способ стерилизации жидких продуктов

Формула изобретения

Способ стерилизации жидких продуктов, включающий создание пленочного режима течения продукта путем его подачи в поле центробежных сил, подачу пара для ускорения в сопла и его барботирование в пленку продукта, отличающийся тем, что подачу пара в сопла осуществляют в пульсирующем режиме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии стерилизации жидких продуктов при непосредственном контакте с греющим паром и может быть использовано в пищевой промышленности.

Известен способ стерилизации жидких продуктов, включающий создание пленочного режима течения продукта путем его подачи в поле центробежных сил, подачу пара в непрерывном режиме для его ускорения в соплах и его барботирование в пленку продукта [1]

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость стерилизации.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости процесса стерилизации за счет увеличения энергоемкости генерируемых в продукте ультразвуковых колебаний.

Поставленная задача решается тем, что в способе стерилизации жидких продуктов, включающем создание пленочного режима течения продукта путем его подачи в поле центробежных сил, подачу пара для ускорения в соплах и его барботирование в пленку продукта, согласно изобретению подачу пара осуществляют в пульсирующем режиме.

Это позволяет увеличить энергоемкость генерируемых в продукте ультразвуковых колебаний, что обеспечивает стерилизацию продукта при более низких температурах и снижает энергоемкость процесса.

Способ реализуется следующим образом.

Жидкий продукт подают в поле центробежных сил, создаваемое, например, вращением емкости, в которую подают продукт, или тангенциальным вводом продукта при высокой линейной скорости в емкость, имеющую форму тела вращения. При этом жидкий продукт растекается по периферии этой емкости, образуя движущуюся пленку на ее стенке. Для тепловой обработки пленки продукта через стенки емкости, используя перфорацию, выполненную с отверстиями в виде сопл, в нее подают пар в пульсирующем режиме. В результате прохода через сопла пар увеличивает скорость истечения и генерирует в пленке продукта ультразвуковые колебания в результате кавитационного изменения давления при турбулентном срыве пузырьков пара с выходных отверстий сопл. При этом пульсирующая подача пара в сопла увеличивает энергоемкость генерируемых колебаний. Далее пузырьки пара поступают в пленку продукта, турбулизируя ее течение. Кроме того, в поле центробежных сил высокие скорости вдува пара при кавитационном изменении давления приводят к образованию тороидальных потоков в самих пузырьках и интенсивному обновлению поверхности контакта фаз в результате этого процесса. Высокоэнергоемкие ультразвуковые колебания в среде вызывают уменьшение пограничного слоя на поверхности контакта фаз, что ускоряет теплообмен между греющим паром и жидким продуктом. В результате этого продукт нагревается до температуры стерилизации, а пузырьки пара остывают.

Опытная проверка показала, что при характерных для данной технологии обработки продукта числах Рейнольдса, равных 10²-10³, осредненные по времени числа Нуссельта равны 20-30, и газовая фаза охлаждается практически до выходной температуры продукта. В результате происходит гарантированная конденсация пара с передачей продукту скрытой теплоты конденсации и со схлопыванием кавитационных полостей, дополнительно увеличивая энерговвод в обрабатываемый продукт как тепловой, так и ультразвуковой энергии. Следует отметить, что энергоемкие ультразвуковые колебания в пленке продукта приводят к разрушению клеточных оболочек или их необратимым деформациям как у вегетативной, так и у споровой форм микрофлоры. Это исключает их развитие и жизнедеятельность при более низких температурах стерилизации, что исключает термодеструкцию лабильных компонентов продукта и одновременно снижает энергоемкость способа.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить энергоемкость стерилизационной обработки жидких продуктов при комбинированном тепловом и ультразвуковом воздействии за счет гарантированной утилизации скрытой теплоты конденсации пара и увеличения энергоемкости ультразвуковых колебаний.