы при осушении газового потока за счет ее коагуляции в поле ультразвуковых колебаний, генерируемых за счет утилизации энергии охлаждаемого в газодинамической сирене адиабатным расширением потока двуокиси углерода.

В предпочтительном варианте резонатор газодинамической сирены выполнен с осевым каналом и снабжен штуцером, размещенным на линии его нулевых смещений и сообщенным с осевым каналом, при этом нагреватель сообщен с камерой через штуцер и осевой канал резонатора газодинамической сирены.

Это позволяет сделать поток сверхкритической двуокиси углерода носителем ультразвуковой волны, интенсифицирующей экстракцию кутикулярного слоя и удаление влаги при подсушивании.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг.2 ультразвуковая сирена осушителя, разрез.

Установка для обработки ягод винограда перед отделением сока содержит камеру 1 со средствами 2 для размещения газопроницаемой тары 3 с ягодами винограда и выхлопным патрубком 4 с обратным клапаном 5 и соединенные с камерой 1 в рециркуляционный контур осушитель, выполненный в виде циклона 6 с установленной на входе газодинамической сиреной 7 с резонатором 8, компрессор 9 и нагреватель 10.

Резонатор 8 газодинамической сирены 7 выполнен с осевым каналом 11 и снабжен штуцером 12, размещенным на линии его нулевых смещений и сообщенным с каналом 11. Нагреватель 10 сообщен с камерой 1 через штуцер 12 и осевой канал 11 резонатора 8 газодинамической сирены 7. Нагреватель 10 сообщен с источником 13 подачи двуокиси углерода.

На описанной установке способ реализуется следующим образом.

Ягоды винограда, например сорта Розовый Магарача, в газопроницаемой таре 3, например в перфорированных полипропиленовых ящиках, размещают на средствах 2, выполненных например в виде стеллажей, в камере 1. Камеру 1 герметизируют и через нагреватель 10 из источника 13 заполняют двуокисью углерода при давлении выше давления срабатывания обратного клапана 5 для вытеснения из камеры 1 воздуха через выхлопной патрубок 4. Затем включают компрессор 9 и создают в камере 1 циркуляцию двуокиси углерода, нагреваемой в нагревателе 10 до темпеpатуры выше критической, например до 70^оС. Двуокись углерода при температуре выше критической, взаимодействуя с ягодами винограда, растворяет поверхностный гидрофобный кутикулярный слой и испаряет диффузионную влагу и удаляется из камеры 1 через газодинамическую сирену 7 в циклон 6.

Проходя через газодинамическую сирену 7 независимо от ее конструкции, поток двуокиси углерода подвергается адиабатному расширению со снижением температуры и увеличением скорости. Снижение температуры двуокиси углерода приводит к конденсации жидкой фазы, состоящей из выпаренной из ягод винограда влаги и растворенных воскоподобных веществ кутикулярного слоя. Происходит одновременно и возбуждение колебаний акустической частоты в резонаторе 6 газодинамической сирены 7 и газовом потоке. В поле механических колебаний акустических частот дисперсная жидкая фаза, сконденсированная в потоке двуокиси углерода коагулирует и образует капли большей массы, обладающие пониженным гидравлическим сопротивлением, которые в поле центробежных сил закручиваемого в циклоне 6 газового потока легко отделяются от последнего. Следует отметить, что для генерирования акустических колебаний, коагуляции жидкой фазы и увеличения скорости газового потока, увеличивающей центробежные силы, используется энергия адиабатного расширения газового потока, которая не утилизируется в наиболее близком аналоге.

Далее осушенный поток двуокиси углерода поступает в компрессор 9 для повышения в нем давления до исходного значения, из него в нагреватель 10 для повышения температуры до исходного сверхкритического значения и возвращается в камеру 1 для повторного взаимодействия с ягодами винограда, желательно через штуцер 12 и осевой канал 11 резонатора 8 газодинамической сирены 7 для создания в нем акустических колебаний, интенсифицирующих экстракцию кутикулярного слоя с ягод и удаление диффундирующей к их поверхности влаги.

Весь процесс обработки ягод винограда ведется в атмосфере биологически инертного газа, исключающего окисление веществ пигментного комплекса темных сортов винограда и биологически активных веществ. После завершения обработку камеру 1 разгерметизируют и удаляют ящики 3 с ягодами винограда для передачи его на отжим сока.

При отделении сока отсутствие кутикулярного слоя на ягодах увеличивает выход сока за счет снижения диффузионного сопротивления кожицы, а также обеспечивает повышенный выход энокрасителя и сохраненных в процессе предварительной обработки биологически активных веществ. Сок содержит повышенный процент сахаристых веществ, что позволяет не добавлять в него сахар при производстве виноградных вин прямым сбраживанием.

Таким образом предлагаемые способ и установка позволяют повысить эффективность подсушивания ягод винограда, повысить выход сока и энокрасителя из темных сортов винограда, исключить окисление биологически активных веществ и веществ пигментного комплекса, а также повысить надежность отделения жидкой фазы из газового потока при утилизации энергии охлаждения газового потока.