способ получения коптильного препарата и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения коптильного препарата, состоящий в абсорбции летучих продуктов пиролиза древесины жидкостью, циркулирующей по охлаждаемому контуру, и включающий ввод компонентов в абсорбер, их диспергирование и проведение контакта, сепарацию, отличающийся тем, что сепарацию частиц осуществляют путем всасывания вакуум-насосом аэрозоля через сопло укрупнителя частиц для отделения при ударе о подложку частиц дыма диаметром меньше 1 мкм и их накапливания, а после достижения критической массы частицы газа стекают с подложки в сборник.

2. Устройство для получения коптильного препарата, включающее источник газов, абсорбер для проведения контакта, сепарации газов и жидкости, охлаждаемый жидкостный контур со средствами подачи жидкости в абсорбер и возврата ее в контур и средства перемещения газов, включающие средства ввода газов в абсорбер из источника, вывода их из абсорбера и сброса в атмосферу, отличающееся тем, что абсорбер дополнительно содержит накопитель и укрупнитель частиц газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при получении коптильных препаратов для придания пищевым продуктам специфических вкусоароматических свойств копчености.

Известно устройство для получения коптильного препарата [1], включающее дымогенератор, абсорбционную колонну с распределенными в ней форсунками для ввода и диспергирования жидкости, насадкой для увеличения поверхности контакта и жалюзийным каплеотделителем, сепаратором, охлаждаемый жидкостный контур с устройством для подачи жидкости в колонну и возврата в контур и средства для подачи газов из дымогенератора в колонну, вывода их из абсорбера и сбора.

Недостатками устройства [1] являются низкая производительность и большие габаритные размеры, недостаточная эффективность процессов абсорбции и сепарации.

Известен способ получения коптильного препарата [2], включающий источник газов (дымогенератор), абсорбер, содержащий вихревую контактную камеру и центробежный сепаратор, рециркуляционный газовый контур, жидкостной контур со средствами подачи жидкости в абсорбер, охлаждения, очистки от механических примесей, залива и слива, жидкостно-газового эжектора для подачи газов в абсорбер.

Недостатком устройства [2] является неполное улавливание жидкостью коптильных веществ и связанная с этим низкая эффективность процесса абсорбции.

Даже самая эффективная обработка дыма водой имеет низкую степень улавливания дисперсной фазы коптильных компонентов [3]. Капли воды минимального размера 20 - 30 мкм не могут улавливать основную массу коптильных частиц дымовых газов размером 0,1-0,5 мкм, которые составляют около 70% от всей массы коптильных компонентов дисперсной фазы дымовых газов [4].

Известно, что в приобретении вкуса и аромата копченого продукта участвует и паровая, и дисперсная фаза [4, 5], в то время как в создании цвета копченого продукта главная роль принадлежит дисперсной фазе. Поэтому коптильные препараты, полученные при помощи обработки дымовых газов только водой, не обеспечивают копченым продуктам свойственного им цвета. В связи с этим недостатком всех существующих способов получения коптильных препаратов является неполное улавливание жидкостью коптильных веществ и низкая эффективность процесса абсорбции.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса абсорбции и упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что после абсорбции летучих продуктов пиролиза древесины жидкостью в дымоводяном насосе эжекторного типа дальнейшее улавливание частиц происходит в импакторе (укрупнителе и накопителе частиц) методом укрупнения частиц. Метод укрупнения частиц основан на сепарации частиц в импакторе. Диаметр сопла укрупнителя частиц, расстояние его до подложки и скорость проходящего через него аэрозоля подобраны с таким расчетом, что при просасывании через укрупнитель частиц аэрозоля, состоящего из смеси дисперсионной среды - дыма и капелек воды, частицы дыма диаметром 0,01 - 0,5 мкм, обладающие большей инерционной способностью, чем парогазовая среда, не огибают подложку, а, ударяясь об нее, остаются на подложке. При достижении критической массы связанные частицы стекают с подложки в накопитель, не нарушая при этом настройки укрупнителя частиц. Подложка представляет собой пластину из нержавеющей стали.

Упрощение конструкции достигается за счет исключения из устройства [2] объемной и сложной по конструкции вихревой контактной камеры и контура рециркуляции газов.

Сущность способа заключается в том, что коптильный препарат получают путем осаждения частиц дымовых газов на подложке укрупнителя частиц и укрупнения их, при этом диаметр сопла укрупнителя, расстояние его до подложки и скорость проходящего через него аэрозоля подобраны с таким расчетом, что при просасывании аэрозоля, состоящего из смеси дисперсной фазы дыма и капелек воды, через укрупнитель частицы дыма с диаметром меньше 1 мкм вследствие большей инерционной способности, чем парогазовая среда, не огибают подложку, а, ударяясь об нее, остаются на подложке. После достижения критической массы связанные частицы стекают с подложки, не нарушая при этом настройки укрупнителя частиц.

На чертеже представлена блок-схема получения коптильного препарата.

Блок-схема содержит дымогенератор 1 с электрическим нагревателем 2, дымоводяной насос эжекторного типа 3, накопитель жидкости 4, укрупнитель частиц 5, вакуумный насос 6, холодильник 7, циркуляционный насос 8, блок управления 9.

Сущность устройства заключается в том, что в результате нагрева опилок с помощью электрического нагревателя 2 образующийся в дымогенераторе 1 при пиролизе древесины дым всасывается дымоводяным насосом эжекторного типа 3, где происходит предварительная абсорбция паровой фазой коптильных веществ и захват водой дисперсных частиц дыма. Затем дымовоздушная смесь попадает в накопитель 4 для отделения паровой фазы коптильных компонентов, крупных смолистых и сажевых соединений, а также дисперсной фазы коптильных веществ размерами более 1 мкм. Образующийся в свободном пространстве накопителя аэрозоль, содержащий во взвешенном состоянии не захваченные водой частицы размерами меньше 1 мкм, всасывается через сопло укрупнителя частиц 5 вакуумным насосом 6 в укрупнитель частиц 5, и после достижения критической массы связанные частицы газа стекают с подложки в накопитель жидкости 4, где охлаждаются холодильником 7. Циркуляционный насос 8 служит для насыщения жидкости коптильными веществами до необходимой концентрации. Процесс получения коптильного препарата управляется блоком управления 9. Состав коптильных препаратов, полученных за одинаковую продолжительность работы установок по способу [2] и по предлагаемому изобретению, представлен в таблице.

Результаты экспериментов показали, что при одной и той же продолжительности работы установок по способу [2] и предлагаемому изобретению количество основных коптильных компонентов: карбонильных соединений и фенолов в коптильной жидкости, полученной по предлагаемому изобретению, накапливается почти в два раза больше, что свидетельствует об эффективности данного изобретения. Общая кислотность полученных коптильных препаратов отличается незначительно. Содержание бенз(а)пирена не превышает допустимых значений.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы в накопитель жидкости 4 заливается вода, которая охлаждается холодильником 7. Полученный при пиролизе древесины в дымогенераторе 1 газ всасывается в дымоводяной насос 3 эжекторного типа и смешивается с водой. Здесь происходит предварительная абсорбция паровой фазой коптильных веществ и захват водой дисперсных частиц дыма. Затем дымовоздушная смесь попадает в накопитель жидкости 4, где происходит расслоение дымовоздушной смеси. В воде остается паровая фаза коптильных компонентов, крупные смолистые и сажевые соединения и дисперсная фаза коптильных компонентов размерами более 1 мкм. В свободном пространстве накопителя жидкости 4 находятся во взвешeнном состоянии не захваченные водой частицы размерами меньше 1 мкм, а также испарения жидкости (аэрозоль). Образующийся аэрозоль всасывается через сопло укрупнителя частиц 5 вакуумным насосом 6 в укрупнитель частиц 5, накапливается на подложке укрупнителя частиц 5, и после достижения критической массы связанные частицы газа стекают с подложки в накопитель, где охлаждаются холодильником 7 до температуры 5-10^oC, что позволяет осуществить лучшее разделение водорастворимой части жидкости и осаждаемых смол. Насос 8 обеспечивает рециркуляцию жидкости для насыщения ее коптильными веществами до необходимой концентрации.

Источники информации

1. Бурдуков А.П., Гольдштик М.А., Дорохов А.Р. и др. Тепло- и массоперенос в закрученном газожидкостном слое. Журнал прикладной механики и технической физики. 1981, N 6, с. 129-136.

2. Патент РФ N 95105296, кл. 6 A 23 В 4/044, 1995.

3. Пащенко С.Э., Сабельферд К.К. Атмосферный и технический аэрозоль // Новосибирск, 1992.

4. Русанов В.В. Разработка и исследование способа и конструкции аппарата для получения коптильной жидкости в ионизированной среде. Автореферат канд. дисс., М., 1979.

5. Курко В.И. Методы исследования процесса копчения и копченых продуктов.- М.: Пищевая промышленность, 1977.