автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Совершенствование процессов пиво-безалкогольных производств с использованием роторных пленочных аппаратов

Санкт-Петербургский технологический институт холодильной промышленности

На правах рукописи ИДИ 66.048.5.

РПДИОНОВЛ Ирина Евгеньевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПИВО-БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ.РОТОРНЫХ ПЛЕНОЧНИХ АППАРАТОВ

Специальность 03.16.12 - процессы, ыашинн и агрегаты

п.чцезой прочиаяенности

Автореферат

диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском технологической институте холодильной проинмяенности.

Научный руководитель - доктор технических наци.

профессор -Василинец.И.И.

Официальные оппонента- доктор технических наук

Зарембо-Рацевич Г.В. кандидат технических нар. доцент Федоров К.й.

' Ведущее предприятие: Акционерное общество "Бавария"

Защита состоится " " ____________i994 г. в " " часов на

заседании специализированного Совета Д 063.02.02 при Санкт-Петор-бургскои технологическом институте холодильной прошшенности.

Вав отзыв (з двух экземплярах), заверешшй печатью, проска направлять по адресу: 1S1002. г.Санкт-Петербург, ул.Ломоносова, S. Ученый Совет СПбТГП.

С диссертацией uonso ознакомиться в библиотеке инститдта.

йвторефер'ат разослан " , "____________19S4 г.

Ученый секретарь . /

специализированного Совет;

к.т.н., доцент

Е.Г.Стегаличзв

0БЁ5ЯЯ ХйРйКТЕРИСТИКП РАБОТЫ

Актуальность работы, ь'спеинсе решение проблемы снайаения населения высококачественными безалкогольными напитками и . '¡вон требует скорепаего технического переоснацения пиво-оезалкогольноя промышленности, внедрения эффективных технологических процессов, высокопроизводительного и экономичного оборудования. Реализация этих мер возможна только на базе новых научных разработок а области техники и технологии.

Пиво, как приятный и утоляиий яаад напиток, пользуется повышенным спросом у населения многих стран мира. Пиво имеет и определенную физиологическую ценность, которая обусловливается содергани-еи углеводов и азотсодержащих экстрактивных веществ, витаминов.

Приготовление пивного сусла - вагнейгая и наиболее слогная стадия технологии производства пива, ит качества сусла во многой зависит и качество готового пива. Б то зе время это наиболее энергоемкий процесс, который требует йольвих производственных плоаадел.

Исключение процесса варки сусла при производстве пива возможно при применении концентратов пивного сусла. Концентраты моано использовать как в качестве добавки вместо несолоненого сырья в процессе приготовления сусла, так и непосредственно для получения пива. Преимуществом использования концентрата пивного сусла является возыонность приготовления пива непрерывным способом. Кроме этого концентрат иоает быть использован как сырье микробиологического производства, а такне в других отраслях пнаевоя промызленности.

Наиболее распространенный и экономически выгодный способом получения концентрата является упаривание сусла, однако различные типа выпарного оборудование использоваввиеся до настоящего врскени для этих целей, не позволили получить сусло требуемого качества иэ--за низкоя эффективности тепло- и массоооненных процессов, и связи с этим сулествуе. необходимость разработки новых высокоэффективных вакуум-выпарных аппаратов для концентрирования пивного сусла, обеспечивающих высокое качество получаемого концентрата и приготовленного из него пива.

При производстве безалкогольных напитков удаление спирта из спиртованных соков такяе целесообразно проводить'методом вчпарива-ния под вакуумом, однако судествувде установки имеет как конструктивные, так и технологические недостатки.

Ь связи с тем, что пивное сусло и плодово-ягодные соки авлявт-ся термолабильными веществами, процесса концентрирования и деалкоголизации долзны проводиться при возмоано более низкой температуре

и минимальной продолштелыюсти контакта продукта с теплообкшшой поверхность!!. Условиям проведения данных процессов наиболее полно соответствует роторние пленочные ва'лууи-випарвые анпаратн (Р1Ш. которие обладавт рядок существенных преиыуееств перед аппаратаыи других тнпив: .значительно ыеньная продолЕит^льность процесса (до десятков секунд),более високая эффективность тепло- и массообыена.

В соответствии с изловешши, актуальной задачей исследований в области пивобезадкогольной процывлешюсти является изучение воз-иогности применения роторных пленочных аппаратов для получения качественных концентрата пивного сусла и деалкоголизовашшх сокое. а такяе проведение теоретических исследованкА тепло-кассообыешшх процессов, направленных на кх интенсификации и рекеняе практических задач проектирования и эксплуатации проыиалешшх установок. В связи с этим били с©ориулиропани цели и задачи исследования.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка технологии концентрирования пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков с использованием роторного пленочного аппарата. Получить зависимости, позволяющие рассчитывать параметры процессов тепло- и иассообмена при концентрировании и деалкоголизации. Разработать инвенериув ыетодикц расчета роторного пленочного аппарата для проведения вывоуказашшх процессов. Разработать основа технологии производства нива из концентрата пивного сусла.

Для достижения указанной цели необходимо било ревить еяедув-щие задачи:

- изучить процессы тепло- и ыассообыена при концентрировании пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков;

- исследовать основные теплоФкзкческие свойства пивного сусла:

- исследовать изкенение качественных показателей пивного сусла и плодово-ягодных соков в результате обработки в РПй;

Научная новизна. Определены основное закономерности теплопе-реноса в РПА при концентрировании пивного сусла. Получено критериальное уравнение, позволяете проводить тепловао расчеты аппаратов.

- Экспериментально определены основные зависисмости теплоонзи-чоеккх свойств пивного сцсла от температуры» концентрации сахях ёсцсств. Получены эмпирические (¡равнения для их расчета.

Установлены основа» закономерности процесса кеалкоголизации спиртованных соков в РИА, Кшдтвсридащчс целесообразность вслользо-ваииа Г ¡¡Л для «тих целей.

Разработаны основы технологий производства пива из концентрата с учетом изменений в химической составе сусла с результате концентрирования в РПА.

Практическая ценность. Предложена методика расчета РПП, рабо-таззих з качзстве выпарных аппаратов для концентрирования лизного сусла, позволяющая определить как основное конструкционные характеристики аппарата, так и основные параметру процесса.

Установлены научно-сбоснованиие рациональнее ргяикн проведения процессов деалкоголизации спиртованных соков в РПП.

Результата диссертационной работа использовали при разработка технической документации установки по концентрирования пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков а РПЙ. ионтаа которой осуществляется на Санкт-Петербургском .комбинате пивобеэалкоголышй промышленности ии. Ст.Разина.

Апробация работа. Основияе результаты работа докладывались и обсцздались на Всесоизннх надчио-техпаческях конференциях: "Теория п практика перемешивания в яидких средах". Ленинград,1330 г.,"Хо-лод-народпони хозяйству", ЛТИХП,Ленинград,199! г., а такге на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, наужх работников и аспирантов СЯЗТИХП < 1330-1393 г.г.).

Публикации. По тене диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из обцей характеристики работа, 4 глаз изложения основных результатов работ». списка литературы и лрилогений.

Работа излоаена па .70 страницах макинопиского теиста, содержит 13 таблиц, 24 рисунка , 3 приловения. Список использованной литературн вклвчает 137 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЯАНИЕ РАБОТЫ

Анализ современных исследований в области пиво-безалкогольной проннвленности показал, что наиболее перспективным направлением интенсификации процессов концентрирования пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков является использование тонкослойных ваку-ум-внпарных аппаратов , которое обеспечивав! высокое качество конечных продуктов, благодаря минимальной продолжительности контакта продукта с теплообменной поверхностью. На основе анализа сузествую-иих аппаратов данного типа сделан вывод о целесообразности применения для этих процессов роторных пленочных аппаратов (РПА) с гестко закрепленными лопастями, которые обладают радом существенных преимуществ перед многими аппаратами другого типа: значительно меньшая

продолжительность процесса (десятки секунд), высокая Эффективность тепло- и массообмена.

Изучение состояния техники концентрирования и деалкоголизации спиртованных соков выявило отсутствие теоретических к экспериментальных .исследований, способных дать исчерпывающие рекомендации по проведению зтих процессов в РПЛ.

Выполненный литературный сбзор позволил сформулировать основные направления исследований процессов концентрирования пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков D роторных пленочных аппаратах.

Исследование теплообмена при концентрировании пивного сусла.

Для проведения экспериментальных исследований бала создана лабораторная установка, основным элементом которой является роторнпй пленочный аппарат, состояний из цилиндрического корпуса внутренним диаметром 0,11 ни высотой рабочей поверхности 0,33? и, снабженного паровой рубашкой. Внутри корпуса располовеи ротор с лопастями. 1 Kauepa каплеоотделения в верхней части имеет несколько увеличенный диаметр с цельЕ улучшим условий каплеоотделения.

При работе аппарата исходный продукт, направляемый на. обработку. поступает в аппарат, захватывается вращавшимися лопастями и распределяется в виде тонкой пленки. Течение ейдкостк по рабочей поверхности аппарата происходит под действием силы тякести и силы давления со стороны лопастей, благодаря воздействии которых обеспечивается равномерное оровение продуктом рабочей поверхности и интенсивная турбулизация пленки, приводящая а активному обновлению ее свободной поверхности и уменьвениа толщины вязкого подслоя в пленке обрабатываемого продукта. В результате создаются благоприятные условия для процессов тепло- и ыассопереноса на рабочей поверхности корпуса и пленки продукта, в самой пленке продукта, а такве на свободной поверхности пленки и парогазовой фазы, поэтому тепло-©мзнческая обработка продукта в РПй происходит весьма интенсивно.

Образующиеся вторичные пара направяяэтся из.корпуса аппарата в камеру каплеоотделения и затем конденсируются в конденсаторе. Аппарат работает под разренениеы.

Концентрирование пивного сусла проводилось до содермания сухих вевеств в концентрате 65-70 X.Время контакта с теплообменной повер-jtHocTbn не превтало 20-30 С.В процессе акспериментов контролировали давление гресаего пара в рубанке аппарата и разреяение в системе,. Температуру внутренней поверхности аппарата измеряли б трех точках по высоте с ломоцьв иедь-канстантановых термопар.В ходе вксперимен-

тов. изучено влияние скорости подачи сусла в аппарат, давления грси-цего пгра, разрекения в аппарат ■». .начальной температуры сусла на эффективность теплообмена. На основании экспериментальна данных рассчитывали коэффициент теплоотдачи.

lia рис. 1 представлены зависимости коэффициента теплоотдачи от скорости подачи сусла в аппарат. Кривые, изображенные на этом рисунке имеит экстремум, возникновение которого иояно объяснить из гидродинамической обстановки в аппарате. В связи с наличием носовой волны я.чдкости перед лопастья возрастает давление яидкости ка лопасть. Под действием разности давлений перед и после лопасти, иезду лопастьа и корпусом аппарата возникает движение зиякости в направлении противополознои движения ротора, что приводит к образованна вихрового движения аидкости за лопастьо. Данний резин двиаеная яидкости характеризуется наибольшей величиной коэффициентов теплоотдачи.В дальнейшей, с увеличением плотности сровения стенки, средняя толашш пленки зидкости увеличивается. Вначале зто приводит к увеличения носовой волны перед лопасть», а следовательно и к увеличении интенсивности турбулизации пленки нидкости и. как следствие, к двеличзииа интенсивности теплообмена. ,

При дальнейшей увеличении плотности оровеаия теплообиеиной поверхности носовая волна, увеличиваясь в размерах хотя и увеличивает перепад давлений до и после лопасти, но не увеличивает интенсивность теплообмена, а снизает ее, так как сокращается участок турбулнзации пленки за лопастьв за счет набегания волны от последующей лопасти.

Из рис. 1 следует, что оптимальный расход сусла для данного аппарата составляет 1.5-2,2 10 кг/с. Результаты исследований подтвердит целесообразность проведения процессов концентрирования при работа РПй в основном режиме.

Величина коэффициента теплоотдачи зависит от целого ряда Факторов. Вэгнейпини из них являвтся резин движения аидкости, тепло-Физические свойства яидкости и геометрические параметры процесса.

Получение точной расчетной зависимости для определения коэффициента теплоотдачи с учетом всех Факторов для всех случаев теплообмена не представляется возмонныи. На практике ограничиваются получением расчетных зависимостей для конкретных теплообмеаных процессов. что позволяет выявить основные факторы, оказывание определяете влияние на исследуемый процесс, и получить критериальные зависимости. пригодные для практического применения.

Исходной зэвисийостьп для обобвения опытных данных является

общий закон распределения температуры в видкости, выраяаеыый дифференциальным уравнением конвективного теплообмена Фурье-Кирхгофа, из которого следует, что температурное поле в двиадейся иидкости является Функцией различных переменных, в тон числе скорости вид-кости. Отсвда следует, что для описания процесса теплообмена необходимо знать таете и профиль скоростей двкауцейся жидкости.

В обвей виде профиль скоростей в двиаущейся видкости описывается системой дифференциальных уравнений двиаения Навье-Стокса.

Из уравнений Фурье-НирхгоФа и Навье-Стокса путем подобного преобразования иогут быть получены следувзде критерии, применительно к PP.fi:

' а-8 V , ' . г? .. в»

К12 -критерий, обусловливающий взаимосвязь силы внутреннего трения и силы тякести, слуназдй аналогом критерия Фруда, но более полно характеризующий гидродинамическую обстановку в аппарате.

Кроме зтого, движение видкости в роторном пленочном аппарате иоает быть охарактеризовано при помоци симплексов геометрического подобия и , а такае симплекса скорости .

В вышеприведенных критериях в качестве геометрического размера, определяюаего двивение иидкости в РПй, принята величина зазора мевду концами лопастей ротора и стенкой корпуса аппарата, т.к. с практически приемлемой степенью точности для РПй эта величина мовет быть принята равной толщине пленки жидкости.

В результате катеыатической обработки экспериментальных данных по теплообмену в РПй при концентрировании пивного сусла било получено критериальное уравнение следующего вида:

П'и -0,57Ке^Рга'"ехр(23,18Ка ~ 129,52 К^) .

Экспериментальные исследования били выполнены при сдедувздх значениях чисел подобия: Пи-4гб,51Рг-8,3-101,51 Кеч = 12С0~7000 : К^О,02-0,1.

Отклонение величин критерия Нуссельта, рассчитанных по этому уравнению и полученных экспериментальным путем не превышает 20 X.

Ала обобщения экспериментальных .данных по концентрировании пивного сусла были определены его теплофизпческне свойства: объемная теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность, вязкость, поверхностное натагвние и плотность.

Диапазон исследованных концентраций составил от 10 до 70 * су-

хнх веаеств при мзиенении температуры от 20 до 70 °С.

Прсэедгннйе исследования позволили выявить зависимости тепло-физических свойств пивного сусла от содеряания сухих вевеств при определенных температурах, а такие температурную зависимость этих свойств от содераания сухих веществ. В результате математической обработки, экспериментальных данных получены эмпирические зависимости, позволявшие рассчитать вязкость и поверхностное натяяенме сусла в интервале температур прове«ения процесса концентрирования пиз-иого сусла в РПй при различных концентрациях сухих зеяеств: . 1пт] Оу805 1-0.129СВ + 0,004-Ь-0,01 СВ-1 ,

б - (90,31 - 0,276 СВ - 0,156 ■ 1 )-10 ~3

Анализ зависимостей теплоемкости, температуропроводности, теплопроводности и плотности от температуры 11 концентрации сухих веществ показал, что их величины кзаеняатся незначительно. В этой связи для критериального описания процесса теплообмена, с достаточной степеньв точности, могут быть использованы их среднее значения, полученные методом интерполяции.

Исследование изменения качественных показателей пивного ЭДсла ПРИ концентрировании в РПй.

В ходе экспериментов било исследовано качество пивного сусла до и после концентрирования в РИА.Для оценки качественных показателей сусло из концентрата разбавляли водой до содеряания сухих веществ исходного сусла. Концентрат обладает хоровей восстанавливаемостью как в горячей, тек и в холодной воде. Показатели качества исходного сусла и сусла, востановленного из концентрата представлены в таблице 1.

Анализ показал, что в процессе концентрирования охмеленного пквного сусла .в РПА происходит сниаение содераания горьких вечеств ( потери изогумулона составляют 30-40 7. ). Эти потери обусловлена адсорбцией горьких веществ на выделяющихся при сгукении сусла белковых веществах, представлявших собой коллоидные системы с очень развитой поверхностьв. На основании проведенных исследований был сделан вывод о нецелесообразности сгуцення в РПй охизленного сусла.

Остальные физико-химические показатели сусла оставтса практически без изменений. Ие меняется содервание сбрааиваемых Сахаров и аминного азота, что весьма валю для последуваего брэавния сусла. Вывод о коагуляции белковых вечеств сусла в результате тепловой обработки и механического воздействия со стороны лопастей 8 РПй подт-верадаат данные по химическому составу сусла (табл.2).

Таблица 1.

Саэико-яинйческяо показатели качества пивного сусла до и после концентрирования

Физико-химические Сусло Сусло восстанов-

показатели исходное ленное из кон-

центрата

Массовая доля сухих вецеств, 7. 11,0 11,0

Экстравтивность. У. 10,60 10,56

Содержание сбрааиваешгх Сахаров, X 7.8 7.9

Цветность, ил 0.1 н р-ра на ICO кл 0,В 0,9

рИ 5,5 5,45

Содержание изогцкцлока 25.0 ' 10,4

Содержание аминного азота,

«г/100 мл ■ 2Б,5 25,5

Таблица 2

Химический состав сусла до и после концентрирования в РПЙ

Показатели Сусло исходное Сусло исходное поело кипячения в течение 1 ч Сусло,восстановленное из концентрата

Иассоваа доля сухих

веществ, '/ 12.0 12,0 12,0

Общий азот, кг/100 нл 103.S 98.4 99.7

Фракция Лрдина й. -

иг/100 ил 27.1 23.4 20.5

Дубильные вещества.

кг/1000 ил гое.5 138.7 201.2

После обработки б РПА оптимизируется соотношение белковых фрак ций сусла: в результате коагуляции снижается содервание высокомолекулярных белков и увеличивается содернание средне- и киэкомолеку-лярной Фракции под действием протеиназ, сохранявших свои активность при температурах проведения процесса концентрирования. Такое перераспределение белшшх Фракций длучнает качество готового пива, т.к.

за счет снижения содерзапия высокомолекулярных белков повивается его стойкость к коллоидному помутнению, а низко- и среднеиолекулярные белки обусловливай! полноту вкуса пкза и его пеностойкость.

HnSo из концентрата имело золотисто-аелтня цвет, чистня гармоничный вкус и аромат сброаенного солодового напитка с тонкой хмелевой горечьи и хиелевнм ароматом без каких-либо посторонних привкусов и запахов. Образцы пкза из концентрата отличались больгей проз-рачностьп и более высокой стойкость») к коллоидному помутнении по сравнении с пивои из исходного сусла. Остальные физико-химические свойства пива из концентрата но отличались от свойств пива из исходного сусла.

Таким образом, в ходе экспериментов была доказана целесообразность применения РИД для концентрирования неохяеленного пивного сусла, т.к. полученный концентрат имел высокие качественные показатели. Пиво, приготовленное из концентрата,по органолептическим-показателям ие отличалось от пива из исходного сусла, а по ряду Физико-химических показателей превосходило его.

Йалъйзйвке исследования öhj« направлены па разработку методов ' .охмеления сусла из концентрата с цельв увеличения степени использования горьких и других ценлих вецестз хмеля и снижения энергетически;! затрат в процессе производства пива. Кило установлено, что благодаря тему, что в РПй происходит предварительная коагуляции высокомолекулярных белков, процесс кипячения сусла с хмелей значительно сокращается и определяется временен, необходимым для стерилизации сусла три использовании экстрактов хмеля) и извлечения горьких веществ хмеля l при использовании знакового хмеля). Целесообразно проводить охмеление аолодого пива, а не сусла, водноизомеризозашмк экстрактом, что дает возможность получить пиво знсокого качества, со слазешшм гармоничным вкусоя, пркятноя неостазцепся хмелевой горечью и высокой компактной пекой. Кроме высокого качества такой способ и наиболее экономичен, т.к. расход хмеля при ятом учрнцжл-ется на 40-50 У..

Исследование процесса деалкоголизации спиртовашшх соков.

В процессе экспериаектов осуаествляли деалкоголизация «блочного и виноградного бпнртованннх соков с содерааииеи этанола 15-16 г. !!э проведенных экспериментальных исследования следует, что на глубину отгонки спирта влияат следующие технологические параметры: начальная температура сока,скорость подачи спиртованного сока в аппарат; величина остаточного давления в аппарзта, давление гревяего пара, подаваемого в рубаму РПй.

Повывеиие начальной температуры сока приводит к снивенша конечной концентрации спирта. Зто^обстоятельство обусловлено тем. что при увеличении начальной температуры сока все большая доля теплоты, передаваемой соку, от стенки аппарата, тратится на отгонку спирта, и все неньная - на нагрев до температуры деалкоголизации.

Иа рис. 2 представленн зависимости концентрации спирта в соке после деалкоголизации от -скорости подачи исходного сока в аппарат. Характер зависимости конечной концентрации спирта от подачи сока объясняется изменением гидродинамической обстановки: при увеличении О увеличивагтен разиерк "носовкх" волн, в которых транспортируется основная масса аиадости. Однако, в "носовых" волнах циркуляция видкости хуже, чем в вихревых зонах, и это является одной из причин повышения конечной концентраций спирта.Другой причиной, вероятно, является увеличение сила давления лопастей на "но-совче" волна,из-за чего сокращается время нахождения сока в аппарате. Из рис. 2 видно, что даше при сравнительно больвой подаче-сока С« - (1.7-2,5) 1(Г2кг/с в низкой начальной температуре }к -22-25 °С достигается удовлетворительная глубина отгонки спирта (т» < КО 1). При этой давление грещего пара составляло 0,4 1!Па.

Увеличение давления греющего пара благоприятно сказывается иа глубине отгонки спирта. Однако, при высоких значениях ры. происходит концентрирование сока, содерзание сухих веществ увеличивается до 33 X. Для достижения требуемой концентрации сухих вевесте необходимо разбавление полученного полуконцептрата сока обессолен ной водой. Повышение разрежения в аппарате обеспечивает сиизение конечной концентрации, что объясняется понивением температуры деал коголизации.

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования показали. что в РПЙ с жестко закрепленными лопастями моано получить требуемув глубину отгонки спирта, причем оптимальная производитель ность аппарата по исходному соку составляет 45-60 л/ч.При этом за один проход продукта через аппарат объемная доля спирта в деалкого лизованного соке не превышает 1,0 7.. й&же при низком давлении грев чего пара (р^- 0,203 МПа) возможно получение полностью деалкого лизованного сока. При более высокой производительности аппарата такая глубина отгонки достигается либо за счет изменения, в опреде ленных пределах, параметров О* . ршд • • либ° проведением повторной деалкоголизации сока в РПЙ.

Оценка качественных показателей соков после деалкоголизации.

В таблице 3 представлены результаты физико-химического ана-

а. Л«/-»'*

—Гг >4.

4 --V, к

\ * Ч 0

о/ /в • \

/1 О -.г-

— • * о

° « t7 to г/ i, jsx.

Рис. 1. Зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости подачи сусла з аппарат: О - С =30-50 X: tH =52-60°C:/W =0.04-0.1 ЫПа: О - с =10-20 Х\ tH =50-60°£; рт6 =0.04-0.1 «Па; Д - С =10-20 7.\ tj, =50-58°С; ^--0.30-0.4 «Па; О- С =30-50 Х\ гд=50-58°С; /W =0,30-0.4 Ш!а.

Рис. с. Зависимость конечной концентрация спирта скорости подачи сока в аппарат: О - С »18 ртб =0,2 УПа: }„ =52 С:рмт =0.035 Ш1а Л - а =10 X: /w=0.3 Ш1а; 1„ =52 С: ^»О.ОЗГШВа

о - с =10 X: pu¿~-0.3 Mía: h, -22 С: Р„^=0.С35 ИПа

© - С =16 х: /w=Q,4 fina: =22 С: ^„„=0.035 Ш

лиза спиртованного и деалкоголизованного соков.Органолептическая оценка качества деалкоголизованши - соков проводилась после разбавления полуконцентрата водой. Дегустация деалкоголизовашшх соков показала, что соки имеют гармоничный вкус,хотя аромат их несколько слабее за счет частичной потеря ароматических веществ. Деалкоголизация не придает им уваренных тонов,- цвет соков не меняется.Из таблицы 3 видно,что физико-химические показатели качества соков после деалкоголизации в РПА оставтся практически без изменения. Кислотность, почти во всех опытных образцах деалкоголизованного (готового) виноградного сока бала ниве исходной, что связано с выпадением тартратов при обрабработке в РПй. Кислотность яблочного сока не меняется в связи с хороиея- растворимостью солей яолочиой кислоты.

■ .Таблица 3 Физико-химические показатели качества соков

Наименование Наименование показателя

сока

Объемная Концент- Массовая Содер- Содер-

доля спи- рация концент- зание вание

рта, У. сухих рация сахара пекти-

веществ. титруемых г/100 см* новых

X кислот. г/100 см"' вевеств, г/100 см3

Виноградный

исходный 16.0 16,0 0,43 13,4 Следы

Деалкоголи- .

зованннй 1по- 0-5.6 18,5-32.5 0,45-0,86 15,5-27,4 Не более

луконцентрат) 0.1

Готовый сок 0-4,3 16,0 0,36-0.38 13.4 Следы

Яблочный

исходный 16.0 . 11,5 0.55 . 9.6 0,17

Деалкоголи- -

зованный 1 по-

луконцентрат ) о-з,а 13,5-32.6 0,7-1,3 11,3-27,2 0.9-0,34

Готовый сок 0-4,3 11,5 ■ 0,5-0.55 9,5-9,6 0,15

Газохроматографическия анализ показал, что состав деалкоголи-эованных соков незначительно отличается от исходного по группе летучих веществ. Кроме того, в деалкоголизованном соке отнечается

снигеиие таких токсичных компонентов, как ацетальальдегид. придап-него горечь, и метанол.

Разработка опытно-проньшленного РПЙ.

На основании проведенных экспериментальных и теоретических исследований била разработана иизенерная методика для проектного расчета РПЙ. работавшего в качестве выпарного аппарата для концентрирования пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков. Данная методика была использована при разработке опытно-проиывленного РПЙ плоцадьв рабочей поверхности 2,0 и .

Аппарат имеет корпчс, состоящий из трех секций, снаОаенныя паровыми рубавками. Внутренний диааетр корпуса 0,45 и, а~ высота его рабочей части 1,5 м. Производительность аппарата по исходному продукту 1000-1200 л/ч. Опнтно-пройнвленный аппарат бил изготовлен на Экспериментально« машиностроительной заводе ВПИИЯа и в настоящее вреыя монтируется на Саият- Петербургском комбинате пиаобезалкого-льной промышленности им. Степана Разина по схеме, разработанной автором.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДИ

1. Определены основные закономерности теплообмена в роторной пленочном аппарате при концентрировании пивного сусла. Получено критериальное уравнение , позволявшее проводить тепловые расчеты аппаратов.

2. Установлена зависимости теплофизическях свойств пивного сусла (вязкости, поверхностного натязения, теплоеикости, теплопроводности и температуропроводности) от тешкратурн и концентрации сухих веаеств. В ргзультате ыатенатической обработки экспериментальных дашшх получена эмпирические зависимости, позволявшие рассчитать вязкость я поверхностное катяаения пивного сусла при различных температурах и концентрациях сухих веществ.

3. Определено влияние различных параметров проведения процесса деалкоголизации в РПЙ на нонечнув концентрации спирта в соках. Установлены оптимальные регион проведения процесса.

4. В результате внпоянснкнх теоретических н зкспернаеигальиык исследований доказана эффективность и целесообразность применения

роторных пленочных аппаратов для концентрирования пивного сусла н деалкоголизации спиртованных соков.

5. Установлено, что проведение дашшх процессов а роторном пленочной аппарзте' не оказывает отрицательного воздействия па качество конечных продуктов.Тепловая и механическая обработка в РПй позволяет оптимизировать белковый состав пивного сцсла. а рвэуль-

тате чего снижаются потери горьких веществ хмеля при охмелении сусла и повыаается стойкость готового пива к коллоидным помутнениям.

6. Разработаны основы технологии производства пива из концентратов сусла.

7. На основании предложенной инвенерной методики разработана конструкция РПй и схема промышленной установки для концентрирования пивного сусла и деалкоголизации спиртованных соков. Установки приняты к внедрению на Санкт-Петербургских комбинатах пивобезалко-гольной промыиленности им. Ст.Раэина и "Вена".

Основные обозначения Da- диаметр аппарата, м ; £ - зазор мезду концами лопастей ротора и стенкой корпуса, м; п - частота вращения ротора. 1/с;<2 - объемная подача еидкости . м /с; р - плотность кидкости, кг/м ;- динамическая вязкость «идкости. Па/с; V - кинематическая вязкость, и /с\б - поверхностное натявение. Н/м; а - теплопроводность жидкости, Вт/(м К): а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м К);

Катериалы диссертации излонены в следующих печатных работах

1. Василииец И.И.. Радионова И.Е. Определение рациональных геометрических параметров роторных пленочных аппаратов с варнирно закрепленными лопастями. - Тез. Докл. Всесовзной научно-техн.конф. Теория и практика перемешивания в видких средах, Ленинград,1990, с. 188-189.

2. Басилинец И.И.. Раднонова И.Е. Структурно-механические свойства спиртованных соков. Рун. деп. в йгроНИИТЭИПП.1991. N 2460,-63 с.

3. Василииец H.H.. Радионова И.Е., Орлов В.В. Определение теплофи-зических свойств концентрата пивного сусла. - Тез. докл. Всесо-взн. научн.-техн. конференции Холод - народному хозяйству. Ленинград. 1991, с. 325-326.

4. Радионова Й.Е., Басилинец ИХ. Нелеако И.Г. Деалкоголизация спиртованных соков с использованием роторного пленочного аппарата. Рук. деп. в ЙгроНИИТЗИПП, 1992. N 2502. - с. 46.

5. Радионова U.E.. Басилинец И.И. Концентрирование пивного сусла в роторном пленочном аппарате. Рук. деп. в ЙгроНИИТЗИПП. 1993.

Н 5. - с. 34.

Подписано к печати 10.02.94. Формат 60x84 I/I6. Bvm. газетная. Печать офсетная. Печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 97.

Малое предприятие "ТеплоКон" Санкт-Петербургского технологического института холодильной промышленности. 191002, Санкт-Петербург, ул.Ломоносова ,9