Способ десульфитации плодово-ягодного сока

Авторы патента:

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам десульфитации плодово-ягодных соков. Цель изобретения - интенсификация процесса и полное удаление консерванта. Сульфитированный сок диспергируют для создания высокой степени развития поверхности /10<SP POS="POST">4</SP>-10<SP POS="POST">5</SP> м<SP POS="POST">2</SP>/м<SP POS="POST">3</SP>/ контакта газовой и жидкой фаз, устанавливают время контакта, равное 0,5-0,6 мин, процесс ведут в два этапа. На первом этапе удаляют свободный сернистый ангидрид и часть связанного при 80-85°С и устанавливают соотношение объемов газовой и жидкой фаз, равное 55:1, а на втором этапе удаляют связанный SO<SB POS="POST">2</SB> при 95-100°С и устанавливают соотношение объемов газовой и жидкой фаз, равное 20:1. 3 ил., 4 табл.

союз советских ссцИалистичЕСних

РЕСПУБЛИК (51) 5 A 23 L 2/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬП ИЯМ пРи п нт СССР

1 (21) 4300808/30-13 (22) 08.09.87 (46) 23. 10. 90. Бюл. № 39 (71) Технологическо-конструкторский институт Научно-производственного объединения "Яловены" (72) Э.И. Шприцман, Н.С. Краснова и Б,А. Гамарник (53) 663.257.3(088.8) (56) Мюллер-Шпет Х. Производство виноградного сусла, производство красного и белого вина способом лересульфитации и десульфитации мезги и виноградного сока. Зейтц-Вер-. ке.ГмбХ, Бад Кройцнах/ФРГ, 1981, с. 10-11.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам десульфитации плодово-ягодных соков.

Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса и полчое удаление консерванта.

Сущность процесса термической десульфитации соков сводится к тому,что под действием тепла из сока удаляется свободная и связанная форма диоксида серы. К связанной форме относят соединения диоксида серы с различными компонентами сока, причем с одним из них (например, антоцианы) образуются весьма непрочные соединения, способные разрушаться с выделением

„„SU„, 1600672 А 1

° (54) СПОСОБ ДЕСУЛЬФИТАЦИИ ППОДОВОЯГОДНОГО СОКА (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам десульфитации плодово-ягодных соков. Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса и полное удаление консерванта.,Сульфитированный сок диспергируют для создания высокой степени развития поверхности (10 вЂ” l0 м /м ) контакта газовой и жидкой фаз, устанавливают время контакта, равное 0,5-0,6 мин, процесс ведут в два этапа. На первом . этапе удаляют свободный сернистый ангидрид и часть связанного при 80вЂ” о

85 С и устанавливают соотношение объе- й2 мов газовой и жидкой фаз, равное 55:1 а на втором этапе удаляют связанный о Ф

S0z при 95"100 С и устанавливают соотношении объемов газовой и жидкой С фазы, равное 20: 1. 3 ил., 4 табл.

SGz при незначительном повышении тем- © пературы, с другими (например, глю- чав козы и другие соединения, обладающие © карбонпльной группой) вЂ” прочные сое- (ф3 динения, для разрушения которых требуются более жесткие условия и более длительное время.

На фиг. 1-3 даны кривые, поясняющие способ.

В процессе исследований установлено, что своеобразным паспортом механизма процесса, отражающим любые отклонения режимов от оптимальных, является кривая десульфитации С о = f(w) (фиг. 1). На кривои десульфитации со" ков четко различаются два периода про1600672 цесса. В первый период десульфитация протекает с высокой скоростью, которая лимитируется десорбцией SO< из капли сока в газовую среду. Во второй период скорость процесса резко падает за счет смены лимитирующей реакции.

Весь свободный диоксид серы из легко разрушающихся под действием тепла соединений к этому моменту уже удален, а1.самой медленной стадией процесса становится реакция выделения SO из барочно связанных соединений. Она и лимитирует общую скорость процесса десульфитации в этот период. Смена пери"15

Одов происходит в критической точке при концентрации SO> в соке на уровне

100-200 мг/дм независимо от его сорта. Эта величина соответствует концентрации диоксида серы, образующего ..йрочные соединения с компонентами соКа. Подтверждением этому является отсутствие зависимости концентрации критической точки от уровня сульфитаПии сока. 25

Интенсификация процесса достигается тем, что десульфитацию проводят

+ 5

1 ри удельной поверхности 10 -10 м /м, соотношении объемов газа-носителя и обрабатываемого сока 55: 1 на первом этапе и повышении температуры до 95 100 С на втором.

Полное удаление консерванта достигается повышением температуры до 95100 С на втором этапе и пребыванием в контакте жидкой и газовой фаз в усло35 виях десульфитации в течение 0 5

0,6 мин.

Одновременно достигается повышение качества готового продукта за счет уменьшения тепловой нагрузки вследствие использования более низкого температурного режима на первом этапе процесса, а также за счет уменьшения времени проведения всего процесса путем развития высокой удельной поверхности контакта жидкой и газовой фаз (10 - 10 м /м ).

Способ осуществляют следующим образом.

1 50

Сульфитированный сок нагревают до о температуры 80-85 С при атмосферном давлении, развивают поверхность контакта жидкости с газом-носителем (удельная поверхность 10 -10 з м /мз)

4 ,55 и удаляют сернистый ангидрид током паров сока, причем соотношение объемов газа-носителя и обрабатываемой жидкости составляет 55: 1. Когда концентраТаблица

Время полной десульфитации мин

Диаметр капли, мм

Удельная поверхность десульфитируемого сока, м /.м 60

18%

20000

1,5

1,2

1,0

0,8

0,5

0,4

О,Э

*Отмечается укос капель током газа" носителя.

Диаметр капель установлен путем отбора проб из реактора иа предметные стекла, покрытые слоем парафина с нанесенньж на него в качестве иммерсионной жидкости касторовым маслом.

Установлено, что основной характеристикой. процесса десульфитации является кривая в .координатах."Концентрации ЯО - время" (фиг. 2). Кривую десульфитации снимают при постоянной температуре нагрева сока и соотношении объемов газовой и жидкой фаз в течение всего процесса. ция диоксида серы в десульфитируемом соке достигает 100-200 мг/дмз, реализуют второй этап десульфитации: температуру сусла повышают до 95 -- .

100 С, а соотношение объемов газаносителя и жидкости понижают до 20: 1.

Полное удаление консерванта осуществ- . ляют в течение 0,5-0,6 мин контакта десульфитируемой жидкости с газом-носителем.

Одним из определяющих факторов интенсификации процесса десульфитации является поверхность контакта десульфитируемой жидкости с газом-носителем, Наиболее высокую степень развития поверхности получают при диспергировании жидкости в виде капель.

Экспериментальным путем установлено, что оптимальным размером капель, при котором исключен их унос, особенно на первом этапе десульфитации, являются капли диаметром 0,5-0,8 мм.

Результаты определения времени полной десульфитации при различной удельной поверхности жидкой фазы даны в табл. 1.

06 72

Таблица 3

866

201

192

190

100

При обычном уровне сульфи1ации 800

1100 мг/дмэ около 807. сернистого ан-! гидрида удаляют на первом этапе де-.; сульфитации. Наиболее важным фактором интенсификации процесса на первом этапе является удаление газообразного

Таблица 2 сернистого ангидрида ° При заданной температуре десульфитируемой жидкости и удельной поверхности оптимальным соотношением объемов газа-носителя и жидкости является 55:1 (фиг.3, кривая 1).

При сульфитации часть сернистого ангидрида расходуется на взаимодейстСорт виногра- Уровень сульда, из кото- фитации сока, рого приго- мг/дмз товлен соус

Содержанием

ЯО,соответствующее критической точке, мг/дмэ

Фетяска 150 вие с компонентами сока: с некоторыми

145 на них (например, антоцианы) образуются соединения, легко разрушающиеся при тепловом воздействии, с другими (соединения, содержащие карбонильную

175 группу) образуются достаточно прочные соединения, разрушение которых при

170 рн сусла требует б ее д ительного

35 теплового воздействия. Наличие прочно связанных. соединений определяет в

Алиготе основном время проведения процесса

150 десульфитации.

165 Концентрация SO, соответствующая

40 критической точке, является концент160 рацией сернистого ангидрида, связан180 ного в наиболее устойчивые в условиях

160 десульфитац и соединения которые остаются в соке к концу первого эта45

120 па десульфитации. Поэтому наиболее важным фактором интенсификации процес- са на втором этапе является повыше135 å температуры Установле .-Что о повышение температуры íà 10 С по сравнению с первым периодом сокращает

Установлено (табл. 3), что оптималь- время второго этапа десульфитации на ной температурой для осуществления 30-35Е. Более жесткие тепловые усломассопереноса в период постоянной ско- : вия необходимы для интенсификации e рости десульфитации является 80-85 С. процесса десульфитации путем разлоВлияние температуры на концентра-", 55 жения наиболее термоустойчивых соецию SOz при десульфитации (первые динений, а также для ускорения массо5. мин..процесса, исходная концентрация . обмена при низких концентрациях кон-

S0> 1008 мг/дм ) показано в табл, 3. - серванта. Последнее, как известно, Ркацители

Смесь евр ких сорта

Изабелла

5 160

Очевидно,что кривая десульфитации . разбивается точкой перегиба вЂ” критической точкой (К) вЂ” на два участка, соответствукицие двум периодам процесса десульфитации: периоду постоянной скорости и .угасающей скорости. На долю первого периода приходится ЗОЕ времени всего процесса десульфитации.

В этот период удаляют сернистый ангидрид до уровня 100-200 Mr/дмз независимо от исходной сульфитации и сорта винограда (табл. 2).

Содержание SO< соответствующее критической точке, для сока из разных сортов винограда при разных уровнях сульфитации дано в табл. 2.

1200

Температура сусла, Концентрация $0, 5 С Mr /AM3

1600672

Х период Ы период

3 . 1

7:1

10:1

15.1

17:1

18:1

19»

20:1

- 1: 1

22:1

23:1

25:1

30: 1

45:1

50:1

51:1

52:1

53:1

54:1

55:1

56: I

57:1

58:1

59:1

60:1

37 ао

S5 замедляет любой массообменный процесс. Дальнейшее повышение температуры способствует интенсификации. процесса на этом этапе, однако, примеНение более высоких температур, близких к точке изменения фазового состояния, приводит к глубокому изменению состава сока и потребует значительного усложнения оборудования.

Сделанные па основании анализа игривой десульфитации выводи о двухэтапиом протекании процесса и его механизме, а также оценка скорости

Процесса на каждом из этапов и количество удаляемого SOz способствуют выбору условий проведения процесса.

Выбор соотношений объемов газа-носителя и десульфитируемого сока осу;!4ествлен . с учетом Вышеизложенного йа основании исследования влияния этого параметра на скорость процесса десульфитации (табл. 4).

Влияния соотношения объемов газа.носителя и десульфитируемого сока на 25 скорость процесса десульфитации дано в табл. 4.

Т а блица 4

Из данных табл. 4 видно, что в первый период скорость процесса максимальна при соотношении объемов газаносителя и сока 55:1. Значит, возможность интенсификации процесса за счет градиента концентрации, SOz, создаваемого удалением газообразного SOz, исчерпана. Дальнейшее увеличение соотношения не влияет на скорость процесса.

Понижение скорости процесса во второй период десульфитации обусловливает и понижение необходимого соотношения объемов газа-носителя и сока.

Как показывают данные табл. 4, оптимальным явлется соотношение 20:1.

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что двухэтапность процесса, наличие критической точки десульфитации на уровне 100-200 мг/дм, варьирование температурой и соотношением объемов газа-носителя и сока на каждом этапе проистекают из природы соков и обусловлены наличием в них компонентов, связываюших диоксид серы.

Полное удаление консерванта достигается в течение 0,5-0,6 мин контакта газа-носителя и диспергированного сока.

Пример 1. Сульфитированный виноградный сок с содержанием SOz

986 мг/дм нагревают в теплообменнике о до 80 С при атмосферном давлении и подают на десульфитацию в реактор, в котором диспергируют сок до удельной поверхности 10 м /м . Газ-носитель

4 (пары сока) подают противотоком и проводят десульфитацию при соотношении объемов газа-носителя и сока 55:1.

При достижении содержания SOz в соке

200 мг/дм повышают его температуру до 95 С, а соотношение объемов газао носителя и сока понижают до 20: 1.Полного удаления консерванта достигают за 0,6 мин. Контактирование обрабатываемого сока и газа-носителя в течение этого времени осушествляют за счет многократного пропускания диспергированного сока через реактор.

П р и и е р 2. Сульфитированный виноградный сок с содержанием $0 .986 мг/дм нагревают до 85 С при атмосферном давлении и диспергируют в реакторе до удельной поверхности

10 м /м . Противотоком подают газ-нор, ситель и проводят десульфитацию при соотношении объемов газа-носителя и сока 55:1 до 100 мг/дм ВОе, повышают температуру сока до 100 Ñ, а соот9 16006 ношение объемов газа-носителя и сока понижают до 20: 1. Полное удаление консерванта происходит за 0,5 мин контактирования диспергированного нагретого сока и газа-носителя.

Пример 3. Вишневый сок, сульфитированный до уровня ?53 мг/дм, нагревают до 82 С при атмосферном давлении и диспергируют в реакторе до 10 удельной поверхности 1,2-10 1 м /м .

Противотоком подают пары сока при соотношении объемов газа-носителя и десульфитируемого сока 55: 1. При содержании SO в соке !38 мг/дмз температуру его повышают до f00 С, а соотношение объемов газа-носителя и сока понижают до 20:1. Полное удаление SO достигнуто при контактировании диспергированного нагрето- 20 го сока и газа-носителя в течение

0,6 мин.

Пример 4. Сливовый сок, сульфитированный до уровня 672 мг/АР нагревают до 80 С при атмосферном о давлении и диспергируют до удельной поверхности 8,2 10 м /м . Противоф током подают пары сока при-соотношении объемов газа-носителя и сока

55: 1. При содержании SOg в десульфитированном соке 102 мг/дм повышают

его температуру до 95"С, одновременно понижая соотношение объемов газа-носителя и сока до 20:1. Полное

Эъ

Щ оооо

LJ ь НЮ

ФЧ

600

72 10 удаление SO из сока достигается sa

0,5 мин контактирования диспергированного нагретого сока и газа-носи-! теля.

Формула изобретения

Способ десульфитации плодово-ягодного сока, консервированйого сернистым ангидридом, включающий нагрев пересульфитированного сока с получением газовой смеси, содержащей соковый пар и БО,их разделение, контактирование сокового пара с обрабатываемым. сульфитированным соком в противотоке и удаление $0, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и полного удаления консерванта, процесс контактирования осуществляют в два этапа путем диспергирования обрабатываемого сока на каждом этапе до достижения им удельной поверхности 10 вЂ” 10 м /м при об4 3 щей продолжительности процесса 0,5вЂ”

0 6 мин, причем на первом этапе сок

У о подогревают до 80-85 С, устанавливают. соотношение объемов сокового пара и сока, равное 55:1, и процесс ведут до достижения содержания SO<, равного

100-200 мг/дм, а на втором этапе;.сок подогревают до 95-100 С и устанавливают соотношение объемов сокового пара и сока, равное 20:1.

1600672

15 Ж Ф5

Редактор Н. Гунько

Заказ 3224 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35., Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ъ

Ъ 1000 ъ 800

М бЮ

QUU3

900 з