Спосіб отримання концентрованих рідких продуктів шляхом виморожування

Спосіб отримання концентрованих рідких продуктів шля хом виморожування, який передбачає часткове занурення у ємність з попередньо охоло 3 34280 чин», знижуються втрати маточного розчину з блоком льоду та підвищується ступінь концентрування розчину. Поставлена задача вирішена в способі отримання концентрованих продуктів шляхом виморожування, який передбачає часткове занурення у ємність з попередньо охолодженим продуктом робочих органів паралельно поверхні продукту, відвід тепла від поверхні робочих органів, наморожування на них блоків льоду, вилучення робочих органів з ємності, витримування їх на повітрі при температурі вище 0°С, збір розчину, який стікає з блоків льоду, та його змішування з концентрованим продуктом і знімання з робочих органів блоків льоду тим, що додатково під час наморожування блоків льоду на робочих органах здійснюється механічні коливання розчину у границі «лід розчин». Вплив механічних коливань у границі «лід розчин» дозволяє зменшити дифузійний опір приграничного шару та інтенсифікувати процес тепломасопереносу шляхом механічного коливання розчину. Внаслідок цього посилюються дифузійні процеси і формується блок льоду з більш щільним упакуванням кристалів. Це важливо для ефективного розділення розчину і дозволяє підвищити ступінь концентрування розчину та зменшити втрати концентруємого розчину з блоком льоду. Порівняння ефективності запропонованого способу концентрування розчинів з відомим способом, наведено в Таблиці. Спосіб реалізується наступним чином: В ємність з попередньо охолодженим продуктом паралельно його поверхні частково (не менш ніж на 5мм) занурюють робочі органи і відводять тепло від їх поверхні за допомогою холодоносія. При відводі тепла на поверхні робочих органів відбувається наморожування блоків льоду. В процесі виморожування рідина піддається механічному коливанню у границі «лід - розчин» за допомогою пульсуючої у розчині мембрани. Після отримання блоку льоду з необхідними розмірами робочі органи видаляють з ємності, блок льоду відокремлюють від поверхні робочого органу та сепарують при температурі вище 0°С. Приклад 1 Яблучним соком з масовою часткою розчинних речовин 12%, об'ємом 4,16л і температурою 6°С заповнюємо ємність. В ємності також розміщуємо перфоровану горизонтальну мембрану з одним ступенем свободи переміщення - вздовж вертикальної осі. У розчин паралельно його поверхні на глибину 6мм занурюємо робочий орган, у середині якого кипіть холодоносій і за допомогою якого відводилася теплота від розчину та теплота кристалізації. Процес виморожування здійснюємо при тем 4 пературі мінус 17°С протягом 180 хвилин. Під час концентрування у розчині створюємо механічні коливання з частотою f=0,0033Гц у границі «лід розчин». Потім робочий орган з блоком льоду видаляємо з ємності та витримуємо на повітрі на протязі 40 хвилин для вилучення з поверхні блоку льоду рідкої фази. Приклад 2 Яблучним соком з масовою часткою розчинних речовин 12%, об'ємом 4,16л і температурою 6°С заповнюємо ємність. В ємності також розміщуємо перфоровану горизонтальну мембрану з одним ступенем свободи переміщення - вздовж вертикальної осі. У розчин паралельно його поверхні на глибину 6мм занурюємо робочий орган, у середині якого кипіть холодоносій і за допомогою якого відводилася теплота від розчину та теплота кристалізації. Процес виморожування здійснюємо при температурі мінус 17°С протягом 180 хвилин. Під час концентрування у розчині створюємо механічні коливання з частотою fМ=0,0083Гц у границі «лід розчин». Потім робочий орган з блоком льоду видаляємо з ємності та витримуємо на повітрі на протязі 40 хвилин для вилучення з поверхні блоку льоду рідкої фази. Приклад 3 Яблучним соком з масовою часткою розчинних речовин 12%, об'ємом 4,16л і температурою 6°С заповнюємо ємність. В ємності також розміщуємо перфоровану горизонтальну мембрану з одним ступенем свободи переміщення - вздовж вертикальної осі. У розчин паралельно його поверхні на глибину 6мм занурюємо робочий орган, у середині якого кипіть холодоносій і за допомогою якого відводилася теплота від розчину та теплота кристалізації. Процес виморожування здійснюємо при температурі мінус 17°С протягом 180 хвилин. Під час концентрування у розчині створюємо механічні коливання з частотою fМ=0,0833Гц у границі «лід розчин». Потім робочий орган з блоком льоду видаляємо з ємності та витримуємо на повітрі протягом 40 хвилин для вилучення з поверхні блоку льоду рідкої фази. Залежність кінцевих параметрів процесу запропонованого способу від значення частоти коливання в порівнянні з прототипом наведено в Таблиці. З представлених в Таблиці прикладів можна зробити наступний висновок - пульсуюча у розчині мембрана інтенсифікує процеси тепло та масопереносу при блочному виморожуванні води із рідких продуктів. Промислове застосування: концентрування харчових рідких продуктів (соків, екстрактів, молочних продуктів, виноматеріалів, пива і т.п.) шляхом виморожування з них води та підвищенням до вмісту сухи х речовин 35-50%. 5 34280 6 Таблиця Залежність кінцевих параметрів процесу запропонованого способу від значення частоти коливання в порівнянні з прототипом Кінцеві параметри процесу Значення частоти пульсації мембрани, Гц Ступінь концентрування розчину, % Зниження температури розчину, °С Вихід концентрованого розчину відносно до начального, % Коефіцієнт витягу неводних компонентів з розчину без сепарування, % Інтенсивність виморожування твердої фази на одиниці поверхні кристалізатора, кг/м 2 Товщина вимороженого слою, мм Маса розплаву блоку льоду, кг Масова частка сухи х речовин у розплаві блоку льоду, % Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова Прототип Приклад Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 0,0033 0,0083 0,0833 1,17 1,3 1,34 1,4 7,5 7,6 7,7 8 51,4 54,8 58,2 61,4 0,59 0,71 0,78 0,84 7,87 14,13 12,54 12,47 46 44 40 36 2,07 1,98 1,83 1,69 3 2,93 2,64 2,48 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601