способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке

Формула изобретения

1. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке, предусматривающий подачу в поток продукта двуокиси углерода и отделение концентрата от твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой, отличающийся тем, что потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а двуокись углерода подают в жидком фазовом состоянии по направлению к оси вращения поля центробежных сил путем диспергирования с увеличением скорости истечения до сверхзвуковой и закручиванием потока.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двуокись углерода подают на диспергирование в пульсирующем режиме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии холодного концентрирования жидких пищевых продуктов, в частности молока.

Известен способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке, предусматривающий подачу в потоке продукта двуокиси углерода в виде гранулированной твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой /патент РФ N 2001362, кл. F 25 C 1/12, 1993/.

Недостатком этого способа является экстенсивность процесса.

Задачей изобретения является интенсификация процесса путем улучшения условий контакта фаз.

Задача решается тем, что в способе концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке, предусматривающем подачу в поток продукта двуокиси углерода и отделение концентрата от твердой фазы двуокиси углерода с намерзшей на ней влагой, согласно изобретению потоку продукта создают пленочный режим течения в поле центробежных сил, а двуокись углерода подают предпочтительно в пульсирующем режиме, в жидком фазовом состоянии по направлению к оси вращения в поле центробежных сил путем диспергирования с увеличением скорости истечения до сверхзвуковой и закручиванием потока.

Это позволяет интенсифицировать процесс за счет улучшения условий контакта фаз при турбулизации потока продуктов.

Способ реализуется следующим образом.

Жидкий пищевой продукт, например молоко, подают в поле центробежных сил, создаваемое, например, вращением приемной емкости или введением продукта с высокой линейной скоростью тангенциально в емкость, имеющую форму тела вращения. В поле центробежных сил продукт распределяется по внутренней поверхности емкости в виде пленки, текущей по спирали. В пленку продукта подают двуокись углерода, предпочтительно в пульсирующем режиме, закручивая ее жидкую фазу и увеличивая скорость ее истечения до сверхзвуковой путем пропускания через сопла Лаваля. В результате адиабатного расширения часть двуокиси углерода переходит в газовую фазу с поглощением теплоты. На выходе из подающих каналов происходит турбулентный срыв потока двуокиси углерода, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой, особенно интенсивными при пульсирующей подаче двуокиси углерода. Сверхзвуковой закрученный поток двуокиси углерода имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения с ультразвуковой частотой до дробления газовой фазы на пузырьки и диспергирования оставшейся части жидкой фазы, переходящей в условиях давления, близкого к атмосферному, в твердую фазу в виде мелкодисперсных кристаллов, которые всплывают в пленке продукта под действием сил инерции и архимедовой силы выталкивания, и при взаимодействии сил трения и поля центробежных сил. Кристаллы двуокиси углерода частично испаряются в процессе всплытия с образованием пузырьков и созданием ударных волн. В пузырьках газовой фазы двуокиси углерода, всплывающих в таких условиях, возникают тороидальные потоки и пульсации объема. Поток пленки продукта турбулизируется струями и всплывающими кристаллами, и пузырьками двуокиси углерода. В итога при характерных для данного способа числах Рейнольдса, равных 100-1000, осредненные по времени числа Нуссельта достигают значений 30-80. В условиях столь интенсивного охлаждения из продукта выпадают кристаллы льда, образующиеся на центрах кристаллизации в виде мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода. Далее гетерогенную смесь разделяют одним из известных приемов, отделяя кристаллическую твердую фазу от концентрата.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс концентрирования.