способ и установка для производства кваса

Формула изобретения

1. Способ производства кваса, включающий смешивание квасного сусла с водой, сиропом, микробиологической культурой и вкусовыми и/или ароматическими добавками с обеспечением заданной рецептуры, акустическое воздействие, сепарацию, охлаждение, розлив, отличающийся тем, что акустическое воздействие производят в два этапа: первый этап осуществляют при смешении исходных компонентов в заторно-бродильной емкости ( затирочный чан ) перед сепарацией, а второй этап осуществляют после сепарации при доводке рецептуры в купажной емкости, при этом акустическое воздействие осуществляют через гидроакустические излучатели, обеспечивающие колебания как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях емкости с частотой 2,5-3,5 кГц при интенсивности 1,0-1,5 Вт/см².

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание исходных компонентов осуществляют при температуре 30°С.

3. Установка для производства кваса, содержащая по меньшей мере одну емкость для смешивания компонентов, снабженную осевой вертикальной трубой, связанной с системой циркуляции и гидроакустическими излучателями, патрубки подачи исходных компонентов и вывода готового продукта, отличающаяся тем, что гидроакустические излучатели установлены на присоединенных к упомянутой вертикальной трубе горизонтальных трубках таким образом, чтобы обеспечить фиксированную направленность акустического поля под углом 120° к горизонтальной и вертикальной плоскостям емкости, причем установка дополнительно снабжена системой нагрева-охлаждения и сепаратором.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она содержит две емкости для смешивания: заторно-бродильную и купажную, а сепаратор установлен между ними.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства напитков брожения из хлебного сырья.

Известен классический способ производства квасов брожения, включающий такие обязательные операции, как приготовление квасного сусла, сахарного сиропа, введение чистых культур микроорганизмов, сбраживание квасного сусла, купажирование сброженного квасного сусла с сахарным сиропом, далее - розлив кваса (Рудольф Б.В., Ясинова Л.М. и др. "Мастера производства безалкогольных напитков". М.: ВО "Агропромиздат", 1988, с.96).

Недостатком известного способа получения квасов брожения является его длительность приготовления, низкая производительность, энергоемкое производство, занимающее большие производственные площади.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, по которому готовят квасное сусло и сбраживают его дрожжами, молочнокислыми бактериями с получением кваса. Промышленные сиропы или экстракты вводят в квасное сусло или квас из расчета их массовой доли 5-15 и 1-5%, соответственно. Полученные напитки брожения перед фильтрацией обрабатывают на сепараторе для отделения дрожжей, воздействуют на напитки: акустическими колебаниями с частотой 7-9 кГц и магнитным полем напряженностью 16-20 кА/м при скорости потока 3-5 м/с. Напитки фильтруют с использованием кизельгура, а после розлива напитки брожения пастеризуют при 63-65°С, охлаждают и производят розлив (SU №1717079, 07.03.1992 г.).

Однако необходимо отметить, что такой способ получения кваса обладает рядом недостатков, поскольку первые минуты прохождения напитка через магнитное поле магнит покрывается продуктами напитка и тем самым уменьшает напряженность магнитного поля. Кроме того, при фильтрации напитка через кизельгур из него извлекаются полезные компоненты. С повышением частоты колебаний свыше 5 кГц происходит повышенное ценообразование, и, как следствие, снижение производительности оборудования.

Наиболее близкой по техническом сущности и достигаемому результату является установка для приготовления многокомпонентных напитков, в том числе кваса, содержащая входной и выходной трубопроводы, патрубки для подачи компонентов, систему циркуляции с насосом и нагнетательным трубопроводом, емкость, снабженную несколькими гидроакустическими излучателями, установленными на осевой вертикальной трубе, соединенной с системой циркуляции, причем гидроакустические излучатели не имеют фиксированной направленности (SU №2158174, 27.10.2000 г.).

Известная установка при ее использовании для производства кваса не позволяет быстро произвести смешивание всех компонентов, так как озвучиваемая среда смеет высокую вязкость и плотность, поэтому нефиксированные гидроакустические излучатели не позволяют создавать движение потока жидкой среды одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кроме того, установка не имеет системы охлаждения и нагрева, что полностью исключает ее использование для приготовления квасов брожения.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа и создание установки для интенсификации и оптимизации технологических операций при получении квасов брожения.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим смешивание квасного сусла с водой, сиропом, микробиологической культурой и вкусовыми и/или ароматическими добавками с обеспечением заданной рецептуры, акустическое воздействие, сепарацию, охлаждение, розлив, причем акустическое воздействие производят в два этапа: первый этап осуществляют при смешивании исходных компонентов в заторно-бродильной емкости (затирочный чан) перед сепарацией, а второй этап осуществляют после, при доводке рецептуры в купажной емкости, при этом акустическое воздействие осуществляют через гидроакустические излучатели, обеспечивающие колебания, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях емкости с частотой 2,5-3,5 кГц при интенсивности 1,0-1,5 Вт/см². Предпочтительно смешивание исходных компонентов осуществлять при температуре 30°С.

Поставленная задача решается описываемой установкой для производства кваса, содержащей по меньшей мере одну емкость для смешивания компонентов, снабженную осевой вертикальном трубой, связанной с системой циркуляции и гидроакустическими излучателями, патрубки подачи исходных компонентов и вывода готового продукта, при этом гидроакустические излучатели установлены на присоединенных к упомянутой вертикальной трубе горизонтальных трубках, таким образом, чтобы обеспечить фиксированную направленность акустического поля под углом 120° к горизонтальной и вертикальной плоскостям емкости, причем установка дополнительно снабжена системой нагрева-охлаждения и сепаратором. Предпочтительно установка содержит две емкости для смешивания: заторно-бродильную и купажную, между которыми установлен сепаратор.

На фиг.1 изображена предпочтительная схема установки для производства квасов брожения, содержащая заторно-бродильную емкость 1, сепаратор 2, купажную емкость 3 с соединительными трубопроводами.

На фиг.2 изображена заторно-бродильная емкость для смешивания компонентов, в которой:

- вертикальная труба,

- система циркуляции, включающая нагнетательный трубопровод,

- насос, манометр,

- горизонтальные трубы,

- гидроакустические излучатели,

- система нагрева-охлаждения,

- 9, 10, 11, 12 - патрубки подачи исходных компонентов,

- выходной патрубок,

- мерное устройство,

- входной-выходной патрубок подачи горячей или холодной воды в систему нагрева-охлаждения.

Пример осуществления способа.

В заторно-бродильную емкость 1 подают исходные компоненты через патрубки подачи исходных компонентов 9, 10, 11, 12 при температуре 30°С. Одновременно обеспечивают работу гидроакустических излучателей 7 с помощью нагнетающего насоса системы циркуляции 5. Всю массу в заторно-бродильной емкости подвергают акустическому воздействию в двух плоскостях горизонтальной и вертикальной, что обеспечивает движение массы соответственно в двух плоскостях. Такое движение смеси в емкости обеспечивает фиксированная направленность гидроакустических излучателей под углом 120° по отношению к горизонтальной и вертикальной плоскостям заторно-бродильной емкости. Давление смеси в системе циркуляции составляет 3 атм. При работе гидроакустических излучателей в емкости создаются акустические колебания с частотой 3,0 кГц (основная гармоника), интенсивность которых составляет 1,2 Вт/см ². Гидроакустические излучатели расположены на горизонтальных трубках 6. Такое озвучивание многокомпонентной системы интенсифицирует процесс гомогенизации всех компонентов. При изменении угла фиксации гидроакустических излучателей менее 120° или его увеличение происходит увеличение времени приготовления квасов брожения в 3-5 раз. При увеличении интенсивности колебаний более 1,5 Вт/см ² возникает развитая кавитация, что, в свою очередь, приводит к снижению активности процесса брожения, а при уменьшении интенсивности колебаний менее 1,0 Вт/см² увеличивается время приготовления квасов брожения в 2-3 раза. В заторно-бродильной емкости поддерживают температуру смеси, равной 30°С, путем подачи горячей воды через систему нагрева-охлаждения 8. После того как прошел процесс брожения из заторно-бродильной емкости готовую смесь подают через выходной патрубок 13 на сепаратор 2 для отделения дрожжей. Далее квас подают в купажную емкость 3, которая конструктивно аналогична емкости 1 и работает аналогичным образом. В емкости 3 проводят окончательную доводку продукта, вводя различные добавки согласно рецептуре, после чего квас охлаждают до температуры 10°С и подают на линию розлива. Как было установлено, с понижением частоты менее 2,5 Кгц происходит снижение скорости движения жидкости внутри емкости, что приводит к увеличению времени приготовления продукта. А с повышением частоты более 3,5 кГц требуется повысить давление на входе в систему циркуляции 5, что приводит к увеличению потребляемой мощности насоса системы циркуляции.

Предложенный способ и установка позволяет снизить количество технологических операций, ускорить процесс получения квасов брожения в 2-3 раза, полностью исключить ценообразование. Как показала практика, приготовление квасов брожения по предлагаемому способу на заявленной установке имеет следующие преимущества:

- экономия производственных площадей,

- экономия оборудования, трубопроводов и запорной арматуры,

- уменьшение количества технологических операций,

- сокращение продолжительности приготовления кваса за счет применения гидроакустических излучателей, обеспечивающих смешивание всех компонентов (гомогенизацию) в двух плоскостях (горизонтальной и вертикальной) в заторно-бродильной и купажной емкостях,

- устранение ценообразования, экономия воды, электроэнергии, дезинфицирующего раствора.