RU2057153C1

RU2057153C1 - Line for production of red food color from fruit-and-berry residues

Info

Publication number: RU2057153C1
Application number: RU9393052064A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков; О.И. Андронова; Г.И. Касьянов; В.А. Ломачинский
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: line for production of red food color from fruit-and-berry residues has successively installed rotary-cavitation extractor with means for supply of water and residues, filtering, ultrafiltering and reverse-esmosis plants and food color collector, and also source of liquid carbon dioxide connected with disperser installed in the lower part of rotary-cavitation extractor. EFFECT: increased productivity and reduced power consumption. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для экстракционного извлечения пищевого энокрасителя из отходов бродильного и сокового производства. The invention relates to equipment for the extraction extraction of food enamel from waste fermentation and juice production.

Известна линия производства красного пищевого красителя из плодово-ягодных выжимок, содержащая последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор, фильтрующую, ультрафильтрующую и обратноосмотическую установки, сборник красителя, а также средства подачи воды и выжимок в роторно-кавитационный экстрактор [1]
Недостатками этой линии являются низкая производительность и высокая энергоемкость.A known production line of red food dye from fruit and berry squeezes, containing serially connected rotor-cavitation extractor, filtering, ultrafiltration and reverse osmosis plants, a dye collector, as well as means for supplying water and squeeze into the rotor-cavitation extractor [1]
The disadvantages of this line are low productivity and high energy intensity.

Предлагаемая линия производства красного пищевого красителя из плодово-ягодных выжимок, содержащая последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор, фильтрующую, ультрафильтрующую и обратноосмотическую установки и сборник красителя, а также средства подачи воды и выжимок в роторно-кавитационный экстрактор, снабжена источником жидкой двуокиси углерода и соединенным с ним диспергатором, установленный в нижней части роторно-кавитационного экстрактора. Это позволяет достичь увеличения мощности кавитации и изменить кислотность реакционной смеси, что облегчает и ускоряет диффузию экстрагента и увеличивает растворимость в нем красителя. The proposed line for the production of red food coloring from fruit pomace, containing serially connected rotor-cavitation extractor, filtering, ultrafiltration and reverse osmosis units and a colorant collector, as well as means for supplying water and pomace to the rotor-cavitation extractor, is equipped with a source of liquid carbon dioxide and connected with it a dispersant installed in the lower part of the rotary cavitation extractor. This allows you to achieve an increase in cavitation power and change the acidity of the reaction mixture, which facilitates and accelerates the diffusion of the extractant and increases the solubility of the dye in it.

В предпочтительном варианте линия может быть снабжена смесителем выжимок и листового сырья, установленным перед роторно-кавитационным экстрактором. In a preferred embodiment, the line may be equipped with a mixer pomace and sheet material, installed in front of a rotary cavitation extractor.

Это увеличивает поверхность контакта фаз за счет разрушения агломератов выжимок и улучшения структуры сырья, ускоряет экстракцию. This increases the contact surface of the phases due to the destruction of the agglomerates of pomace and improve the structure of raw materials, accelerates the extraction.

В этом случае линия может быть снабжена установленной между смесителем и роторно-кавитационным экстрактором установкой для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента, содержащей экстракционную емкость, конденсатор и нагреватель, соединенные в рециркуляционный контур, подключенный к источнику жидкой двуокиси углерода, и сборник экстракта, при этом источник жидкой двуокиси углерода может быть соединен непосредственно с нагревателем или с конденсатором через диспергатор и полость роторно-кавитационного экстрактора. In this case, the line can be equipped with an installation for extraction with supercritical parameters of the extractant installed between the mixer and the rotary-cavitation extractor, containing an extraction tank, a condenser, and a heater connected to a recirculation loop connected to a liquid carbon dioxide source and an extract collector, the source being liquid carbon dioxide can be connected directly to the heater or to the condenser through the dispersant and the cavity of the rotary cavitation extractor.

Это позволяет удалять с сырья гидрофобный кутикулярный слой, снизив его диффузионное сопротивление. This allows you to remove the hydrophobic cuticular layer from the raw material, reducing its diffusion resistance.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой линии; на фиг.2 то же, со смесителем; на фиг.3 и 4 то же, с установкой для сверхкритической экстракции при разных вариантах соединения с источником двуокиси углерода. Figure 1 shows a diagram of the proposed line; figure 2 is the same with the mixer; figure 3 and 4 the same, with the installation for supercritical extraction with different variants of compounds with a source of carbon dioxide.

Линия производства красного пищевого красителя из плодово-ягодных выжимок содержит (фиг.1) последовательно соединенные роторно-кавитационный экстрактор 1, фильтрующую 2, ультрафильтрующую 3 и обратноосмотическую 4 установки, сборник 5 красителя, а также средства 6 и 7 подачи воды и выжимок соответственно в роторно-кавитационный экстрактор 1, источник 8 жидкой двуокиси углерода и соединенный с ним диспергатор 9, установленный с нижней части роторно-кавитационного экстрактора 1. The production line of red food dye from fruit and berry squeezes contains (Fig. 1) rotary cavitation extractor 1, filter 2, ultrafiltration 3 and reverse osmosis 4 units, colorant collector 5, as well as water supply and squeeze means 6 and 7, respectively, in series in FIG. rotary cavitation extractor 1, a source 8 of liquid carbon dioxide and a dispersant 9 connected to it, mounted on the bottom of the rotary cavitation extractor 1.

Линия может также комплектоваться смесителем 10 выжимок и листового сырья (фиг. 2-4) и установкой для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента (фиг. 3 и 4), содержащей экстракционную емкость 11, конденсатор 12 и нагреватель 13, соединенные в рециркуляционный контур, подключенный к источнику 8 жидкой двуокиси углерода, и сборник 14 экстракта. The line can also be equipped with a mixer 10 squeezes and sheet materials (Fig. 2-4) and an installation for extraction at supercritical parameters of the extractant (Fig. 3 and 4), containing an extraction tank 11, a condenser 12 and a heater 13 connected to a recirculation loop connected to a source 8 of liquid carbon dioxide, and a collection of extract 14.

Источник 8 жидкой двуокиси углерода может быть соединен с установкой для экстракции при сверкритических параметрах экстрагента непосредственно (фиг. 3) при присоединении к нагревателю 13 для получения чистого экстракта воскоподобных веществ сырья или через диспергатор 9 и полость роторно-кавитационного экстрактора 1 (фиг.4) при присоединении к конденсатору 12 для снижения расхода двуокиси углерода. The source of liquid carbon dioxide 8 can be connected directly to the extraction unit with supercritical parameters of the extractant (Fig. 3) by attaching to the heater 13 to obtain a pure extract of wax-like substances of the raw material or through the dispersant 9 and the cavity of the rotor-cavitation extractor 1 (Fig. 4) when attached to the capacitor 12 to reduce the consumption of carbon dioxide.

Линия работает следующим образом. The line works as follows.

Плодово-ягодные выжимки, например, темноокрашенных сортов сливы или винограда (желательно для улучшения структуры, разрушения агломератов и увеличения поверхности контакта фаз) при экстракции смешивают с листовым растительным сырьем, например лепестками розы или листьями березы, в смесителе 10 при подаче ингредиентов средством 7 в заданном соотношении. Далее для снижения диффузионного сопротивления смесь загружают в экстракционную емкость 11 и обрабатывают двуокисью углерода в надкритическом состоянии, циркулирующей через нагреватель 13, в котором ее нагревают до температуры выше критической с увеличением давления выше критического, экстракционную емкость 11, в которой при взаимодействии с приготовленной смесью она удаляет поверхностный гидрофобный кутикулярный слой сырьевых компонентов, и конденсатор 12, в котором происходит перевод двуокиси углерода в докритическое состояние с выпадением и сепарацией жидкой фазы экстрактивных веществ, удаляемых из него постоянного или периодически в сборник 14 экстракта. Fruit and berry squeezes, for example, of dark-colored plum or grape varieties (preferably to improve the structure, break agglomerates and increase the contact surface of phases) during extraction are mixed with plant raw materials, for example rose petals or birch leaves, in a mixer 10 when the ingredients are fed with 7 in given ratio. Further, to reduce diffusion resistance, the mixture is loaded into the extraction vessel 11 and treated with carbon dioxide in the supercritical state circulating through the heater 13, in which it is heated to a temperature above critical with an increase in pressure above the critical pressure, the extraction vessel 11, in which it interacts with the prepared mixture removes the surface hydrophobic cuticular layer of the raw materials, and the capacitor 12, in which the transfer of carbon dioxide to a subcritical state occurs by adding and separating the liquid phase of extractive substances, removed from it continuously or periodically into the collection 14 of the extract.

Подготовленное таким образом сырье или неподготовленное сырье загружают средством 7 в роторно-кавитационный экстрактор 1, который затем заливают необходимым количеством воды из средства 6, и включают вращение ротора. Одновременно из источника 8 через диспергатор 9 в роторно-кавитационный экстрактор 1 подают жидкую двуокись углерода. Создаваемая вращением ротора роторно-кавитационного экстрактора 1 кавитация усиливается за счет образования кавитационных полостей при переходе в газовую фазу диспергируемой в реакционной смеси жидкой двуокиси углерода. Реакционная смесь перемешивается в радиальном направлении за счет взаимодействия с рабочими органами роторно-кавитационного экстрактора 1 и в осевом направлении за счет всплытия пузырьков газовой фазы двуокиси углерода, что способствует наиболее быстрому обновлению поверхности контакта фаз в реакционной смеси. Кавитация приводит к нарушению клеточной структуры и целостности клеточных оболочек сырья, что способствует развитию поверхности контакта фаз и снижению диффузионного сопротивления сырья в процессе экстракции. Часть двуокиси углерода растворяется в воде при активном перемешивании реакционной смеси и снижает значение рH, что увеличивает растворимость в воде пигментных веществ антоциановой природы. Избыточное количество газовой фазы двуокиси углерода отводится из роторно-кавитационного экстрактора 1 в атмосферу или предпочтительно в рециркуляционный контур установки для экстракции при сверхкритических параметрах экстрагента через конденсатор 12 для удаления паров и капель влаги, захватываемых потоком газообразной двуокиси углерода за счет газодинамического выноса. Raw materials thus prepared or unprepared raw materials are loaded by means of 7 into a rotary-cavitation extractor 1, which is then poured with the necessary amount of water from means 6, and the rotor is turned on. At the same time, liquid carbon dioxide is supplied from the source 8 through the dispersant 9 to the rotary-cavitation extractor 1. Cavitation created by the rotation of the rotor of the rotor-cavitation extractor 1 is enhanced by the formation of cavitation cavities during the transition to the gas phase of liquid carbon dioxide dispersed in the reaction mixture. The reaction mixture is mixed in the radial direction due to the interaction with the working bodies of the rotor-cavitation extractor 1 and in the axial direction due to the emergence of bubbles of the gas phase of carbon dioxide, which contributes to the most rapid update of the contact surface of the phases in the reaction mixture. Cavitation leads to a violation of the cellular structure and integrity of the cell walls of the raw material, which contributes to the development of the contact surface of the phases and reduce the diffusion resistance of the raw material during the extraction process. Part of the carbon dioxide dissolves in water with active stirring of the reaction mixture and reduces the pH value, which increases the solubility of anthocyanin pigment substances in water. The excess gas phase of the carbon dioxide is discharged from the rotor-cavitation extractor 1 to the atmosphere or preferably to the recirculation loop of the extraction apparatus at supercritical parameters of the extractant through the condenser 12 to remove the vapor and moisture droplets trapped by the gaseous carbon dioxide stream due to gas-dynamic removal.

После завершения экстракции шрот обработанного сырья отделяют от экстракта в фильтрующей установке 2, очищают экстракт от механических примесей и стерилизуют в ультрафильтрационной установке 3, затем красящие вещества концентрируют, отделяя часть экстрагента в обратноосмотической установке 4, и подают в сборник 5 красителя. After the extraction is completed, the processed raw meal is separated from the extract in the filtering unit 2, the extract is cleaned of mechanical impurities and sterilized in the ultrafiltration unit 3, then the dyes are concentrated, separating part of the extractant in the reverse osmosis unit 4, and fed to the dye collector 5.

Таким образом, за счет увеличения мощности кавитации предлагаемая линия обладает меньшей удельной энергоемкостью, а за счет увеличения растворимости вещества пигментного комплекса при изменении рН экстрагента, усиления кавитации и возможных улучшения структуры и снижения диффузионного сопротивления сырья обладает большей производительностью при уменьшении удельных временных затрат на обработку сырья. Thus, by increasing the power of cavitation, the proposed line has a lower specific energy consumption, and by increasing the solubility of the substance of the pigment complex with a change in the pH of the extractant, increasing cavitation and possible improving the structure and reducing the diffusion resistance of the raw material, it has greater productivity while reducing the specific time spent on processing the raw material .

Claims

1. PRODUCTION LINE OF RED FOOD DYE FROM FRUIT-BERRY Squeezers, containing rotary cavitation extractor, filtering, ultrafiltration and reverse osmosis plants and prefabricated dye in series, as well as means for supplying water and squeeze to the rotor-cavitation extractor, which a source of liquid carbon dioxide and a dispersant connected to it, installed in the lower part of the rotary cavitation extractor.

2. The line according to claim 1, characterized in that it is equipped with a mixer of pomace and sheet material installed in front of a rotary cavitation extractor.

3. The line according to claim 2, characterized in that it is equipped with an installation for extraction with supercritical parameters of the extractant, installed between the mixer and the rotary-cavitation extractor, containing an extraction tank, a condenser and a heater connected to a recirculation circuit connected to a source of liquid carbon dioxide, and a collection of extract.

4. The line according to claim 3, characterized in that the source of liquid carbon dioxide is connected directly to the heater of the extraction apparatus at supercritical parameters of the extractant.

5. The line according to claim 3, characterized in that the source of liquid carbon dioxide is connected to the capacitor of the extraction apparatus at supercritical parameters of the extractant through the dispersant and the cavity of the rotor-cavitation extractor.