RU2086867C1 - Method for concentration of liquid foodstuff - Google Patents
Method for concentration of liquid foodstuff Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086867C1 RU2086867C1 RU94021001A RU94021001A RU2086867C1 RU 2086867 C1 RU2086867 C1 RU 2086867C1 RU 94021001 A RU94021001 A RU 94021001A RU 94021001 A RU94021001 A RU 94021001A RU 2086867 C1 RU2086867 C1 RU 2086867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- liquid
- cooling elements
- moisture
- product
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 9
- 235000021056 liquid food Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 abstract 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015197 apple juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Non-Alcoholic Beverages (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии концентрирования пищевых продуктов вымораживанием влаги. The invention relates to a technology for concentrating food products by freezing moisture.
Известен способ концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающий введение в них элементов охлаждения в виде гранулированной твердой фазы двуокиси углерода и выделение последних из раствора после намерзания на них влаги. A known method of concentrating liquid food products, providing for the introduction of cooling elements in them in the form of a granular solid phase of carbon dioxide and the allocation of the latter from the solution after freezing moisture on them.
Недостатком этого способа является экстенсивность процесса вымораживания. The disadvantage of this method is the extensiveness of the freezing process.
Задачей изобретения является интенсификация процесса вымораживания влаги за счет развития поверхности сменных элементов охлаждения и увеличения скорости обновления поверхности контакта фаз. The objective of the invention is to intensify the process of freezing moisture due to the development of the surface of removable cooling elements and increase the speed of updating the contact surface of the phases.
Указанная задача решается тем, что в способе концентрирования жидких пищевых продуктов, предусматривающем введение в них сменных элементов охлаждения из твердой фазы двуокиси углерода и выделение последних из раствора после намерзания на них влаги, согласно изобретению, введение элементов охлаждения осуществляют путем диспергирования в растворе жидкой фазы двуокиси углерода. This problem is solved in that in a method for concentrating liquid food products, comprising introducing replaceable cooling elements therein from the solid phase of carbon dioxide and separating the latter from the solution after freezing moisture on them, according to the invention, the introduction of cooling elements is carried out by dispersing the liquid phase of the dioxide in solution carbon.
Это позволяет повысить дисперсность двуокиси углерода, уменьшить размеры сменных тел охлаждения, увеличить их удельную, поверхность и поверхность контакта фаз, увеличить скорость обновления поверхности контакта фаз за счет перемешивания продукта всплывающими пузырьками газовой фазы и мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода, а также уменьшить толщину пограничного ламинарного слоя на границе раздела фаз за счет генерирования в продукте акустических колебаний при фазовом переходе двуокиси углерода. This makes it possible to increase the dispersion of carbon dioxide, reduce the size of interchangeable cooling bodies, increase their specific surface and phase contact surfaces, increase the rate of update of the phase contact surface by mixing the product with pop-up bubbles of the gas phase and the finely dispersed solid phase of carbon dioxide, and also reduce the thickness of the boundary laminar layer at the phase boundary due to the generation of acoustic vibrations in the product during the phase transition of carbon dioxide.
Способ осуществляется следующим образом. В жидком пищевом продукте, например молоке, соке или водном экстракте, обрабатываемом в емкости или в непрерывном потоке, диспергируют жидкую двуокись углерода в количестве, рассчитываемом по известным уравнениям теплового баланса в зависимости от требуемой степени сгущения пищевого продукта. Поскольку при атмосферном давлении двуокись углерода не существует в жидком фазовом состоянии в температурных условиях, когда водные растворы сохраняют жидкое фазовое состояние, то при попадании в концентрируемый пищевой продукт двуокись углерода частично переходит в газовую фазу с адиабатным расширением и поглощением теплоты. Оставшаяся часть двуокиси углерода переходит в твердое фазовое состояние, образуя в продукте взвесь мелкодисперсных кристаллов, служащих сменными элементами охлаждения. Образование газовой фазы в жидкой происходит с локальным повышением давления и образованием ударной волны. При диспергировании жидкой двуокиси углерода в обрабатываемом продукте образование пузырьков газовой фазы и соответственно ударных волн происходит с частотой акустического диапазона. Газовая и твердая фазы двуокиси углерода всплывают в обрабатываемом продукте с различными скоростями, обусловленными разницей плотностей. Это обеспечивает эффективное перемешивание обрабатываемого в емкости продукта или турбулизации его течения при обработке в непрерывном потоке. Влага из продукта в результате поглощения теплоты при адиабатном расширении, испарении двуокиси углерода и теплообмена с ее твердой фазой намерзает на мелкодисперсных кристаллах твердой фазы, служащих центрами кристаллизации для воды. Наличие поля акустических колебаний, перемешивание объема продукта или турбулизации его потока ускоряют обновление поверхности контакта фаз и улучшают толщину пограничного ламинарного слоя, что улучшает условия теплообмена и интенсифицирует процесс вымораживания влаги. После намерзания влаги на центрах кристаллизации в виде твердой фазы двуокиси углерода концентрат отделяют от сменных элементов охлаждения одним из известных приемов. The method is as follows. In a liquid food product, for example milk, juice or an aqueous extract, processed in a container or in a continuous stream, liquid carbon dioxide is dispersed in an amount calculated by the known heat balance equations depending on the desired degree of condensation of the food product. Since, at atmospheric pressure, carbon dioxide does not exist in a liquid phase state under temperature conditions, when aqueous solutions retain a liquid phase state, when carbon dioxide enters a concentrated food product, carbon dioxide partially passes into the gas phase with adiabatic expansion and absorption of heat. The remaining part of carbon dioxide goes into a solid phase state, forming a suspension of finely dispersed crystals in the product, which serve as interchangeable cooling elements. The formation of a gas phase in a liquid occurs with a local pressure increase and the formation of a shock wave. When liquid carbon dioxide is dispersed in the processed product, the formation of gas phase bubbles and, accordingly, shock waves occurs with the frequency of the acoustic range. The gas and solid phases of carbon dioxide float in the processed product at different speeds, due to the difference in densities. This ensures efficient mixing of the product processed in the tank or turbulization of its flow during processing in a continuous stream. Moisture from the product as a result of heat absorption during adiabatic expansion, evaporation of carbon dioxide and heat exchange with its solid phase freezes on finely dispersed crystals of the solid phase, which serve as crystallization centers for water. The presence of a field of acoustic vibrations, mixing of the product volume or turbulization of its flow accelerates the renewal of the contact surface of the phases and improves the thickness of the boundary laminar layer, which improves the conditions of heat transfer and intensifies the process of freezing moisture. After moisture freezes at the crystallization centers in the form of a solid phase of carbon dioxide, the concentrate is separated from the replaceable cooling elements by one of the known methods.
Пример 1. 50 кг яблочного сока с температурой 20oC обрабатывают в емкости диспергированием 55 кг жидкой двуокиси углерода при температуре 16oC и давлении 6,1 МПа. По сравнению с контрольным образцом, полученным по способу-прототипу, двукратное снижение содержания влаги достигается в 2,6 раза быстрее.Example 1. 50 kg of apple juice with a temperature of 20 o C is treated in a container by dispersing 55 kg of liquid carbon dioxide at a temperature of 16 o C and a pressure of 6.1 MPa. Compared with the control sample obtained by the prototype method, a twofold decrease in moisture content is achieved 2.6 times faster.
Пример 2. Молоко с температурой 22oC концентрируют в непрерывном потоке с расходом 100 кг/ч до удаления 50% влаги, диспергируя в потоке 123 кг/ч жидкой двуокиси углерода при температуре 18oC и давлении 7,1 МПа. Удельные временные затраты по сравнению с прототипом снижены в 2,6 раза.Example 2. Milk with a temperature of 22 o C is concentrated in a continuous stream with a flow rate of 100 kg / h to remove 50% moisture, dispersing in a stream of 123 kg / h of liquid carbon dioxide at a temperature of 18 o C and a pressure of 7.1 MPa. Unit time costs compared with the prototype are reduced by 2.6 times.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс вымораживания влаги из концентрируемого продукта. Thus, the proposed method allows to intensify the process of freezing moisture from a concentrated product.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94021001A RU2086867C1 (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Method for concentration of liquid foodstuff |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94021001A RU2086867C1 (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Method for concentration of liquid foodstuff |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94021001A RU94021001A (en) | 1996-05-10 |
| RU2086867C1 true RU2086867C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=20156831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94021001A RU2086867C1 (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Method for concentration of liquid foodstuff |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2086867C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294644C1 (en) * | 2005-06-06 | 2007-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Method for concentrating of liquid food products in continuous flow |
| MD13Z (en) * | 2008-11-11 | 2009-11-30 | Институт Пишевых Технологий | Process for concentration of liquid foodstuffs in continuous flow |
| RU239497U1 (en) * | 2024-11-28 | 2025-12-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СХ ТЕХНИКА" | DEVICE FOR CONCENTRATION OF LIQUID PRODUCTS BY FREEZING |
-
1994
- 1994-05-24 RU RU94021001A patent/RU2086867C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент РФ N 2001362, кл. F 25 C 1/12, 1993. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294644C1 (en) * | 2005-06-06 | 2007-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Method for concentrating of liquid food products in continuous flow |
| MD13Z (en) * | 2008-11-11 | 2009-11-30 | Институт Пишевых Технологий | Process for concentration of liquid foodstuffs in continuous flow |
| RU239497U1 (en) * | 2024-11-28 | 2025-12-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СХ ТЕХНИКА" | DEVICE FOR CONCENTRATION OF LIQUID PRODUCTS BY FREEZING |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94021001A (en) | 1996-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sánchez et al. | Freeze concentration in the fruit juices industry | |
| Miyawaki et al. | Effective partition constant of solute between ice and liquid phases in progressive freeze‐concentration | |
| Zhang et al. | Enhancement of crystallization processes by power ultrasound: current state‐of‐the‐art and research advances | |
| CA2683716C (en) | Process and apparatus for concentrating dilute solution | |
| US2657555A (en) | Method of dehydration by freezing | |
| US4162617A (en) | Pulsed crystallizer with strips of reduced heat exchange | |
| US3079761A (en) | Method and apparatus for dehydration | |
| JPH03160975A (en) | Process for producing concentrated beverage | |
| US5661981A (en) | Process and apparatus for the granulation of granulatable and/or pelletizable substrances | |
| Gunathilake et al. | Analysis of solute distribution in ice formed in progressive freeze-concentration | |
| RU2086867C1 (en) | Method for concentration of liquid foodstuff | |
| US2552525A (en) | Apparatus for the dehydration of water-bearing substances | |
| US2735779A (en) | Method of dehydration by freezing | |
| Azman et al. | Effect of freezing time and shaking speed on the performance of progressive freeze concentration via vertical finned crystallizer | |
| US2685783A (en) | Method of and apparatus for dehydrating by freezing | |
| US3188825A (en) | Apparatus for freeze concentration | |
| US2559204A (en) | Method of freeze dehydration of liquid bearing substances | |
| US2559205A (en) | Method of freeze dehydration of liquid substances | |
| Widehem et al. | Pseudomonas syringae as an ice nucleator—application to freeze-concentration | |
| US3628345A (en) | Ice-liquid separation column | |
| US3628344A (en) | Apparatus and method for concentration of liquid bearing solids by freezing | |
| US2628485A (en) | Method and apparatus for dehydration | |
| JP4453957B2 (en) | Aqueous mixed waste liquid treatment apparatus and concentration method of aqueous mixed waste liquid | |
| US3474635A (en) | Desalination by flash freezing with co2 | |
| USRE23958E (en) | Aytottnxys |