способ обработки жидкого пищевого продукта

Формула изобретения

Способ обработки жидкого пищевого продукта, включающий эжекционный нагрев продукта паром, гомогенизацию и теплообменную регенерацию исходного продукта, отличающийся тем, что гомогенизацию жидкого пищевого продукта осуществляют в эжекторе нагрева продукта паром, после чего продукт разгоняют в сопле сепаратора до скорости, при которой он вскипит с образованием двухфазного потока, который разделяют на паровую и жидкую фазу, при этом жидкую фазу направляют на теплообменную регенерацию исходного продукта и далее дезодорируют, а паровую фазу направляют на эжекционное вакуумирование дезодоратора и далее в источник пара или дополнительно в магистраль источник пара - эжектор нагрева продукта паром.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой и химико-фармацевтической промышленности.

Может быть использовано, в частности, для гомогенизации и пастеризации молока, фруктовых соков и т.п.

Известны способы обработки жидких пищевых продуктов в пароконтактных установках, в том числе для стерилизации молока (1).

В этой установке нагрев молока до температуры стерилизации осуществляют путем инжекционного смешивания с греющим паром. Затем горячее молоко, разбавленное конденсатом, направляется в вакуум-камеру, где при пониженном давлении молоко вскипает и избыток влаги удаляется.

Охлажденное молоко для однородности структуры гомогенизируется в асептическом гомогенизаторе клапанного типа.

К недостаткам такой установки следует отнести необходимость иметь в составе установки высокопрочную и крупногабаритную вакуум-камеру и гомогенизатор.

Известен способ обработки жидкого пищевого продукта (2) - прототип. Способ включает нагрев продукта путем инжекционного смешения его с греющим паром парового котла и охлаждение жидкого пищевого продукта путем его разгона в сопле струйного охладителя с последующим разделением потока на паровую и жидкую фазы. Гомогенизацию жидкой фазы проводят путем восстановления статистического давления в ней при движении в диффузоре струйного охладителя.

Паровую фазу конденсируют в теплообменнике потоком жидкого пищевого продукта, подаваемого на обработку. Паровую фазу продукта предварительно эжектируют паром высокого давления.

Недостатком способа является то, что гомогенизацию жидкого пищевого продукта осуществляют в диффузоре струйного охладителя после разделения парожидкостного потока на жидкую и паровую фазы.

При этом в жидкой фазе надо обеспечить скачок давления, который возникает при превышении скорости потока над скоростью звука в этом потоке. Чем меньше в жидкой фазе пузырьков пара, тем труднее потоку этой фазы преодолеть звуковой барьер. Процесс разделения фаз при сепарации не стабилен, а потому процесс гомогенизации плохо управляем.

Кроме того, в связи с тем, что скачок давления возникает "из-за неполного разделения фаз и попадания в диффузор двухфазного потока с пузырьковой структурой", в жидком продукте после сепарации содержится много конденсата.

Все это снижает эффективность способа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа обработки жидкого пищевого продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что гомогенизацию жидкого пищевого продукта осуществляют в эжекторе нагрева продукта паром, после чего продукт разгоняют в сопле сепаратора до скорости, при которой он вскипит с образованием двухфазного потока, который затем разделяют на паровую и жидкую фазы, при этом жидкую фазу направляют на теплообменную регенерацию исходного продукта и далее на дезодорирование, а паровую фазу направляют на эжекционное вакуумирование дезодоратора и далее в источник пара или дополнительно эжектируют в магистраль источник пара - эжектор нагрева продукта паром.

Указанный выше технический результат позволяет полностью изъять конденсат из жидкого пищевого продукта. Кроме того, произвести более глубокое его охлаждение. В результате дезодорации молока устраняются пороки молока по вкусу и запаху, увеличивается его стойкость, исключается образование молочного камня.

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются следующие.

1. Гомогенизацию продукта осуществляют в эжекторе.

2. Разделение продукта на паровую и жидкую фазы осуществляют после гомогенизации.

3. После регенерации жидкий пищевой продукт дезодорируют.

4. Паровую фазу направляют на эжекционное вакуумирование и далее в источник пара или дополнительно подпитывают магистраль источник пара - эжектор нагрева продукта паром.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области по признаку взаимного расположения элементов, появлению новых связей между элементами и устройствами, а следовательно, и новому способу обработки жидкого пищевого продукта, имеются "существенные отличия".

Более подробно сущность изобретения будет изложена ниже. Продуктом примем молоко.

На чертеже представлена схема установки, реализующая предлагаемый способ.

Установка содержит источник пара 1, эжектор 2, эжектор нагрева продукта паром 3, сепаратор разделения парожидкостного потока 4, теплообменник-регенератор 5, танк с исходным молоком 6, дезодоратор 7 с разбрызгивателем 8, эжектор 9 и магистрали 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.

Установка по чертежу работает следующим образом.

Молоко из танка 6 по магистрали 17 поступает в теплообменник-регенератор 5, где оно подогревается обратным потоком нагретого после тепловой обработки молока. Затем молоко поступает на эжекционный вход эжектора 3, в котором эжектируется потоком пара, поступающего в эжектор 3 от источника пара 1, по магистрали 10.

В эжекторе 3 происходит смешение молока с греющим паром, образуется двухфазный поток, в котором скорость звука составляет 5-10 м/сек. При этом скорость самого потока легко регулируется давлением пара и может достигать значений, превосходящих скорость звука в этом потоке.

При превышении скорости двухфазного потока конкретного значения, скорости звука в нем, когда число Маха становится больше единицы, возникает трансзвуковой скачок давления, переводящий поток в однофазный и обеспечивающий гомогенизацию молока (разрушение жировых шариков).

В связи с тем, что в двухфазном потоке, скорость которого можно легко регулировать, проще, качественнее и стабильнее создавать скачок давления, чем при нерегулируемом "неполном разделении фаз при сепарации" как у прототипа, то и эффективность гомогенизации молока будет выше, что обеспечивает достижение технического результата, то есть повышает эффективность способа обработки жидкого пищевого продукта.

За счет выделяющейся в скачке давления теплоты пастеризация молока будет происходить при температуре исходного пара ниже, чем у прототипа, что также повышает эффективность способа.

После этого пастеризованное и содержащее конденсат молоко направляется в сепаратор 4, где разгоняется с понижением давления в молоке и образованием двухфазного парожидкостного потока с последующим разделением молока на паровую и жидкую фазы. При этом жидкая фаза направляется в теплообменник-регенератор 5, где отдает тепло встречному потоку молока. В связи с тем, что в сепараторе 4 не происходит абсолютного разделения на фазы, и в жидкой фазе частично остается конденсат, жидкая фаза (пастеризованное молоко) по магистрали 11 направляется в разбрызгиватель 8 дезодоратора 7.

Паровая фаза сепаратора 4 по магистрали 13 и 14 направляется в эжектор 9.

Эжектор 9 создает разрежение в дезодораторе 7. За счет этого происходит вакуумное отсасывание порочных запахов молока (полыни, чеснока), улучшаются вкусовые качества молока. Например, исчезает вкус затхлого молока. Отбираются от капель молока остатки конденсата. За счет большой площади испарения происходит глубокое охлаждение молока. Все это также повышает эффективность способа, то есть работает на достижение технического результата.

В магистрали 15 возможна установка вакуум-насоса (на чертеже не показан).

Далее молоко по магистрали 12 подается потребителю, а пар после эжектора 9 по магистрали 15 поступает снова в источник пара 1. При этом часть пара по магистрали 16 через эжектор 2 может направляться в магистраль 10, соединяющую источник пара - эжектор нагрева продукта паром 3. Таким образом, образуется замкнутый контур движения пара, в который идет подпитка свежего пара из источника пара 1.

В предлагаемом способе снижение температуры молока более эффективное, так как температура дополнительно к известному способу снижается и за счет дезодорирования.

При этом в молоке полностью отсутствует конденсат, устраняются пороки молока, повышается его стойкость. Гомогенизация и пастеризация молока совмещены. Скачок давления в паромолочной смеси до разделения фаз создать проще, так как скорость звука в этой смеси гораздо ниже, чем скорость звука в слегка разгазированном молоке. Кроме того, как было сказано выше, повышение температуры в скачке давления позволяет снизить исходную температуру пара, обеспечивающего пастеризацию молока.

В итоге эффективность способа обработки жидкого пищевого продукта повышается, и технический результат достигается.

Как видно из описания, изобретение технически применимо и может быть использовано не только на молокозаводах, но и в условиях малых предприятий и животноводческих фермах.

Источники информации

1. А.С. СССР 1507299, кл. А 23 L 3/16, 1989.

2. Патент РФ 2048115, кл. 6 А 23 С 3/02, A 23 L 3/16 - прототип.