Пастеризатор

 

Использование: пастеризация молока, фруктовых и овощных соков в пищевой и смежных с ней промышленности. Сущность: пастеризатор содержит корпус с дисками, имеющими сопряженные рабочие элементы в виде решеток. На периферии дисков и смежной с ними поверхности корпуса выполнены выступы и впадины. 5 ил.

Изобретение относится к пастеризации молока, фруктовых и овощных соков и может быть использовано в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Известен пастеризатор, содержащий корпус с патрубками отвода и подвода продукта, диски с сопряженными рабочими элементами, в котором недостаточно используется периферийная часть дисков в области максимальных скоростных градиентов и статических давлений при переходе продукта на стенки корпуса, что снижает эффект пастеризации.

Цель изобретения - повышение эффекта пастеризации.

Цель достигается тем, что на периферии дисков и смежной с ними поверхности корпуса выполнены выступы и впадины.

При выбросе продукта на выступы и впадины корпуса происходит переход скоростного давления в статическое, при этом во впадинах диска возникает разрежение и в них поступает под повышенным давлением продукт из впадин корпуса, последовательно увеличивая давления при очередных выбросах и всасываниях. Одновременно при выбросе продукта из впадин дисков в них создается разрежение, что приводит к вскипанию жидкости с образованием пара, а при контакте с продуктом из впадин корпуса пар конденсируется с образованием пустот, в которые устремляется поток продукта, приводящий к росту давления в местах устранения пустот в десятки тысяч атмосфер, что приводит к повышению эффективности разрушения микрофлоры продукта, и в конечном итоге увеличивает сроки хранения.

На фиг.1 показан продольный разрез пастеризатора; на фиг.2 - вид сверху на пастеризатор; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел I фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3.

Пастеризатор содержит корпус 1 патрубками 2 отвода и патрубком 3 подвода продукта, диски 4 и 5 с сопряженными рабочими элементами в виде решеток 6 и 7. На периферии дисков 4 и 5 и смежной с ними поверхности корпуса 1 выполнены выступы и впадины - для дисков 4 и 5 соответственно выступы 8 и впадины 9 и для корпуса 1 выступы 10 и впадины 11. Диски 4 и 5 смонтированы на приводном валу 12 и выполнены с лабиринтным уплотнением 13. Решетки 6 и 7 выполнены с отверстиями 14 и 15, расположенными в шахматном порядке.

Пастеризатор работает следующим образом.

Продукт поступает по патрубку 3 между решетками 6 и 7 дисков 4 и 5, вращающихся на приводном валу 12, происходит его первичная обработка гидродинамическими воздействиями, возникающими в отверстиях 14 и 15. При попадании продукта в отверстия 14 и 15 скорость перемещения в радиальном направлении снижается и скоростное давление переходит в статическое. Причем в связи с увеличением окружной скорости от оси к периферии происходит соответствующее увеличение скоростных давлений и при их трансформации статических, обеспечивающих гомогенизацию продукта. При выбросе продукта из зазора между решетками 6 и 7 происходит его обработка выступами 8 и впадинами 9 корпуса 1 и выступами 10 и впадинами 11 дисков 4 и 5. При выбросе продукта из впадины 9 дисков 4 и 5, в последней создается разрежение и под низким давлением происходит испарение продукта. Под действием продукта из впадин 11 корпуса 1 пар во впадинах 9 конденсируется, а так как объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, то во впадинах 9 образуются пустоты, которые заполняются жидкостью с возникновением гидравлических ударов и кавитационными явлениями с повышением давления в микропустотах до десятков тысяч атмосфер, что приводит последовательно от разрушения сольватных оболочек на микроорганизмов, до разрушения самих микроорганизмов и превращение их во фрагменты. При испарении продукта и последующей конденсации жидкости бактерии и другие микроорганизмы являются ядрами конденсации и на них направлен гидравлический удар при заполнении пустот во впадинах 9. При выбросе продукта из впадины 9 дисков 4 и 5 и попадании его во впадины 11 корпуса 1 скоростное давление переходит в статическое и последовательно при переходе продукта из предыдущей впадины 9 в последующую статическое давление возрастает, что соответственно повышает кавитационные воздействия на микрофлору продукта и эффект пастеризации. Кроме гидродинамических и кавитационных воздействий на продукт, возникают механические срезающие усилия между выступами 8 дисков 4 и 5 и выступами 10 корпуса 1, что повышает гомогенизацию и пастеризацию продукта, который выводится по патрубку 2.

Технико-экономический эффект заключается в том, что переход от термической пастеризации, связанной с нагревом продукта и последующим охлаждением, к кавитационно-гидравлической снижает издержки и продолжительность обработки, габариты установки, позволяет совместить процесс перемещения продукта с его пастеризацией, что снижает вероятность дополнительного инфицирования.

Формула изобретения

ПАСТЕРИЗАТОР, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал, смонтированные на нем сопряженные диски с элементами пастеризации, выполненными в виде решеток, закрепленных на рабочих поверхностях дисков, причем отверстия сопряженных решеток смещены относительно друг друга, а расстояние h между дисками определяется зависимостью h = , где A - константа, м³; (πD)² - квадрат длины периметра в соответствующей точке диаметра, м², отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, на периферии дисков и смежной с ними поверхности корпуса выполнены выступы и впадины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5