Устройство для стабилизации соков и вин охлаждением

 

Использование: в пищевой промышленности и виноделии при удалении винного камня из соков и вин. Сущность изобретения: устройство для стабилизации соков и вин охлаждением содержит теплоизолированную емкость со средствами подачи нестабильного сырья и хладагента и средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка и отработанного хладагента, закрепленную на валу мешалку и источник хладагента, в качестве которого источник содержит жидкую двуокись углерода. Вал и мешалка выполнены полыми и сообщены с источником жидкой двуокиси углерода, а на мешалке с противоположных сторон вала установлены сообщенные с ее полостью сопла, выходные отверстия которых расположены в плоскостях, параллельных оси вала, и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси вала. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и виноделия и может быть использовано для удаления винного камня из соков или вин.

Известно устройство для стабилизации соков или вин охлаждением, включающее теплоизолированную емкость со средствами подачи нестабильного сырья и хладагента, средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка и отработанного хладагента, источник хладагента и эжектор суспензии осадка (заявка Франции N 2450872, кл. C 12 H 1/06, 1980).

Недостатком этого устройства являются высокие энергозатраты на взмучивание кристаллического осадка посредством эжектора и опосредованный емкостью теплообмен сырья с хладагентом, а также низкая надежность устройства из-за высокого абразивного износа эжектора при пропускании по нему суспензии.

Наиболее близким к изобретению является устройство для стабилизации соков или вин охлаждением, включающее теплоизолированную емкость со средствами подачи нестабильного сырья и хладагента, средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка с отработанного хладагента, закрепленную на приводном валу мешалку и источник хладагента [1].

Это устройство обладает большей надежностью, но сохраняет высокую энергоемкость из-за опосредованного емкостью теплообмена между хладагентом и обрабатываемым сырьем и необходимости механического привода для вала с мешалкой.

В предлагаемом устройстве для стабилизации соков или вин охлаждением, включающем теплоизолированную емкость со средствами подачи и нестабильного сырья и хладагента, средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка и отработанного хладагента, закрепленную на валу мешалку и источник хладагента, согласно изобретению источник хладагента выполнен в виде источника жидкой двуокиси углерода, вал и мешалка выполнены полыми и сообщены с источником жидкой двуокиси углерода, а на мешалке по разные стороны вала установлены сопла, сообщенные с ее полостью, выходные отверстия которых расположены в плоскостях, параллельных валу, и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси вала.

Это позволяет снизить энергоемкость устройства за счет непосредственного теплообмена сырьем и хладагентом и дополнительного поглощения тепловой энергии за счет выполнения хладагентом работы по вращению вала с мешалкой.

Одним из предпочтительных вариантов воплощения изобретения предусмотрена симметричная установка сопл относительно оси вала.

Это позволяет избежать несимметричных нагрузок на вал и повысить надежность работы устройства.

Другим предпочтительным вариантом воплощения изобретения предусмотрено выполнение мешалки из пористого материала.

Это позволяет увеличить поверхность контакта фаз при барботировании в сырье жидкой двуокиси углерода, чем повышается эффективность обработки сырья и производительность процесса.

Предусмотрено шарнирное закрепление мешалки на валу со смешением тяжести относительно оси вала, выполнение вала съемным, а соединения полостей вала и мешалки в виде гибкого шланга.

Это позволяет обрабатывать с помощью одного комплекта вала с мешалкой сырье в нескольких емкостях.

В том случае возможно выполнение мешалки из телескопически соединенных секций.

Это упрощает транспортировку вала с мешалкой от емкости к емкости.

Еще одним предпочтительным вариантом предусмотрено снабжение мешалки дополнительным соплом, выходное отверстие которого направлено ниже выходных отверстий основных сопл.

Это позволяет повысить эффективность взмучивания осадка и облегчает выделение кристаллического осадка за счет постоянной циркуляции центров кристаллизации в объеме обрабатываемого сырья.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - мешалка с симметричным расположением сопл; на фиг. 3 - съемный узел мешалки с телескопическим соединением секций и дополнительным соплом.

Устройство для стабилизации соков или вин охлаждением включает теплоизолированную, например помещенную в винный погреб, емкость 1 с патрубком 2 подачи нестабильного сырья, служащим одновременно выхлопным патрубком для отвода отработанного хладагента в виде газообразной двуокиси углерода, и патрубком 3 отвода стабильного сырья и кристаллического осадка, источник 4 жидкой двуокиси углерода, сообщенный с полостями вала, и мешалки 6, установленные с возможностью вращения в подшипниковом узле 7. Полость мешалки 6 сообщена с соплами 8, установленными по разные стороны вала, выходные отверстия 9 которых расположены в плоскостях, параллельных валу 5, и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси вала 5.

Возможно (фиг. 2) симметричное расположение сопл 8 относительно оси вала 5 и выполнение мешалки 6 из пористого материала.

Для использования вала 5 с мешалкой 6 при обработке сырья в нескольких емкостях 1 (фиг. 3) подшипниковый узел 7 выполняют по внутреннему диаметру патрубка 2 и съемным совместно с валом 5, мешалкой 6 и источником 4 жидкой двуокиси углерода. При этом полость вала 5 соединена с полостью лопасти 6 посредством гибкого шланга 10 и лопасть 6 закреплена на валу посредством шарнира 11 со смешением центра тяжести относительно оси вала 5, выполнена из телескопически соединенных секций 12 и снабжена дополнительным соплом 13, выходное отверстие 14 которого направлено ниже выходных отверстий основных сопл 8. Желательно расположение сопла 13 со стороны центра тяжести лопасти 6 относительно шарнира 11.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемое сырье, например виноматериал Ркацители, заливают в емкость 1 через патрубок 2. Из источника 4 через полости вала 5 и лопасти 6 в сопла 8 подают жидкую двуокись углерода при давлении выше атмосферного. Жидкая двуокись углерода, выходя из сопл 8, подвергается адиабатному расширению, охлаждается с поглощением теплоты, одновременно приводя во вращение вал 5 с лопастью 6 в подшипниковом узле 8 за счет реактивной силы газового потока, возникающей в выходных отверстиях 9 сопл 8 и создающей на валу 5 крутящий момент за счет их расположения.

При выполнении лопасти 6 из пористого материала часть двуокиси углерода барботируется в сырье через поры лопасти 6, увеличивая количество пузырьков и развивая поверхность контакта, которая ускоряет охлаждение сырья и выпадение из него кристаллического осадка. Симметричное расположение сопл 8 относительно вала 5 не вызывает возникновения изгибающего момента на валу и в подшипниковом узле 7, чем увеличивает надежность и долговечность работы устройства. Если лопасть 6 соединена с валом 5 посредством шарнира 11 за счет центробежной силы в процессе работы лопасть занимает горизонтальное положение. Наличие дополнительного сопла 13 и его расположение позволяет направить часть потока двуокиси углерода ко дну емкости 1, взмучивая струей из выходного отверстия 14 сопла 13 осадок на дно емкости и осуществляя его циркуляцию в сырье для постоянного наличия в нем центров кристаллизации.

Барботирование двуокиси углерода приводит к охлаждению сырья до температуры, близкой к температуре замерзания сырья, что приводит к выпадению осадка солей винной кислоты, растворимость которых резко падает, их кристаллизации на вносимых в реакционный объем центрах кристаллизации взмученного осадка.

Отработанный хладагент, двуокись углерода в газовой фазе, удаляется из емкости 1 через патрубок 2. После завершения обработки сырья подачу двуокиси углерода из источника 4 прекращают. Съемный узел мешалки в этом случае складывается за счет смешения центра тяжести мешалки 6 относительно оси вала 5 и ее проворота в шарнире 11 с деформацией гибкого шланга 10 до положения, близкого к вертикальному. В таком положении узел извлекают из обработанной емкости 1 через патрубок 2, складывают телескопические секции 12 для удобства транспортировки и переносят в другую емкость 1, где через патрубок 2 вводят в рабочий объем для обработки следующей дозы сырья с фиксацией подшипникового узла 7 в патрубке 2 емкости 1, а обработанное сырье из предыдущей емкости 1 совместно с кристаллическим осадком удаляют на разделение.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает сниженной энергоемкостью за счет использования хладагента для перемешивания сырья в процессе обработки, непосредственного теплообмена между сырьем и хладагентом и привода мешалки, что повышает КПД его использования.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СОКОВ И ВИН ОХЛАЖДЕНИЕМ, содержащее теплоизолированную емкость со средствами подачи нестабильного сырья и хладагента и средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка и отработанного хладагента, закрепленную на валу мешалку и источник хладагента, отличающееся тем, что в качестве хладагента источник содержит жидкую двуокись углерода, вал и мешалка выполнены полыми и сообщены с источником жидкой двуокиси углерода, а на мешалке с противоположных сторон вала установлены сообщенные с ее полостью сопла, выходные отверстия которых расположены в плоскостях, параллельных оси вала, и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси вала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сопла установлены симметрично оси вала.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мешалка выполнена из пористого материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мешалка шарнирно закреплена на валу со смещением центра тяжести относительно оси вала, вал выполнен съемным, а соединение полости вала с полостью мешалки выполнено в виде гибкого шланга.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что мешалка выполнена из телескопически соединенных секций.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мешалка снабжена дополнительным соплом, выходное отверстие которого направлено ниже выходных отверстий основных сопел.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3