СПОСОБ ЗЕМЛЯКОВА Н.В. ГРАНУЛЯЦИИ РАСТВОРИМОГО КОФЕ
INSTANT COFFEE GRANULATION METHOD BY NV ZEMLYAKOV

Изобретение относится к грануляции пылевидных материалов скатыванием и касается способа грануляции пылевидного растворимое кофе.
Известен способ интенсификации процессов сушки и грануляции в закрученном слое полидисперсного продукта [1], заключающийся в создании нисходящего и восходящего закрученных в одном направлении воздушных потоков, из которых восходящий является теплоносителем, а нисходящий обеспечивает транспортирование сырьевого продукта, который в объеме рабочей камеры формируется во взвешенный тороидальный закрученный вокруг вертикальной оси слой, имеющий нижнюю и верхнюю границы, удерживаемый на определенной высоте. При этом восходящий поток создают из нескольких отдельных одинаковых по расходу потоков, равноудаленных по кругу друг от друга, закрученных по кругу вокруг оси аппарата и наклоненных к ней под углом от 35 до 65°, при этом все отдельные потоки восходящего потока закручены вокруг своих осей в одном направлении, по винтовым спиралям.
Недостатком известного способа для проведения конкретных процессов грануляции скатыванием является то, что в данном способе не обеспечено подведение специального связующего для пищевого продукта, способного обеспечивать процесс коагуляции отдельных пылинок и рост гранул до требуемого диаметра.
Известен также способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое [2], который предполагает создание в объеме рабочей камеры взвешенного и непрерывно обновляемого закрученного слоя из полидисперсного порошка пищевого продукта. Взвешенное состояние закрученного слоя вокруг вертикальной оси в рабочей камере обеспечивается созданием его в виде четырехволнового закрученного в винтовую спираль по направлению вращения с помощью четырех потоков, выходящих из четырех каналов, имеющих в сечении четырехугольную площадь, четырехзаходного шнекового завихрителя. Кроме того, способ предусматривает распыление влажного пара на верхнюю границу закрученного взвешенного слоя продукта, интенсифицируя взаимное окатывание пылинок сахарной пудры в круглые гранулы.
Недостатком известного способа является то, что орошающий поток связующего вещества - пара - очень мал по расходу, так как его подача организована по специальному патрубку, проходящему через осевую часть завихрителя восходящего потока. В связи с чем этот патрубок имеет диаметр живого сечения, в несколько раз меньший, чем у патрубка подачи восходящего потока.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является патент [3] России «Способ Землякова Н.В. грануляции пылевидного пищевого продукта во взвешенном закрученном слое». Известный способ реализуется во взвешенном закрученном слое, в аэродинамическом поле встречных закрученных потоков, когда сырьевой пылевидный пищевой продукт подводят на верхнюю границу взвешенного закрученного слоя. А в качестве восходящего потока подают влажный водяной пар.
Недостатком способа-прототипа является то, что подсохшие гранулы, полученные таким способом, очень легко разрушаются от механического воздействия. Это происходит из-за того, что в составе пылевидного порошка пищевого продукта, скоагулированного под воздействием водяного пара, нет связующего компонента, способного увеличить адгезию между отдельными пылинками.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить интенсификацию процесса гранулообразования из пылевидного растворимого кофе и повысить механическую прочность гранул кофе при хранении и транспортировке.
Это достигается тем, что способ грануляции растворимого кофе осуществляют во взвешенном закрученном слое, включающий создание центробежного поля во внутренней цилиндрической полости с вертикальной осью симметрии, обеспеченного нисходящим и восходящим закрученными потоками воздуха, закрученными попутно и в одном направлении, а между ними по высоте полости создают взвешенный тороидальный закрученный пылевой слой, а в осевой части полости создают суммарный, общий очищенный от пылевидной фракции выходной поток воздуха, при этом пылевой слой продукта подводят на верхнюю границу взвешенного закрученного слоя, а в качестве восходящего потока к нижней границе взвешенного слоя подводят влажный водяной пар, обеспечивая процесс гранулообразования с последующим скатыванием гранул до заданного диаметра за счет определенной величины скорости восходящего потока, обеспечивающей удерживающую силу для гранул заданного диаметра, при этом в качестве пылевого слоя продукта используют растворимый кофе, в который предварительно подмешивают от 1% до 5% сахарной пудры.
Способ реализуется следующим образом.
Способ грануляции пылевидного растворимого кофе во взвешенном закрученном слое осуществляют в аппарате со встречными закрученными потоками (ВЗП). В аппарате ВЗП, в его рабочей камере - цилиндрической полости с вертикальной осью симметрии - создают центробежное поле нисходящим и восходящим закрученными потоками воздуха, которые закручены попутно и в одном направлении. На определенной высоте в полости рабочей камеры создают взвешенный тороидальный закрученный пылевой слой из смеси растворимого кофе и сахарной пудры. При этом пылевидную исходную смесь растворимого кофе и сахарной пудры подводят на верхнюю границу взвешенного закрученного слоя. В качестве восходящего потока в полость рабочей камеры снизу подают влажный водяной пар. Величина диаметра гранул кофе лимитируется величиной скорости восходящего потока из водяного пара.
Если величина сахарной пудры в исходной смеси менее 1%, то гранулы, оставаясь быстрорастворимыми, механически остаются очень рыхлыми и при транспортировке могут разрушаться. Если величина сахарной пудры в исходной смеси более 5%, то гранулы, оставаясь быстрорастворимыми, механически становятся более прочными, пригодными для транспортировки.
Полезность данного способа заключается в том, что, подводя к взвешенному закрученному слою восходящий поток в виде влажного водяного пара, обеспечивается эффективное коагулирование исходных частиц смеси растворимого кофе с сахарной пудрой. Грануляция до заданного диаметра гранул происходит путем скатывания зародившихся гранул мелкими пылинками взвешенного слоя, обеспечивая рост гранул. Гранулированный растворимый кофе, полученный из пылевидного исходного растворимого кофе, получает новое качество - гранулы приобретают шаровидную форму, оставаясь при этом быстрорастворимыми и менее разрушаемыми при хранении и транспортировке. Кроме того, поскольку исходная смесь перед гранулированием содержит сахарную пудру, то получаем также новый продукт - подслащенные гранулы растворимого кофе.
Источники информации
1. Патент России №2338975. Способ Землякова Н.В. интенсификации процессов сушки и грануляции в закрученном слое полидисперсного продукта.
2. Патент России №2241925. Способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое.
3. Патент России №2382303. Способ Землякова Н.В. грануляции пылевидного пищевого продукта во взвешенном закрученном слое.