Линия производства пектиновых веществ
Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим линиям для получения пектиновых веществ из растительного сырья и может быть использована для производства продуктов лечебно-профилактического назначения. Предлагаемая механизированная линия для получения пектиновых веществ включает последовательно соединенные сырьевой питатель, экстрактор (роторно-пульсационный аппарат), соединенный с реактором смесителем, нутч-фильтр, центрифугу осадительного типа, сборник, ультрафильтрационную установку, вакуум-выпарной аппарат, соединенный дополнительно со сборником для осаждения пектина и центрифугой, и сушильную установку. Линия позволяет получать в едином непрерывном технологическом потоке следующие целевые продукты: пектиновый концентрат, сухой пектиновый концентрат и пектин. 1 Рис.
Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим линиям для получения пектиновых веществ из растительного сырья и может быть использована для производства продуктов лечебно-профилактического назначения.
Известна линия производства пектинового концентрата, содержащая последовательно соединенные средство подачи сырья, промывочную емкость, первый сепаратор, первый пресс, сушилку, экстрактор-гидролизатор, охладитель, второй сепаратор, второй пресс, фильтр, катионообменник, анионообменник, буферную емкость и выпарную установку, средство подачи воды, соединенное с промывочной емкостью и экстрактором-гидролизатором, сборник промывочных вод, соединенный входом с выходами жидкой фазы первых сепаратора и пресса, и средство подачи анолита, соединенное с экстрактором-гидролизатором (Нелина В.В. Разработка и совершенствование технологий пектина и пектинопродуктов. Автореферат дис. д.т.н. - К.: УГУПТ, 1996, с.32).
Линия конструктивно сложна и позволяет получать только один пектинсодержащий продукт.
Наиболее близка по назначению к заявляемой полезной модели линия для производства пектина или пектинового концентрата, содержащая последовательно соединенные сырьевой питатель, экстрактор-дезинтегратор с устройством подачи воды и кислоты (реактор-смеситель), промежуточный сборник, устройство для грубой фильтрации - протирочную машину, устройство для тонкой очистки - сепаратор, ультрафильтрационную установку, фасовочную установку и стерилизатор. (Голубев В.Н., Шелухина Н.П., Пектин: химия, технология, применение. - М.: ИЭЧАТН РФ, 1995, с.310-311).
Недостатком этой линии является ее низкая производительность (пектиновый экстракт несколько раз пропускают через ультрафильтрационную установку).
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в возможности получения различных пектиновых веществ с хорошими выходами в едином непрерывном технологическом потоке (цикле).
Технический результат достигается предлагаемой механизированной линией для получения пектиновых веществ, включающей последовательно соединенные сырьевой питатель, экстрактор (роторно-пульсационный аппарат), соединенный с реактором-смесителем, нутч-фильтр, центрифугу осадительного типа, сборник, ультрафильтрационную установку, вакуум-выпарной аппарат, соединенный дополнительно со сборником для осаждения пектина и центрифугой, и сушильную установку. Заявляемая линия позволяет получать пектин с высокой уронидной составляющей. Использование центрифуги осадительного типа в линии производства пектина обеспечивает получение более прозрачных экстрактов, что чрезвычайно важно для следующей стадии - процесса ультрафильтрации, так как снижает вероятность забивания пор половолоконных мембран ультрафильтрационной установки. Использование центрифуги позволяет также повысить содержание пектиновых веществ в экстракте по отношению к сухим экстрактивным веществам, ведет к увеличению выхода пектина и повышает производительность процесса. Процесс гидролиза - экстракции осуществляют в роторно-пульсационном аппарате в зазоре между статором и вращающимся ротором, где жидко-текучая среда подвергается кавитационным резонансным механоакустическим воздействиям, возникающим между ротором и статором, в результате чего происходит дополнительная дезинтеграция пектинсодержащего сырья с одновременной высокоэффективной экстракцией пектина из сырья в водную фазу.
На рис.1 показана схема предлагаемой линии для получения пектиновых веществ.
Линия для получения пектиновых веществ содержит сырьевой питатель (1), ленточный транспортер (2), экстрактор кавитационного типа - роторно-пульсационный аппарат (3), соединенный через кран (5) и насос (6) с реактором - смесителем (4). Выход роторно-пульсационного аппарата (3) соединен через кран (7) и насос (8) с устройством грубой очистки - нутч-фильтром (9), нижняя часть которого через кран (10) соединена с устройством тонкой очистки - центрифугой осадительного типа (11). Центрифуга (11) соединена насосом (12) с промежуточным сборником (13). Сборник (13) соединен через насос (14) и кран (15) с ультрафильтрационной установкой (16) на полых волокнах АУФ-06 с использованием половолоконного фильтра. Ультрафильтрационная установка (16) соединена с вакуум - выпарной установкой (17), откуда пектиновый концентрат через кран (18) подают на фасовку. Дополнительно вакуум - выпарная установка (17) через кран (20) соединена с сушильной установкой (21), а через кран (22) со сборником (23), который через кран (24) и насос (25) соединен с центрифугой (26), снабженной краном (27) для отвода водно-этанольного фугата.
Линия для производства пектиновых веществ работает следующим образом.
Пектинсодержащее сырье, измельченное до размеров частиц 2-5 мм и взвешенное на технических весах, подают в определенном весовом количестве из сырьевого питателя (1) ленточным транспортером (2) в роторно-пульсационный аппарат кавитационного типа (3). В качестве сырья используют любое пектинсодержащее сырье растительного происхождения. При этом сырье используют в сухом, и/или свежем, и/или свежеотжатом виде. Из реактора - смесителя (4) через кран (5) насосом (6) в роторно-пульсационный аппарат (3) поступает гидролизующий реагент. В качестве гидролизующего реагента используют молочную сыворотку или
растворы органических пищевых кислот (молочная, лимонная, янтарная, уксусная кислоты и др.). Процесс гидролиза - экстракции осуществляют в роторно-пульсационном аппарате (3) в зазоре между статором и вращающимся ротором в режиме скорости вращения ротора от 4000 до 4500 об/мин в течение 30-240 сек при значениях градиентов скоростей от 4.6·10 5 м/с·м до 5.8·105 м/с·м. и гидромодуле 1:5 для влажного пектинсодержащего сырья, и 1:(10-15) для сухого сырья. Протекая в каналы ротора и статора, в зазорах между ними жидкотекучая среда подвергается кавитационным резонансным механоакустическим воздействиям, возникающим между ротором и статором, в результате чего происходит дополнительная дезинтеграция пектинсодержащего сырья с одновременной высокоэффективной экстракцией пектина из сырья в водную фазу. Полученная пульпа через кран (7) насосом (8) поступает на нутч-фильтр (9), где происходит разделение на жидкую (экстракт) и твердую (жом) фазы путем фильтрации через лавсановую ткань. Полученный экстракт через кран (10) идет на центрифугу осадительного типа (11), в которой под действием центробежной силы осаждаются все твердые частицы, имеющие удельный вес больший, чем у жидкой фазы. Это позволяет получать более прозрачные экстракты, что исключает вероятность забивания пор половолоконных мембран в процессе ультрафильтрации, а также повысить содержание пектиновых веществ в экстракте по отношению к сухим экстрактивным веществам. После центрифугирования, экстракт насосом (12) подают в промежуточный сборник (13), из которого насосом (14) через кран (15) на ультрафильтрационную автоматизированную установку (АУФ-06) (16) с использованием половолоконного ультрафильтрационного модуля с границей фильтрации от 10 до 100 кДа. Ультрафильтрацией достигают концентрирование пектинового экстракта до 3.5-5.0% по пектиновым веществам и его очистку от низкомолекулярных органических и неорганических примесей. Далее осуществляют сгущение пектинсодержащего концентрата в вакуум - выпарном аппарате (17) до содержания
в нем 8-14% пектиновых веществ. После чего пектиновый концентрат используют в зависимости от характера целевого продукта. Как один из целевых продуктов, пектиновый концентрат подают на фасовку из вакуум-выпарной установки через кран (18).
При необходимости получения сухого пектинового концентрата, пектиновый концентрат насосом (19) поступает через кран (20) на сушильную установку (21). Высушенный и измельченный пектинсодержащий порошок подается на фасовку. Для получения пектина с высокой уронидной составляющей пектиновый концентрат насосом (19) через кран (22) направляют в сборник (23), где проводят осаждение пектина раствором этанола. Отделение пектина от жидкой фазы проводят центрифугированием на центрифуге осадительного типа (26), куда смесь поступает из сборника (23) через кран (24) при помощи насоса (25). Пектин, как целевой продукт из центрифуги (26) поступает на сушильную установку (21), а водно-этанольный фугат через кран (27) направляют для регенерации этанола и повторного его использования для осаждения пектина.
Предлагаемая линия позволяет получать в едином непрерывном технологическом потоке следующие ценные целевые продукты: пектиновый концентрат, сухой пектиновый концентрат и пектин. Так, например, при переработке на заявляемой линии выжимок из различных сортов яблок получены следующие продукты:
пектиновый концентрат: вязкая жидкость темно-бежевого цвета, содержание сухих веществ до 20%, содержание пектина - 5-10%;
сухой пектиновый концентрат: порошок светло-коричневого цвета, содержание пектина - 25-50%;
пектин в виде светло-желтого порошка с влажностью 12%, молекулярной массой 40-100 кДа, степенью этерификации 65-85% и уронидной составляющей 55-75%, что соответствует определенному стандарту (ГОСТ 29186-91).
Линия производства пектиновых веществ, включающая последовательно соединенные сырьевой питатель, экстрактор, соединенный с реактором-смесителем, устройство грубой очистки, устройство тонкой очистки, сборник, ультрафильтрационную установку, сушильную установку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вакуум-выпарную установку, расположенную между ультрафильтрационной и сушильной установками, сборник для осаждения пектина и центрифугу, расположенные после ультрафильтрационной установки, причем экстрактор представляет собой роторно-пульсационный аппарат, устройство грубой очистки - нутч-фильтр, а устройство тонкой очистки - центрифугу осадительного типа.
