09.06.2019
219.017.78b3

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ ЗАТРАВОЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ЖИРОВОГО РАСПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу и устройству для изготовления суспензий затравочных кристаллов на основе жировых расплавов, в частности для производства стабильных микродисперсных суспензий кристаллов какао-масла с высокой долей β-модификации, и их применению при затравочной кристаллизации суспензий на жировой основе, содержащих дисперсные частицы твердых веществ, таких как шоколад и шоколадоподобные массы, расплав которых затравливается суспензией зародышей кристаллов. Способ предусматривает изготовление жирового порошка холодного распыления. Затем проводят ступенчатое термическое кондиционирование полученного жирового порошка для того, чтобы фазовое превращение полиморфной жировой системы проходило без комкования частиц порошка до образования термически высокостабильной β-модификации кристаллов. Кристаллы изготавливают с долей, составляющей по меньшей мере 10%. После чего ведут суспендирование кондиционированного таким образом жирового порошка в количестве по меньшей мере 1% в свободном от кристаллов жировом расплаве, темперированном до температуры приблизительно на 1-2С ниже минимальной температуры пика энтальпии плавления β-модификации кристаллов. Указанную суспензию жирового порошка подвергают обработке в потоке сдвигом/растяжением до достижения заданных характеристик: общего содержания кристаллов, доли β-модификации и среднего размера кристаллов. Полученную таким образом суспензию затравочных кристаллов равномерно добавляют в продуктовый поток подвергаемого предварительной кристаллизации шоколада или шоколадоподобной массы с содержанием затравочных кристаллов 0,01-0,2% (от общей массы), а затем в потоке продукта подвергают щадящему гомогенному и непрерывному перемешиванию. Устройство для осуществления способа содержит распылительную башню, камеру темперирования, резервуар с мешалкой для суспензии, узел для обработки потока сдвигом/растяжением, насос и статический смеситель. В статическом смесителе башня выполнена для холодного распыления жирового расплава какао-масла или смеси какао-масла и других жиров в потоке холодного газа. Температура холодного газа может устанавливаться на 10-50С ниже температуры кристаллизации жировых компонентов распыляемой жировой системы. Благодаря этому улучшается дозируемость по сравнению со способом затравки кристаллическими порошками, так как возможно дозирование жидкостей. Кроме того, с помощью механико-термической обработки сдвигом/растяжением потока суспензии затравочных кристаллов достигается получение значительно меньших по размеру зародышевых кристаллов, чем при традиционном способе затравочной кристаллизации, основанном на применении порошков, и, как следствие, улучшенное микрогомогенное смешивание и более высокая эффективность затравки с уменьшенным добавлением затравочных кристаллов для достижения оптимальной предварительной кристаллизации, а также более высокая доля обладающих высокой стабильностью кристаллов β-модификации. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 17 ил.
Реферат Свернуть Развернуть
1.Способизготовлениясуспензийзатравочныхкристалловнаосновежировогорасплава,вчастности,дляполучениястабильныхмикродисперсныхсуспензийкристалловкакао-масласвысокойдолейβ-модификации,используемыхпризатравочнойкристаллизациисодержащихдисперсныечастицытвердыхвеществсуспензийнажировойоснове,такихкакшоколады,шоколадоподобныемассыилисуспензиисинымижирамивкачественепрерывнойфазы,срегулируемыми:общимсодержаниемкристаллов(I),долейвысокоплавкойβ-модификациикристаллов(II),атакжесреднимразмеромкристаллов(III),предусматривающийизготовлениежировогопорошкахолодногораспыления,ступенчатоетермическоекондиционированиеполученногожировогопорошкадлятогочтобыфазовоепревращениеполиморфнойжировойсистемыпроходилобезкомкованиячастицпорошкадообразованиятермическивысокостабильнойβ-модификациикристалловсдолей,составляющейпоменьшеймере10%,исуспендированиекондиционированноготакимобразомжировогопорошкавколичествепоменьшеймере1%всвободномоткристалловжировомрасплаве,темперированномдотемпературыприблизительнона1-2°Снижеминимальнойтемпературыпикаэнтальпииплавленияβ-модификациикристаллов,причемуказаннуюсуспензиюжировогопорошкаподвергаютобработкевпотокесдвигом/растяжениемдодостижениязаданныххарактеристик-общегосодержаниякристаллов,долиβ-модификацииисреднегоразмеракристаллов,иполученнуютакимобразомсуспензиюзатравочныхкристалловравномернодобавляютвпродуктовыйпотокподвергаемогопредварительнойкристаллизациишоколадаилишоколадоподобноймассыссодержаниемзатравочныхкристаллов0,01-0,2%(отобщеймассы),азатемвпотокепродуктовподвергаютщадящемугомогенномуинепрерывномуперемешиванию.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтодляизготовленияпорошкахолодногорасплавакакао-маслараспыляютвохлажденномпространствераспылительнойбашнитакимобразом,чтополученныетонкимраспылениемкапелькирасплавасопределеннымраспределениемразмера1-200мкмперемещаютсяотносительнопотокахолодногогаза,вкоторыйихраспыляют,ипутемустановлениязаданнойтемпературыхолодногогаза(от-40до0°С)ираспыляемогорасплавакакао-масла(от+40до+60°С),атакжезависящейотраспределенияразмеровкапельскоростихолодногогаза(0,1-1м/с),кристаллизуютзаданнымобразомизатемвыгружаютпритемпературехолодногогаза.23.Способпоп.1,отличающийсятем,чтодляобразования/повышениядолиβ-кристалловвпорошкахкакао-масла,полученныххолоднымраспылениемпритемпературеот-40до0°С,осуществляюттермическоекондиционированиеуказанногопорошкавнесколькостадий,предпочтительновдвестадии,такимобразом,чтобыобеспечитькакможноболеебыстроефазовоепревращениенестабильноймодификациикристалловввысокостабильнуюмодификациюбезкомкованиячастицжировогопорошкаприиххраненииввидесыпучегопорошка,например,комбинациейиздвухстадий,напервойстадии-при12°Свтечениеболеедвухднейинавторойстадии-при25°Свтечениеболее30дней.34.Способпоп.1,отличающийсятем,что,вслучаечистогокакао-масласуспендированиепоменьшеймере1%кондиционированногораспыленногопорошкав,посуществу,свободномоткристаллов,охлажденномдонизкихтемпературжировомрасплавеосуществляютпритемпературеот26до32,5°С.45.Способпоп.1,отличающийсятем,чтотермомеханическуюобработкусуспензиираспыленногожировогопорошкапроводятпространственнооднородноводнуилинесколькостадийвзонепотокасосдвигом/растяжениемприустановленииэффективныхусилийилискоростейсдвигаитемпературиблагодарячастичномуплавлениюмодификацийкристалловснизкойтемпературойплавленияимеханическогодиспергирования/измельчениякристалловпроисходитуменьшениесреднегоразмеракристалловотприблизительно100мкмвраспыленномпорошкедо10мкм,приэтомможетустанавливатьсяпостоянноесодержаниекристалловвсуспензиивколичестве5-35об.%.56.Способпоп.1или5,отличающийсятем,чтоприизготовлениисуспензийзатравочныхкристаллов,исходяизполученныххолоднымраспылениемитермокондиционированныхчастицкакао-масла,онисодержатпоменьшеймере10%высокостабильныхкристалловβ-модификации,содержаниекоторыхзатемприповышенномприложениимеханическойэнергииксуспензиижировойпорошок/жировойрасплавпритемпературеприблизительноот32до34°Сувеличиваетсядопоменьшеймере95%.67.Способпоодномуизпп.1-6,отличающийсятем,чтокостаткупроизведеннойранеесуспензиизатравочныхкристалловдобавляютжидкоекакао-масло,котороеприподдерживаемыхпостояннымиусловияхтемперированияиперемешиваниявтечениеменее60миниспользуютдляполученияновойзатравочнойсуспензии.78.Способпоп.1или5,отличающийсятем,чтопослеполучениясуспензиизатравочныхкристалловтребуемоесодержаниезатравочныхкристалловвсуспензииподдерживаютбездальнейшегоиспользованияжировогопорошка,аименнонепосредственнонастадиимеханико-термическойобработкивзонеобработкипотокасдвигом/растяжением,причемтемпературустенокснижаютдо10-25°С,длительностьпребыванияувеличиваютдо>150с,аобразованныенастенкахжировыекристаллынепрерывнососкабливаютисмешиваютсжировымрасплавом.89.Способпоодномуизпп.1-8,отличающийсятем,чтопредварительноохлажденныйпродуктовыйпотокзатравливаютсуспензиейкристалловпритемпературе32-35°С.910.Способполюбомупредшествующемупункту,отличающийсятем,чтозатравливаниепроводятнепрерывнопутемдозированияищадящегомикрогомогенногоперемешиваниятак,чтобыизбежатьчастичногоплавлениязатравочныхкристалловвпродуктовомпотоке,например,вследствиеповышенногоместногорассеянияэнергии.1011.Способполюбомупредшествующемупункту,отличающийсятем,чтосуспензиюзатравочныхкристалловнепрерывновводятвпродуктовыйпотокдляобеспечениявнемсодержаниякристаллов0,01-0,2%отобщеймассыпродукта.1112.Способполюбомупредшествующемупункту,отличающийсятем,чтовместошоколаднойсистемынаосновекакао-масладлязатравкианалогичнымобразомиспользуютсуспензиисдругимижирамивкачественепрерывнойфазы,вкоторыхиспользуемыезародышижировыхкристалловпредставляютсобойспецифичноподходящиедляжировыхсистемсмеситриглицеридовсвысокойтемпературойплавления.1213.Устройстводляосуществленияспособаполюбомуизпп.1-12,содержащеераспылительнуюбашню(11),камерутемперирования,резервуарсмешалкойдлясуспензии,узелдляобработкипотокасдвигом/растяжением,насосистатическийсмеситель(3),вкоторомбашня(11)выполненадляхолодногораспыленияжировогорасплавакакао-маслаилисмесикакао-маслаидругихжироввпотокехолодногогаза,температуракоторогоможетустанавливатьсяна10-50°Снижетемпературыкристаллизациижировыхкомпонентовраспыляемойжировойсистемы,имеющихнаиболеенизкуютемпературуплавления,испомощьюоднокомпонентногосоплапридавлениираспыленияот1до500бар(от0,1до50МПа)избыточногодавленияможнопроизводитьраспыленныежировыечастицыдиаметромотменее50до500мкм,которыезатемпереводятсявкамерутемперирования(10),гдевпроцесседвух-илимногоступенчатоготермокондиционированияпризаданныхтемпературно-временныхпараметрах,стемпературнымиплатопредпочтительно-10°Сиот25до28°Ссоответственнопроисходитконтролируемоефазовоепревращение(образованиеот10до50%-нойдолиβ-кристалловбезкомкованияраспыленныхчастиц),азатемкондиционированныйтакимобразомпорошоквтемперированнойдо26-32,5°Сперемешивающей/смешивающейемкости,снабженноймешалками,работающиминанизкихоборотахиобеспечивающимищадящеегомогенноесмешивание,образуетсуспензиювохлажденномдопримерно26-32,5°Сжировомрасплавекакао-маслаиливрасплавесмесижиров,причемустройствотакжесодержитузел(8)сдвига/растяжения,состоящийизконцентрическогоилиэксцентрическогоцилиндрическогозазорадлясдвига,которыйимеетширинузазоранеболее5мм,ивкоторомуказаннуюсуспензиюжировыхкристалловподвергаютсдвигуприодновременноустанавливаемомохлаждениинаружнойстенкизазорадлясдвигадотемпературыстенки5-30°Сприаксиальнойскоростипрохожденияпотокачереззазордлясдвига,составляющейнеболее1см/с,ивращениивалаввидевнутреннегоцилиндрасокружнойскоростью0,2-2м/с,такимобразом,чтобытемпературасуспензиикристалловнавыходеиззазорадлясдвигавследствиевозникающеговязкостногорассеянияэнергии,из-засдвигаитеплопередачисоставляла32-34,5°Ссточностьюдо0,5°С,иодновременноосуществлялосьтонкоедиспергированиекристалловдосреднегодиаметраотменее10до20мкм(отихисходногоразмераотоколо50до500мкм),атакжедалеевзависимостиотсдвига,температурыстенокивременипребываниявзазоредлясдвига,выходящаясуспензиякристалловможетбытьотрегулировананасодержаниекристаллов5-35%посредствомрегулированияпередаваемогонавалввидевнутреннегоцилиндрамоментавращения,азатемэтасуспензиязатравочныхкристалловспомощьюмеханического,работающеговщадящемрежимедозирующегонасоса(5)непрерывно,вмалыхколичествах,составляющихнеболее1%суспензииизатравочныхкристалловотмассыпродукта,можетбытьдобавленактемперированномудо32-34,5°Спродуктовомупотокушоколадаилишоколадоподобноймассы,которыйгомогенноперемешиваютщадящимобразомспомощьюстатическогосмесителя(3).1314.Устройствопоп.13,отличающеесятем,чтокондиционирующеепространствокамерытемперированияснабженовращающимисяиливибрирующимивстроеннымиэлементами(16)дляпостоянногоперемещенияпорошка,обеспечиваемоговращениемиливибрациейэтихвстроенныхэлементовилисамойкамерыи,такимобразом,дляобеспеченияпредпочтительноускоренноготермокондиционированияполученныхраспылениемпорошковприповышенныхтемпературах(до28°Сприполученииβ-модификациикристаллов),избегаяобразованиякомков.1415.Устройствопоп.13,отличающеесятем,чтоузел(8)сдвига/растяженияпотокадляобработкисуспензий,полученныхраспылениемпорошков,имеетвстроенныеэлементы,вращающиесявместесваломввидевнутреннегоцилиндра,которыерасположенылибонавнутреннейстенкеохлажденногонаружногоцилиндрасвозможностьюскоблениястеноки/илиобразуютсуженныезазорымеждустенкамивнутреннегоинаружногоцилиндров,илидополнительновсамихвстроенныхэлементах,накоторыхпроисходитместноеускорениепотокаи,такимобразом,возникаетэффектрастяженияпотока,благодарякоторомудостигаетсяболеетонкоедиспергированиепосредствомчередующегосяразглаживания(т.е.растяженияисдвига)наохлажденнойстенкеисоскабливанияжировыхкристалловилиагломератовжировыхкристалловсохлажденнойстенки.1516.Устройствопоп.13,отличающеесятем,чтоузел(8)сдвига/растяженияпотокавмонтированвбайпасныйтрубопровод,ведущийкемкостисмешалкой,такчтотонкодиспергированная,обработаннаявузле(8)сдвигасуспензиякристалловможетподвергатьсяциркуляционномуперемешиваниювэтойемкостисмешалкойсмеханическинеобработаннойсуспензией,апосленесколькихпроходовсодержимогоемкостисмешалкойчерезузел(8)сдвигапосредствомвстроенноготрехходовогокранавозможнопереключениережимациркуляциинарежимдозированияуказанногосодержимоговтрубопроводспродуктом.1617.Устройствопоп.13,отличающеесятем,чтопередузлом(8)сдвига/растяженияподключендозирующийнасос(5),которыйпозволяетустанавливатьаксиальнуюскоростьпотокачерезузел(8)сдвига/растяжениявсоответствиисширинойзазорадлясдвига,дозированногомассовогорасходаиконцентрациикристалловвсуспензиизатравочныхкристалловдлядозированиявпродуктовыйпотоксполучением0,01-2%содержаниякристаллов,причемуказаннуюсуспензиювводятвпродуктовыйпотоклибопослеоднократногонепосредственногопрохождениясуспензиикристалловчерезузел(8)сдвига/растяжения,либоиземкостисмешалкой,вкотороймногократнообработаннаявузле(8)сдвига/растяжениясуспензиякристалловподвергаетсяциркуляционномуперемешиванию.1718.Устройствопоодномуизпп.13и15-17,отличающеесятем,чтоузел(8)сдвига/растяжениявосевомнаправленииразделеннадвезоны,иперваязонапредставляетсобойзонуохлаждения,котораяохлаждаетсяводойстемпературой10-15°Ситемсамымспособствуетбыстромуобразованиюкристаллов(смесьβ-,β-иβ-модификаций)вжировомрасплавекакао-масла,автораязонатемперируетсяводойсболеевысокойтемпературой,чтобырасплавитьнестабильныеβ-кристаллыкакао-масла,повыситьдолюβ-модификациииотрегулироватьвязкость,причемзатемполученнуюсуспензиюкристалловкакао-маслас10-30%содержаниемкристалловс0-50%долейβ-модификациии50-100%долейβ-модификациикристалловспомощьюдозирующегонасоса(5)равномернодобавляютнепосредственновпродуктовыйпотокпредварительнокристаллизованногошоколадаилишоколадоподобноймассыдляобеспечениясодержаниязатравочныхкристалловот0,01до0,2%отобщеймассыпродуктовогопотока,азатемщадящегомогенноинепрерывноперемешиватьвпродуктовомпотоке.1819.Устройствопоп.18,отличающеесятем,чтозазордлясдвигамеждунаружнойстенкойвращающегосявнутреннегоцилиндраивнутреннейстенкойтемперированногонаружногоцилиндранапервойступениохлажденияявляетсямалым(Ri/Raравенилиболее0,8),анавторойступениохлажденияявляетсябольшим(Ri/Raравенилименее0,8),такчтообразованныенапервойступениприсильномохлаждениинестабильныекристаллывследствиесильногосдвига(усилиесдвига1000-2000Па)быстропреобразуютсявстабильныеβ-иβ-кристаллы,анавторойступениблагодаряувеличениюзазорадлясдвигаусилиесдвигауменьшается,чтобыдополнительноеместноенагреваниеобогащеннойкристалламисуспензиииз-завязкостногорассеянияэнергииоставалосьдостаточнонизким.1920.Устройствопоп.13,отличающеесятем,чтосодержитрегулирующееустройствоввидеблокауправления/регулированиядляузла(8)сдвига/растяжения,выполненногодляобеспечениясогласованиячислаоборотов(регулировочнаяпеременная1)внутреннегоцилиндра(возможновместесовстроеннымиэлементами),температурыохлаждениястенок(регулировочнаяпеременная20)имассовогорасхода(регулировочнаяпеременная30)иливременипребываниявреакционномпространствеузла(8)сдвига,определяемогочисломоборотовдозирующегонасоса(5),такимобразом,чтобынаружнаятемпературасуспензии(заданная/регулировочнаяпеременная1)вслучаекакао-масласоставляла30-34,5°Ссточностью±0,25°С,асодержаниекристалловвсуспензии(заданная/регулировочнаяпеременная)составляло10-30%(сточностью±1%),причемпосредствомсдвига/растяжения,определяемогогеометриейзазораичисломоборотов,обеспечиваетсяразмерзатравочныхкристалловвсуспензииотменее10до20мкм.2021.Устройствопоп.19,отличающеесятем,чтоуказанныйблокуправления/регулированиявыполненсвозможностьюобработкисигналаизмеренногонавалуузла(8)сдвига/растяжениямоментавращениядлянепосредственнойкорреляциинастроекчислаоборотов,массовогорасходаитемпературыохлаждениястеноксполученнойконцентрациейзатравочныхкристаллов,позволяятакимобразомконтролироватьилиуправлятьконцентрациейкристалловнавыходе.2122.Устройствопоп.13,отличающеесятем,чтовстроенныйвпродуктовыйпоток(шоколадногопродукта)статическийсмеситель(3)имеетдостаточнобольшиезазорыдляпрохожденияпотока,чтобыпривязкостях,типичныхдляшоколадныхпродуктов(примерно0,1-5Па·с),изаданныхмассовыхрасходахместноевязкостноерассеяниеэнергииоставалосьдостаточномалым,чтобыизбежатьместногонагреванияпродуктадотемпературывыше34,5°С(вслучаечистыхзародышейβ-кристалловкакао-масла),причемсмесительсодержитувеличенноеколичествоот10до12последовательноподключенныхсмесительныхэлементов,чтобыобеспечитькачествосмешения95%.22
Источник поступления информации: Роспатент

Всего документов: 83

Похожие РИД в системе