Линия производства красного пищевого красителя из плодово- ягодных выжимок

Линия производства красного пищевого красителя из плодово- ягодных выжимок

Реферат

 

Использование: пищевая промышленность, извлечение пищевого красителя из отходов бродильного и сокового производства экстракционным методом. Сущность изобретения: для увеличения производительности и снижения энергоемкости линия, содержащая последовательно установленные роторно-кавитационный экстрактор со средствами подачи воды и выжимок, фильтрующую, ультрафильтрующую и обратноосмотическую установки и сборник красителя, снабжена источником жидкой двуокиси углерода и соединенным с ним диспергатором, установленным в нижней части роторно-кавитационного экстрактора. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для экстракционного извлечения пищевого энокрасителя из отходов бродильного и сокового производства.

Известна линия производства красного пищевого красителя из плодово-ягодных выжимок, содержащая последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор, фильтрующую, ультрафильтрующую и обратноосмотическую установки, сборник красителя, а также средства подачи воды и выжимок в роторно-кавитационный экстрактор [1] Недостатками этой линии являются низкая производительность и высокая энергоемкость.

Предлагаемая линия производства красного пищевого красителя из плодово-ягодных выжимок, содержащая последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор, фильтрующую, ультрафильтрующую и обратноосмотическую установки и сборник красителя, а также средства подачи воды и выжимок в роторно-кавитационный экстрактор, снабжена источником жидкой двуокиси углерода и соединенным с ним диспергатором, установленный в нижней части роторно-кавитационного экстрактора. Это позволяет достичь увеличения мощности кавитации и изменить кислотность реакционной смеси, что облегчает и ускоряет диффузию экстрагента и увеличивает растворимость в нем красителя.

В предпочтительном варианте линия может быть снабжена смесителем выжимок и листового сырья, установленным перед роторно-кавитационным экстрактором.

Это увеличивает поверхность контакта фаз за счет разрушения агломератов выжимок и улучшения структуры сырья, ускоряет экстракцию.

В этом случае линия может быть снабжена установленной между смесителем и роторно-кавитационным экстрактором установкой для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента, содержащей экстракционную емкость, конденсатор и нагреватель, соединенные в рециркуляционный контур, подключенный к источнику жидкой двуокиси углерода, и сборник экстракта, при этом источник жидкой двуокиси углерода может быть соединен непосредственно с нагревателем или с конденсатором через диспергатор и полость роторно-кавитационного экстрактора.

Это позволяет удалять с сырья гидрофобный кутикулярный слой, снизив его диффузионное сопротивление.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой линии; на фиг.2 то же, со смесителем; на фиг.3 и 4 то же, с установкой для сверхкритической экстракции при разных вариантах соединения с источником двуокиси углерода.

Линия производства красного пищевого красителя из плодово-ягодных выжимок содержит (фиг.1) последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор 1, фильтрующую 2, ультрафильтрующую 3 и обратноосмотическую 4 установки, сборник 5 красителя, а также средства 6 и 7 подачи воды и выжимок соответственно в роторно-кавитационный экстрактор 1, источник 8 жидкой двуокиси углерода и соединенный с ним диспергатор 9, установленный с нижней части роторно-кавитационного экстрактора 1.

Линия может также комплектоваться смесителем 10 выжимок и листового сырья (фиг. 2-4) и установкой для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента (фиг. 3 и 4), содержащей экстракционную емкость 11, конденсатор 12 и нагреватель 13, соединенные в рециркуляционный контур, подключенный к источнику 8 жидкой двуокиси углерода, и сборник 14 экстракта.

Источник 8 жидкой двуокиси углерода может быть соединен с установкой для экстракции при сверкритических параметрах экстрагента непосредственно (фиг. 3) при присоединении к нагревателю 13 для получения чистого экстракта воскоподобных веществ сырья или через диспергатор 9 и полость роторно-кавитационного экстрактора 1 (фиг.4) при присоединении к конденсатору 12 для снижения расхода двуокиси углерода.

Линия работает следующим образом.

Плодово-ягодные выжимки, например, темноокрашенных сортов сливы или винограда (желательно для улучшения структуры, разрушения агломератов и увеличения поверхности контакта фаз) при экстракции смешивают с листовым растительным сырьем, например лепестками розы или листьями березы, в смесителе 10 при подаче ингредиентов средством 7 в заданном соотношении. Далее для снижения диффузионного сопротивления смесь загружают в экстракционную емкость 11 и обрабатывают двуокисью углерода в надкритическом состоянии, циркулирующей через нагреватель 13, в котором ее нагревают до температуры выше критической с увеличением давления выше критического, экстракционную емкость 11, в которой при взаимодействии с приготовленной смесью она удаляет поверхностный гидрофобный кутикулярный слой сырьевых компонентов, и конденсатор 12, в котором происходит перевод двуокиси углерода в докритическое состояние с выпадением и сепарацией жидкой фазы экстрактивных веществ, удаляемых из него постоянного или периодически в сборник 14 экстракта.

Подготовленное таким образом сырье или неподготовленное сырье загружают средством 7 в роторно-кавитационный экстрактор 1, который затем заливают необходимым количеством воды из средства 6, и включают вращение ротора. Одновременно из источника 8 через диспергатор 9 в роторно-кавитационный экстрактор 1 подают жидкую двуокись углерода. Создаваемая вращением ротора роторно-кавитационного экстрактора 1 кавитация усиливается за счет образования кавитационных полостей при переходе в газовую фазу диспергируемой в реакционной смеси жидкой двуокиси углерода. Реакционная смесь перемешивается в радиальном направлении за счет взаимодействия с рабочими органами роторно-кавитационного экстрактора 1 и в осевом направлении за счет всплытия пузырьков газовой фазы двуокиси углерода, что способствует наиболее быстрому обновлению поверхности контакта фаз в реакционной смеси. Кавитация приводит к нарушению клеточной структуры и целостности клеточных оболочек сырья, что способствует развитию поверхности контакта фаз и снижению диффузионного сопротивления сырья в процессе экстракции. Часть двуокиси углерода растворяется в воде при активном перемешивании реакционной смеси и снижает значение рH, что увеличивает растворимость в воде пигментных веществ антоциановой природы. Избыточное количество газовой фазы двуокиси углерода отводится из роторно-кавитационного экстрактора 1 в атмосферу или предпочтительно в рециркуляционный контур установки для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента через конденсатор 12 для удаления паров и капель влаги, захватываемых потоком газообразной двуокиси углерода за счет газодинамического выноса.

После завершения экстракции шрот обработанного сырья отделяют от экстракта в фильтрующей установке 2, очищают экстракт от механических примесей и стерилизуют в ультрафильтрационной установке 3, затем красящие вещества концентрируют, отделяя часть экстрагента в обратноосмотической установке 4, и подают в сборник 5 красителя.

Таким образом, за счет увеличения мощности кавитации предлагаемая линия обладает меньшей удельной энергоемкостью, а за счет увеличения растворимости вещества пигментного комплекса при изменении рН экстрагента, усиления кавитации и возможных улучшения структуры и снижения диффузионного сопротивления сырья обладает большей производительностью при уменьшении удельных временных затрат на обработку сырья.

Формула изобретения

1. ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КРАСНОГО ПИЩЕВОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ ВЫЖИМОК, содержащая последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор, фильтрующую, ультрафильтрующую и обратноосмотическую установки и сборных красителя, а также средства подачи воды и выжимок в роторно-кавитационный экстрактор, отличающаяся тем, что она снабжена источником жидкой двуокиси углерода и соединенным с ним диспергатором, установленным в нижней части роторно-кавитационного экстрактора.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена смесителем выжимок и листового сырья, установленным перед роторно-кавитационным экстрактором.

3. Линия по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена установленной между смесителем и роторно-кавитационным экстрактором установкой для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента, содержащей экстракционную емкость, конденсатор и нагреватель, соединенные в рециркуляционный контур, подключенный к источнику жидкой двуокиси углерода, и сборник экстракта.

4. Линия по п.3, отличающаяся тем, что источник жидкой двуокиси углерода соединен непосредственно с нагревателем установки для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента.

5. Линия по п.3, отличающаяся тем, что источник жидкой двуокиси углерода соединен с конденсатором установки для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента через диспергатор и полость роторно-кавитационного экстрактора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4