Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов

Изобретение относится к устройствам для обработки жидких продуктов нагреванием. Устройство состоит из статора с установленным в нем с образованием зазора цилиндрическим ротором. На наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии. На внутренней поверхности статора выполнены аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек. В корпусе статора выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации. Изобретение позволяет обеспечить равномерность нагрузки на ротор при его вращении и повысить производительность устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для обработки жидких продуктов нагреванием, включая их пастеризацию.

Известен промышленный кавитационный генератор фирмы «Hydrodynamic inc», США, для нагрева жидкости, содержащий корпус с крышками и ротор в виде барабана с ячеистой наружной поверхностью, контактирующий с гладкой внутренней поверхностью цилиндрической части корпуса /1/.

Недостатком известной конструкции является громоздкость устройства и недостаточная тепловая производительность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для нагрева жидкости, содержащее статор с выемками на внутренней стороне, установленный внутри него с образованием зазора для перемещения и нагрева обрабатываемого продукта ротор в виде цилиндра с набором выемок, аналогичных выемкам статора, образующих при совмещении камеры переменного сечения, и патрубки для подачи и отвода продукта /2/.

Недостатками его являются достаточно высокие потери тепла в окружающую среду и неравномерность или пульсация нагрузки из-за одновременного совпадения при вращении ротора всех ячеек и их закрытия, сопровождающегося срезом жидкого продукта в зазоре ротор-статор.

Задачей заявленного технического решения является обеспечение равномерности нагрузки на ротор при его вращении и повышение кпд устройства.

Она решается тем, что на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, на внутренней поверхности статора - аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, в корпусе статора предлагаемого устройства выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, выполняющая роль выдерживателя и теплоизолятора рабочей части нагревателя от внешней среды, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен схематический разрез устройства для гидродинамического нагрева жидких продуктов по его продольной оси; на фиг.2 - сечение А-А устройства на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент развертки взаимного расположения ячеек на поверхностях статора и ротора.

Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов состоит из статора 1 (фиг.1) в виде полого цилиндра с расположенным с зазором в его полости ротором 2, закрытым с обеих сторон крышками 3 и 4, в которых установлены подшипники 5 и 6 вала 7 ротора. Внутри статора 1 имеется осесимметричная кольцевая полость 8 (фиг.2), выполняющая роль выдерживателя, объем которого соответствует конкретной производительности устройства для гидродинамического нагрева жидких продуктов. Она же служит теплоизолятором рабочей части предлагаемого устройства от внешней среды.

На наружной поверхности ротора 2 выполнен набор ячеек 9, например продолговатых, расположенных рядами по винтовой линии с шагом t (фиг.3) под углом α.

На внутренней поверхности статора 1 выполнены аналогичные ячейки 10, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, обеспечивающим изменение количества рядов ячеек на статоре 1, например, на один ряд в сравнении с количеством рядов ячеек на роторе 2 и смещение шага их на величину b. Угол β наклона рядов ячеек 10 на статоре 1 может быть равным или большим угла α наклона рядов ячеек 9 ротора 2. При этом оси продолговатых ячеек статора 1 могут быть параллельны осям ячеек ротора так, что при их совпадении образуются замкнутые камеры.

Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов имеет патрубок подачи 11 продукта для тепловой обработки в нем и патрубок отвода 12 продукта после тепловой обработки, сообщающийся с полостью 8 статора 1, которая в свою очередь отверстием 13 соединена с ячеистой рабочей частью устройства.

Статор 1 и ротор 2 устройства могут выполняться коническими.

Работает устройство следующим образом.

Поступающий на тепловую обработку жидкий продукт по патрубку подачи 11 заполняет ячейки 9 и 10. При вращении ротора 2 он захватывается рядами его ячеек 9, как лопастями насоса, наклоненными под углом α, обеспечивая самовсасывание продукта в устройство. В зазоре между ротором 2 и статором 1 продукт подвергается интенсивному гидродинамическому воздействию благодаря центробежному разгону ячейками 9 ротора, резкому торможению ячейками 10 неподвижного статора 1, интенсивному вихреобразованию, трению слоев продукта между собой и о поверхности статора 1 и ротора 2. В результате этого происходит преобразование подводимой к устройству энергии привода в тепловую энергию, поглощаемую обрабатываемым продуктом, нагревая его до температуры пастеризации. При этой температуре нагретый продукт через отверстие 13 поступает в полость 8 статора для его выдержки, после чего выводится через патрубок отвода 12 из устройства в линию дальнейшей его тепловой обработки: регенерации, охлаждения и хранения.

Различный шаг t рядов ячеек 9 и 10 на статоре 2 и якоре 1 и углов их наклона β и α по винтовой линии обеспечивают поочередное взаимное их закрытие и последующее постепенное открытие по мере вращения ротора 2, что снижает пульсацию нагрузки на гидродинамическую обработку продукта в приводе устройства и выравнивает ее.

Расположение же выдерживателя в кольцевой полости 8 статора 1 обеспечивает сокращение потерь тепла из рабочей ячеистой части устройства в окружающую среду, что повышает его кпд.

Источники информации

1. Jim Frederick, Daniel Armstead, Steve Lien, Wolfgang Schmidl, Bijan Kazem. Economic Benefits of Utilizing Controlled Cavitation Technology for Black Liquor Oxidation and Heating. TAPPI Journal, January, 2002.

2. Авторское свидетельство RU №1324620, кл. А23С 3/033, 1987 (прототип).

1. Устройство для гидродинамического нагрева жидких продуктов, характеризующееся тем, что оно состоит из статора с установленным в нем с образованием зазора цилиндрическим ротором, на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, на внутренней поверхности статора выполнены аналогичные ячейки, расположенные также по винтовой линии, но с другим шагом рядов ячеек, в корпусе статора выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства отверстием в зоне нагрева продукта до температуры пастеризации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что винтовая линия расположения ячеек ротора выполнена под углом наклона к образующей наружной его поверхности меньшим или большим угла наклона винтовой линии расположения ячеек к образующей внутренней поверхности статора.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что продолговатые ячейки ротора и статора выполнены так, что их продольные оси параллельны друг другу.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор и статор в месте их сочленения выполнены коническими.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химико-фармацевтической, пищевой и другим отраслям промышленности, где по условиям производства необходимо производить обеззараживание растительного сырья от микробной и другой патогенной обсемененности путем его термической обработки.

Изобретение относится к обработке мяса для тендеризации и уничтожения в нем бактерий. .

Изобретение относится к области экологии, в частности к обеззараживанию жидкостей. .
Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к консервированию водосодержащих веществ растительного и животного происхождения, в частности продуктов питания, преимущественно жидких или пастообразных, а также воды.

Изобретение относится к обработке пищевых продуктов, главным образом мяса, ударными волнами. .

Изобретение относится к способам стерилизации пищевых продуктов, имеющих рН 4,5 или более. .

Изобретение относится к области обработки пищевых продуктов, преимущественно молочных. .

Изобретение относится к способу стерилизации пищевых продуктов с низкой кислотностью, использующему сочетание сверхвысокого давления и высокой температуры. .
Изобретение относится к стерилизации и консервированию веществ растительного и животного происхождения, в частности продуктов питания, преимущественно жидких или пастообразных, а также воды.
Изобретение относится к способу снижения количественного содержания микроорганизмов в шоколадной массе
Изобретение относится к технологии переработки плодов
Изобретение относится к технологии переработки овощей

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности. Способ включает приложение тепла и давления, при котором порошок или зерно подают в трубопровод с потоком нагретого газа и выдерживают в условиях приложения тепла и давления, и транспортирование порошка или зерна, при котором порошок или зерно вступает в непосредственный контакт с нагретым конденсирующимся газом в трубопроводе в течение 0,008-2 секунд. Затем проводят мгновенную стерилизацию сбрасыванием давления, при которой нагретый конденсирующийся газ и порошок или зерно пропускают через установку для снижения давления, расположенную по ходу после трубопровода с нагретым газом для снижения давления, которое происходит в течение от 0,00001 до 0,1 секунды. Предложенное изобретение обеспечивает уничтожение вредных насекомых и их яиц. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 23 пр.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство имеет гидродинамический нагреватель, статор с установленным в нем с образованием зазора конический ротор. При этом на наружной поверхности ротора выполнен набор ячеек, расположенных рядами по винтовой линии, а на внутренней стороне статора выполнены аналогичные ячейки, но с другим шагом рядов. В корпусе статора выполнена соответствующая длине ротора осесимметричная кольцевая полость, сообщающаяся с ячеистой рабочей частью устройства. Ячейки конических поверхностей ротора и статора выполнены полусферической формы, диаметр которых постепенно увеличивается от меньшего к большему основанию конуса. Осесимметричные кольцевые полости выполнены для регенератора и охладителя с установленными в них теплообменными элементами и сообщающимися последовательно с выдерживателем, причем полости этих теплообменных элементов соединены у регенератора с входом в устройство пастеризуемого продукта и выходом в рабочий зазор гидродинамического нагревателя, а у охладителя - с входом охлаждающей жидкости и выходом ее на слив. Изобретение позволяет упростить конструкции ячеистой части гидродинамического нагревателя, сочленить в единый монолитный агрегат все тепловые аппараты пастеризационной установки и повысить ее кпд за счет сокращения тепловых потерь в окружающую среду. 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для обеззараживания пищевых жидкостей. Способ обеззараживания пищевой жидкости, включающий обработку пищевой жидкости избыточным давлением с последующим сбросом давления до атмосферного, обработку пищевой жидкости избыточным давлением осуществляют в распыленном состоянии, обеспечивающем размер частиц жидкости не более 100 мкм. При этом обработку пищевой жидкости избыточным давлением ведут путем ее рециркуляции с последующим сбросом давления до атмосферного в три этапа, на первом из которых избыточное давление 2-3 атм, на втором - 4-5 атм, на третьем - 6-7 атм, а продолжительность обработки на каждом этапе составляет 5-10 минут. Установка обеззараживания пищевой жидкости, состоящая из устройства для обработки жидкости избыточным давлением, представляющего герметичную емкость, снабженную предохранительным дренажным клапаном. Герметичная емкость снаружи верхней части оснащена патрубком для подачи воздуха, который через управляемый клапан и биофильтр для очистки воздуха соединен трубопроводом с компрессором, соленоидным клапаном для сброса избыточного давления и манометром, внутри верхняя часть герметичной емкости снабжена зонтом-отбойником, под которым установлена форсунка, обеспечивающая тонкое распыление жидкости до размера частиц не более 100 мкм, соединенная трубопроводом с насосом, подающим необработанную жидкость из накопительной емкости в герметичную емкость для обработки, а снаружи нижняя часть герметичной емкости снабжена патрубком, который соединен трубопроводом с насосом, подающим жидкость в герметичную емкость и обеспечивающим ее рециркуляцию, и патрубком для слива обеззараженной пищевой жидкости, который через клапан соединен трубопроводом с приемной емкостью для обеззараженной пищевой жидкости. Изобретение позволяет достичь высокой степени обеззараживания и сокращения продолжительности обработки пищевой жидкости в 2-3 раза. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Заявленное устройство для обработки жидкости высоким давлением включает камеру высокого давления, образованную корпусом с поршнем, который опирается на плунжер с каналом для подачи среды, перемещающей плунжер с одной стороны, и ограниченную плунжером с противоположной стороны, обеспечивающим соединение камеры высокого давления с каналом подачи/слива обработанной жидкости в выдвинутом положении. Внутри плунжера дополнительно выполнен второй плунжер и дополнительный канал слива/подачи жидкости для обработки, обеспечивающий соединение камеры высокого давления с дополнительным каналом в выдвинутом положении плунжера.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть применено для обработки пищевых продуктов, преимущественно молочных. Способ осуществляют следующим образом. В верхний патрубок 4 подают продукт 12, подлежащий обеззараживанию, а в нижний - воду 13, которые соответственно заполняют верхние камеры 10. Колесо 6 с лопатками 7 поворачивается. Как только последующая лопатка пройдет входной патрубок 4, произойдет закрытие в камерах 10, находящихся между этими лопатками, соответственно объемов молока и воды. Формируют в замкнутом объеме воды 13 плазму путем подачи высокого напряжения на электрод 15. В результате возникновения плазмы резко возрастает давление и температура в плазменном канале, создается давление в воде. Вода, воздействуя на мембрану 2, передает давление на закрытый объем, в котором находится молоко 12. Воздействие высоким давлением, сформированным за очень малый промежуток времени на клетки микроорганизмов приводит к гибели последних, поскольку за малое время перепада давления клетка не успевает приспособиться к изменению параметров внешней среды. Использование изобретения позволит повысить качество получаемого продукта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх