Устройство для обработки соков и виноматериалов в непрерывном потоке

 

Использование: в пищевой промышленности и виноделии при обработке соков и виноматериалов в непрерывном потоке. Сущность изобретения: устройство содержит камеру смешения, соединенные с ней емкость для необработанного сырья, отстойник, емкость для жидкой двуокиси углерода и средства для подвода газа под давлением, включающие сверхзвуковое сопло с установленной в его полости с образованием кольцевого зазора полой торпедой со сквозными отверстиями в ее стенке. Полость торпеды выполнена открытой с обоих концов. Площадь поперечного сечения полости торпеды на участке до отверстий превышает площадь поперечного сечения полости торпеды на участке после отверстий в направлении подачи жидкой двуокиси углерода. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и виноделия и может быть использовано при обработке соков и виноматериалов для исключения образования осадка в процессе хранения.

Известно устройство для обработки соков или виноматериалов в непрерывном потоке, содержащее камеру смешения, сообщенную с емкостью для необработанного сырья, отстойником и средствами подачи газа под давлением, выполненными в виде источника сжатого газа и сверхзвукового сопла с полой торпедой, установленной в сопле с образованием кольцевого зазора, сообщенного через отверстия в стенке торпеды и ее глухую полость с источником сжатого газа (авт.св. СССР N 1733039, кл. B 01 D 21/00, 1989).

Недостатками этого устройства являются диссипативный разогрев и окисление обрабатываемого сырья, микробиальная порча нагретого сырья в отстойнике, а также узкие технологические возможности, связанные с сохранением в виноградном сырье солей винной кислоты, образующих в процессе хранения кристаллической осадок или помутнение.

В предлагаемом устройстве для обработки соков или виноматериалов в непрерывном потоке, содержащем камеру смешения, сообщенную с емкостью для необработанного сырья, отстойником и средствами подачи газа под давлением, выполненными в виде источника газа и сверхзвукового сопла с полой торпедой, установленной в сопле с образованием кольцевого зазора, сообщенного через отверстия в стенке торпеды и ее полость с источником газа, согласно предлагаемому изобретению источник газа выполнен в виде емкости для жидкой двуокиси углерода, а полость торпеды выполнена сквозной, причем площадь поперечного сечения полости торпеды выполнена большей до отверстий, сообщающих ее с зазором между внешней поверхностью и соплом, по направлению подачи жидкой двуокиси углерода.

Это позволяет, используя в качестве источника газа под давлением емкость для жидкой двуокиси углерода, создать в камере смешения атмосферу, препятствующую окислению сырья, охладить его в процессе обработки, компенсируя диссипативный разогрев поглощением теплоты испаряемой жидкой двуокиси углерода, сохранить низкую температуру сырья в процессе отстаивания за счет частично замерзшей при испарении жидкой фазы двуокиси углерода, смешиваемой с сырьем в процессе обработки и сублемирующей при его отстаивании, чем исключить микробиальную порчу сырья в процессе отстаивания и обеспечить возможность выделения тартратов из виноградных соков и виноматериалов, исключив возможность образования в них кристаллического осадка или помутнения в процессе хранения.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для обработки соков или виноматериалов в непрерывном потоке содержит камеру 1 смешения, сообщенную через патрубок 2 с емкостью 3 для необработанного сырья, через патрубок 4 с отстойником 5 и средствами подачи газа под давлением, выполненными в виде сверхзвукового сопла 6 с полой торпедой 7, установленной в сопле 6 с образованием кольцевого зазора 8, сообщенного через отверстия 9 в стенке торпеды 7 и ее полость трубопроводом 10 с источником газа под давлением, выполненным в виде емкости 11 для жидкой двуокиси углерода. Полость торпеды 7 выполнена сквозной, состоящей из каналов 12 и 13, расположенных по разные стороны от отверстий 9, причем площадь поперечного сечения канала 12, находящегося до отверстий 9 по направлению подачи жидкой двуокиси углерода, больше площади поперечного сечения канала 13, находящегося за ними.

Устройство для обработки соков или виноматериалов в непрерывном потоке работает следующим образом.

Жидкую двуокись углерода из емкости 11 по трубопроводу 10 подают в канал 12 полости торпеды 7. Из канала 12 жидкая двуокись углерода, распределяясь на два потока, поступает через канал 13 к выходу сопла 6 и через отверстия 9 в кольцевой зазор 8 внутри сопла 6. В кольцевом зазоре происходит постепенное испарение жидкой двуокиси углерода с образованием газового потока, достигающего сверхзвуковой скорости при истечении по каналу сопла 6. За счет турбулентных завихрений, возникающих на выходе из сопла 6, газовый поток двуокиси углерода диспергирует жидкую фазу, поступающую к выходу сопла 6 через канал 13 торпеды 7. Дисперсная жидкая фаза двуокиси углерода за счет мгновенного сброса давления на выходе из канала 13 торпеды 7 частично испаряется, увеличивая скорость газового потока, с поглощением теплоты, а частично замерзает, переходя в мелкодисперсную твердую фазу, выносимую газовым потоком. На определенном расстоянии от выхода сопла 6 в камере 1 смешения турбулентное течение сверхзвукового газового потока двуокиси углерода приводит к образованию скачков уплотнения потока, усиленных дополнительно образовавшейся при испарении жидкой фазы газовой фазой двуокиси углерода, и распространению регулярных ударных волн. Именно в эту зону из емкости 3 через патрубок 2 в камеру 1 смешения подают обрабатываемый сок или виноматериал по траектории, перекрестной или пересекающейся с траекторией движения газового потока. Регулярные ударные волны, возникающие в сверхзвуковом потоке газообразной двуокиси углерода, взаимодействуя с потоком жидкого обрабатываемого сырья, приводят к нарушению его коллоидной структуры за счет коагулирующего воздействия ударных волн на взвесь. Диссипативные тепловыделения, связанные с ударным деформированием жидкого сырья, компенсируются в данном устройстве теплообменом с охлажденным испарением с охлажденным испарением жидкой фазы потоком газообразной двуокиси углерода, которая одновременно препятствует окислению обрабатываемого сырья при химической инертности двуокиси углерода к ингредиентам соков или виноматериалов. Одновременно с обработкой сырья ударной волновой происходит его смешивание с мелкодисперсной твердой фазой двуокиси углерода, выносимой газовым потоком из зоны диспергирования жидкой фазы. Обработанный поток сырья вместе с твердой фазой двуокиси углерода и обработанным потоком газообразной двуокиси углерода выводится из камеры 1 смешения через патрубок 4 в отстойник 5, где происходит отделение отработанного газового потока от сырья и отстаивание последнего для отделения осадка. Температура сырья в отстойнике 5 поддерживается низкой за счет постоянной сублимации смешанной с сырьем твердой фазы двуокиси углерода, что предотвращает микробиальную порчу сырья, а при обработке виноградных соков и виноматериалов инициирует выпадение кристаллического осадка солей винной кислоты из-за падения их растворимости при пониженной температуре и наличия центров кристаллизации в виде мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода. После отстаивания осветленное сырье выводят из отстойника 5 отдельно от образовавшегося при осаждении тартратов и иных мутеобразующих веществ осадка.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет компенсировать диссипативный разогрев сырья при обработке ударной волной газового потока, повышенной увеличением скорости истечения энергоемкости, исключить окисление сырья созданием неактивной газовой среды в зоне обработки и отстаивания, исключить микробиальную порчу сырья при отстаивании и выделять соли винной кислоты из виноградных соков и виноматериалов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СОКОВ И ВИНОМАТЕРИАЛОВ В НЕПРЕРЫВНОМ ПОТОКЕ, содержащее камеру смешения, соединенные с ней емкость для необработанного сырья, отстойник и средства для подвода газа под давлением, включающее сверхзвуковое сопло с установленной в его полости с образованием кольцевого зазора полой торпедой со сквозными отверстиями в ее стенке, отличающееся тем, что оно снабжено емкостью для жидкой двуокиси углерода, полость торпеды выполнена открытой с обеих концов, а площадь поперечного сечения полости торпеды на участке до отверстий превышает площадь поперечного сечения полости торпеды на участке после отверстий в направлении подачи жидкой двуокиси углерода.

РИСУНКИ

Рисунок 1