Установка для стабилизации соков и вин от выпадения кристаллического осадка

 

Использование: в пищевой промышленности и виноделии. Сущность изобретения: установка содержит установленные соосно в корпусе с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах барабан с перфорацией в виде сверхзвуковых сопел, на входах в которые установлены завихрители, и пористый барабан, первый из которых установлен в корпусе с образованием зазора, а второй - в полости первого с образованием кольцевого канала, соединенный с зазором источник жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал перфорированного барабана емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, а также емкость для стабильного сырья, соединенную через полый вал с полостью пористого барабана. 2 ил.

Изобретение относится к технике стабилизации виноградных напитков, соков и вин от выпадения кристаллического осадка винной кислоты и ее солей в процессе хранения.

Известна установка для стабилизации соков и вин от выпадения кристаллического осадка, содержащая установленные соосно в корпусе с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах перфорированный и пористый барабаны, барабан перфорированный установлен в корпусе с образованием зазора, а пористый установлен в полости перфорированного с образованием кольцевого канала, связанный с зазором источник жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, емкость для стабильного сырья, связанную через полый вал с полостью пористого барабана, при этом отверстия перфорированного барабана выполнены в виде сопел (патент РФ N 2000067, кл. A 23 L 2/30, 1993).

Недостатками этой установки являются экстенсивность охлаждения и низкая надежность отделения мелкокристаллического осадка.

Задачей изобретения является интенсификация охлаждения сырья и повышение надежности отделения осадка при увеличении размера его частиц.

Поставленная задача решается тем, что установка для стабилизации соков и вин от выпадения кристаллического осадка, содержащая установленные соосно в корпусе с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах перфорированный и пористый барабаны, из которых перфорированный барабан установлен в корпусе с образованием зазора, а пористый установлен в полости перфорированного с образованием кольцевого канала, связанный с зазором источник жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, емкость для стабильного сырья, связанную через полый вал с полостью пористого барабана, при этом отверстия перфорированного барабана выполнены в виде сопел, согласно изобретению, снабжена установленными на входах в сопла завихрителями, а сопла выполнены сверхзвуковыми.

Это позволяет интенсифицировать охлаждение сырья и повысить надежность отделения осадка при его коагуляции под действием генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний высокой энергоемкости.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 фрагмент 1 фиг. 1.

Установка для стабилизации соков и вин от выпадения кристаллического осадка содержит установленные соосно в корпусе 1 с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах 2 и 3 перфорированный 4 и пористый 5 барабаны, перфорированный 4 барабан установлен в корпусе 1 с образованием зазора 6, а пористый 5 установлен в полости перфорированного 4 с образованием кольцевого канала 7, связанный с зазором 6 источник 8 жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала 7 через полый вал 2 емкость 9 для нестабильного сырья и емкость 10 для отводимого осадка, емкость 11 для стабильного сырья, связанную через полый вал 3 с полостью пористого барабана 5. Отверстия перфорированного барабана 4 выполнены в виде сверхзвуковых сопел 12 и снабжены установленными на входах завихрителями 13.

Установка работает следующим образом.

Нестабильное сырье из емкости 9 через полый вал 2 подают в кольцевой канал 7 на внутреннюю поверхность перфорированного барабана 4, вращаемого на приводном валу 2. Одновременно из источника 8 в зазор 6 между корпусом 1 и барабаном 4 подают жидкую двуокись углерода, которая закручивается завихрителями 13 и, ускоряясь в соплах 12 до сверхзвуковой скорости, поступает в сырье, находящееся в кольцевом канала 7, при частичном испарении с адиабатным расширением и поглощением теплоты. На выходе из сверхзвуковых сопел 12 происходит турбулентный срыв потока двуокиси углерода, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Сверхзвуковой закрученный поток двуокиси углерода имеет бочкообразную форму и создает скачки уплотнения с ультразвуковой частотой. Далее поток дробится на отдельные пузырьки, всплывающие в обрабатываемом сырье под действием силы инерции и архимедовой силы при противодействии сил трения и поля центробежных сил. Оставшаяся часть жидкой фазы двуокиси углерода диспергируется с образованием мелкодисперсных кристаллов твердой фазы, всплывающих в обрабатываемом сырье и частично испаряющихся с поглощением теплоты. Во всплывающих пузырьках в таких условиях возникают тороидальные потоки и пульсации объема. Всплывающие пузырьки и кристаллы двуокиси углерода турбулизируют поток обрабатываемого сырья. В условиях интенсивного обновления поверхности контакта фаз в данной установке при характерных для ее конструкции числах Рейнольдса, равных 10²-10³, осредненные по времени числа Нуссельта достигают значений 30-50. При теплообмене такой интенсивности происходит резкое охлаждение обрабатываемого сырья и падение растворимости в нем винной кислоты и ее солей, выпадающих в осадок из пересыщенного раствора при кристаллизации на центрах в виде мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода. Под действием ультразвуковых колебаний кристаллический осадок коагулирует с образованием агломератов хлопьевидной формы. Далее жидкая фаза стабилизированного сырья отделяется от твердой фазы скоагулированного осадка при проходе в полость пористого барабана 5, из которой она отводится через полость вала 3 в емкость 11 для стабильного сырья. Отфильтрованная твердая фаза кристаллического осадка сбрасывается с поверхности пористого барабана 5 в кольцевой канал 7 под действием поля центробежных сил и отводится из него по мере накопления и коагуляции с противоположной стороны от подачи сырья в емкость 10 для отводимого осадка.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет интенсифицировать теплообменные процессы обработки сырья и повысить надежность отделения кристаллического осадка за счет исключения возможности забивания пор барабана 5 при увеличении размеров частиц осадка в поле ультразвуковых колебаний высокой энергоемкости.

Формула изобретения

Установка для стабилизации соков и вин от выпадения кристаллического осадка, содержащая установленные соосно в корпусе с возможностью противоположного вращения на приводных валах перфорированной и пористый барабаны, перфорированный из которых установлен в корпусе с образованием зазора, а пористый установлен в полости перфорированного с образованием кольцевого канала, связанный с зазором источник жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, емкость для стабильного сырья, связанную через полый вал с полостью пористого барабана, при этом отверстия перфорированного барабана выполнены в виде сопл, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на входах в сопла завихрителями, а сопла выполнены сверхзвуковыми.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2