Осадительная центрифуга

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к оборудованию для осветления и стабилизации виноградных соко- и виноматериалов. Осадительная центрифуга содержит корпус, цилиндроконический ротор с отверстиями для выгрузки фугата и шлама и размещенный в роторе цилиндроконический шнек. Ротор имеет участок с отверстиями в виде сверхзвуковых сопл в зоне камеры для жидкой двуокиси углерода, размещенной в корпусе. Этот участок охвачен обечайкой с отверстиями, в которых установлены завихрители, расположенные в одинаковых вертикальных плоскостях. В барабане шнека размещена питающая труба. Барабан шнека и/или обечайка выполнены в виде постоянного магнита с радиально расположенными полюсами. Ротор выполнен из ненамагничиваемого материала. Центрифуга обеспечивает эффективную очистку исходного продукта от мутеобразующих веществ. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для осветления и стабилизации виноградных соко- и виноматериалов.

Известна осадительная центрифуга, содержащая корпус со сборниками фугата и шлама и камерой для жидкой двуокиси углерода, установленный в корпусе цилиндроконический ротор, имеющий отверстия для выгрузки фугата и шлама и размещенный в зоне камеры для жидкой двуокиси углерода участок с отверстиями в виде сверхзвуковых сопл, охватывающую этот участок обечайку со снабженными завихрителями отверстиями, расположенными с соплами ротора в одинаковых вертикальных плоскостях с неравным и некратным окружным шагом, размещенный в роторе соосно цилиндрический шнек, барабан которого имеет окна для прохода исходного сырья в ротор, и размещенную внутри барабана питающую трубу (RU, патент 2076499, кл. B 04 B 1/20, 1997).

Недостатком этой центрифуги является невозможность выделения из обрабатываемого сырья веществ, склонных к образованию коллоидных помутнений.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей центрифуги.

Этот результат достигается тем, что в осадительной центрифуге, содержащей корпус со сборниками фугата и шлама и камерой для жидкой двуокиси углерода, установленный в корпусе цилиндроконический ротор, имеющий отверстия для выгрузки фугата и шлама и размещенный в зоне камеры для жидкой двуокиси углерода участок с отверстиями в виде сверхзвуковых сопл, охватывающую этот участок обечайку со снабженными завихрителями отверстиями, расположенными с соплами ротора в одинаковых вертикальных плоскостях с неравным окружным шагом, размещенный в роторе соосно с неравным и некратным окружным шагом, размещенный в роторе соосно цилиндроконический шнек, барабан которого имеет окна для прохода исходного сырья в ротор, и размещенную внутри барабана питающую трубу, согласно изобретению барабан шнека и/или обечайка выполнены в виде постоянного магнита с радиально расположенными полюсами, при этом ротор выполнен из ненамагничиваемого материала.

Это позволяет расширить технологические возможности центрифуги за счет обеспечения выделения из обрабатываемого сырья веществ, склонных к образованию коллоидных помутнений.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой центрифуги; на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - увеличенный фрагмент 1 по фиг. 1.

Осадительная центрифуга содержит корпус 1, разделенный перегородками на сборник 2 фугата, камеру 3 для жидкой двуокиси углерода в сборник 4 шлама. Сборники 2 и 4 снабжены патрубками 5 и 6 отвода фугата и шлама соответственно, а камера 3 соединена патрубком 7 с источником 8 подачи жидкой двуокиси углерода. В корпусе 1 установлен полый цилиндроконический ротор 9, имеющий отверстия 10 и 11 для выгрузки фугата и шлама соответственно. В полости 12 ротор 9 соосно расположен с возможностью противоположного вращения полый цилиндроконический шнек с барабаном 13 и винтовой навивкой 14. Полость 15 барабана 13 шнека сообщена с полостью 12 ротора 9 окнами 16 для прохода исходного сырья. В полости 15 барабана 13 шнека размещена питающая труба 17. В камере 3 в зоне контакта с ротором 9, который на этом участке выполнен перфорированным, установлена перфорированная обечайка 18. Отверстия ротора 9 выполнены в виде сверхзвуковых сопл 19 и размещены с отверстиями 20 обечайки 18 в одинаковых вертикальных плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом. В отверстиях 20 обечайки 18 установлены завихрители 21. Барабан 13 и/или обечайки 18 выполнены в виде постоянного магнита с радиальным расположением полюсов, а ротор 5 выполнен из ненамагничиваемого материала.

Центрифуга работает следующим образом.

Виноградный соко- или виноматериал по питающей трубе 17 подают в полость 15 барабана 13 шнека, откуда он поступает под действием центробежных сил через окна 16 в полость 12 ротора 9 и распределяется в виде слоя по внутренней поверхности его цилиндрической части, пересекая силовые линии магнитных полей барабана 13 и/или обечайки 18.

Одновременно из источника 8 по патрубку 7 в камеру 3 корпуса 1 подают жидкую двуокись углерода при температуре, близкой к температуре сырья, и давлении выше атмосферного, обеспечивающем ее жидкое фазовое состояние при этой температуре, которая под действием собственного избыточного давления поступает в полость 12 ротора 9 при периодическом совпадении его сопл 19 с отверстиями 20 обечайки 18. Двуокись углерода закручивается завихрителями 21 и достигает сверхзвуковой скорости истечения в соплах 19. На выходе из сопл 19 происходит турбулентный срыв потоков двуокиси углерода, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей, особенно интенсивный в момент перекрытия сопл 19 обечайкой 18. Сверхзвуковые закрученные потоки двуокиси углерода на некотором участке траектории до дробления на отдельные капли имеют бочкообразную форму и создают в узлах бочек регулярные скачки уплотнения. Под действием адиабатного расширения часть двуокиси углерода переходит в газовую фазу с образованием ударных волн и поглощением теплоты. Оставшаяся часть двуокиси углерода образует мелкодисперсные кристаллы твердой фазы.

Под действием генерируемого двуокисью углерода в обрабатываемом сырье поля ультразвуковых колебаний и магнитного поля вещества, склонные к образованию коллоидных помутнений, седиментируют. Под действием поля центробежных сил и поля ультразвуковых колебаний присутствующая и образующаяся в сырье твердая фаза коагулирует. Под действием охлаждения падает растворимость в сырье солей винной кислоты, и они выкристаллизовываются из перенасыщенного раствора на центрах кристаллизации в виде присутствующих и образующихся в сырье частицах твердой фазы и мелкодисперсных кристаллов двуокиси углерода. При этом образование твердой фазы солей винной кислоты и двуокиси углерода интенсифицирует процессы седиментации и коагуляции взвесей. По мере увеличения размера частиц твердой фазы они под действием поля центробежных сил перемещаются к периферии ротора 9, где захватываются навивкой 14 шнека и транспортируются в коническую часть ротора 9 против направления действия центробежных сил. В результате жидкая фаза отделяется от твердой, а последняя через отверстия 11, сборник 4 и патрубок 6 выводится из центрифуги. Осветленная и стабилизированная жидкая фаза отделяется от отработанной газовой фазы двуокиси углерода на сплошном участке цилиндрической части ротора 9 и через отверстия 10, сборник 2 и патрубок 5 выводится из центрифуги. Отработанная газовая фаза двуокиси углерода удаляется из центрифуги совместно с твердой фазой.

Таким образом, предлагаемая центрифуга обеспечивает одновременное удаление из виноградных соко- и вноматериалов всех мутеобразующих веществ.

Формула изобретения

Осадительная центрифуга, содержащая корпус со сборниками фугата и шлама и камерой для жидкой двуокиси углерода, установленный в корпусе цилиндроконический ротор, имеющий отверстие для выгрузки фугата и шлама, и размещенный в зоне камеры для жидкой двуокиси углерода участок с отверстиями в виде сверхзвуковых сопл, охватывающую этот участок обечайку со снабженными завихрителями отверстиями, расположенными с соплами ротора в одинаковых вертикальных плоскостях с неравным и некратным окружным шагом, размещенный соосно в роторе цилиндроконический шнек, барабан которого имеет окна для прохода исходного сырья в ротор, и размещенную внутри барабана шнека питающую трубу, отличающаяся тем, что барабан шнека и/или обечайка выполнены в виде постоянного магнита с радиально расположенными полюсами, при этом ротор выполнен из немагничиваемого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3