Массообменный аппарат

 

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к массообменным аппаратам, используемым в минизаводах. В массообменном аппарате, содержащем цилиндрический сосуд со сферическим днищем, перемешивающее устройство в форме пропеллера, патрубки для загрузки и технического обслуживания, фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, новым является то, что перемешивающее устройство расположено соосно внутри сплошного неподвижного цилиндра в нижней части аппарата. Фильтрующий элемент установлен на штоке с возможностью возвратно-поступательного движения по оси неподвижного цилиндра с перекрытием части последнего в нижнем положении и коаксиально входящим в сплошной цилиндр в верхнем положении, размещенный в верхней части аппарата. Нижняя торцевая часть фильтрующего элемента состоит из чередующихся перфорированных и сплошных участков в виде жалюзи, верхние сплошные лепестки которого выполнены подвижными и установлены с возможностью периодического закрывания и открывания торцевой поверхности перфорированного участка фильтрующего элемента. Это позволяет снизить энергозатраты на цикл получения готового сусла за счет рациональной организации процессов затирания, фильтрования и варки сусла; интенсифицировать тепломассообменные процессы за счет улучшения гидродинамических условий работы аппарата; снизить трудоемкость технического обслуживания за счет механизации процесса удаления сырья из фильтрующего элемента. 10 ил.

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к массообменным аппаратам, используемым в минизаводах.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является заторно-сусловарочно-фильтрационный аппарат, содержащий цилиндрический сосуд с электродвигателем и пропеллерной мешалкой, люком для загрузки, патрубки технического обслуживания и фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра (патент России 2149176, кл.⁶ С 12 С 13 /02, опубл. 20 мая 2000 г., бюл. 14).

Однако в известном устройстве затруднено освобождение от сырья фильтрующего элемента и его промывка, а также низкая интенсивность процессов затирания, фильтрования и варки сусла.

Технической задачей является интенсификация процессов затирания, фильтрации и варки сусла, а также механизация и автоматизация удаления отработанного сырья из фильтрующего элемента и его промывки.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в массообменном аппарате, содержащем цилиндрический сосуд со сферическим днищем, перемешивающее устройство в форме пропеллера, патрубки для загрузки и технического обслуживания, фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, новым является то, что перемешивающее устройство расположено соосно внутри сплошного неподвижного цилиндра в нижней части аппарата, а фильтрующий элемент установлен на штоке с возможностью возвратно-поступательного движения по оси неподвижного цилиндра с перекрытием части последнего в нижнем положении и коаксиально входящим в сплошной цилиндр в верхнем положении, размещенный в верхней части аппарата, причем нижняя торцевая часть фильтрующего элемента состоит из чередующихся перфорированных и сплошных участков в виде жалюзи, верхние сплошные лепестки которого выполнены подвижными и установлены с возможностью периодического закрывания и открывания торцевой поверхности перфорированного участка фильтрующего элемента.

На фиг. 1 представлен общий вид массообменного аппарата, на фиг.2-8 - схемы массообменного аппарата, соответствующие различным стадиям его работы, на фиг.9 - схема устройства и принципа действия жалюзи, а на фиг.10 - схема фильтрующего элемента.

Технический результат заключается в том, что совокупность существенных признаков является новой и позволяет интенсифицировать процессы затирания, фильтрации и варки сусла, а также механизировать и автоматизировать удаление отработанного сырья из фильтрующего элемента и его промывку.

Массообменный аппарат (фиг.1), содержащий цилиндрический сосуд 1 со сферическим днищем и рубашкой 2, снабжен перемешивающим устройством 3 (в виде пропеллерной мешалки), с возможностью реверсивного вращения и расположенным внутри сплошного неподвижного цилиндра 4 в нижней части аппарата. Аппарат имеет фильтрующий элемент (фиг.10) в виде перфорированного цилиндра 5 с верхним и нижним бандажами, установленный на штоке 6 с возможностью возвратно-поступательного движения по оси аппарата с перекрытием части неподвижного цилиндра 4 в нижнем положении, при этом в верхнем положении коаксильно входящим в сплошной цилиндр 7, размещенный в верхней части аппарата. Причем нижняя торцевая часть фильтрующего элемента состоит из чередующихся перфорированных и сплошных участков в виде жалюзи, верхние сплошные лепестки которого выполнены подвижными и установлены с возможностью периодического закрывания и открывания торцевой поверхности перфорированного участка фильтрующего элемента за счет соединения со штоком 6, имеющего возможность поворота вокруг своей оси.

Фильтрующий элемент имеет верхний и нижний бандажи.

Аппарат снабжен патрубками для подвода: пара и ледяной воды 9 в рубашку 2, воды 10 внутрь сосуда 1, промывной воды 11 и исходного сырья 12 в перфорированный цилиндр 5, а также патрубками для удаления: отработанного сырья 13 из перфорированного цилиндра 5, сусла 15 и промывной воды 14 из цилиндрического сосуда 1, конденсата и воды 16 из рубашки 2.

Предложенный аппарат работает следующим образом.

В перфорированный цилиндр 5 (фиг.2) через патрубок 12 загружаются продукты соложения и подается посредством патрубка 10 подогретая до требуемой температуры вода. Одновременно включается электропривод (не показан), который приводит во вращение пропеллерную мешалку 3. Осуществляется процесс затирания, при котором затираемые материалы отдают все необходимые вещества подогретой воде, температура которой поддерживается путем подачи греющего пара через патрубок 9 в рубашку 2. В процессе затирания (фиг.2) жалюзи открыты и за счет вращения пропеллерной мешалки происходит движение жидкости вверх внутри сплошного неподвижного цилиндра 4, а затем за пределы перфорированного цилиндра 5 через его боковую поверхность (т.е. соответствует стадии затирания при определенных температурных режимах).

Затем пропеллерная мешалка 3 приводится во вращения в обратную сторону, после чего осуществляется процесс фильтрации (фиг.3). Т.е. при изменении вращения мешалки в обратную сторону (фиг.3) происходит изменение движения потока жидкости сначала через боковую поверхность перфорированного цилиндра 5 и далее вниз через днище по неподвижному цилиндру 4 (соответствует стадии фильтрации). При этом для улучшения эффективности процесса фильтрации направление вращения мешалки может осуществляться несколько раз.

По окончании процесса затор остается в цилиндрическом сосуде 1 (фиг.4), а при помощи штока 6 перфорированный цилиндр 5 поднимается в крайнее верхнее положение коаксильно во внутрь сплошного цилиндра 7, где в результате поворота штока 6 вокруг своей оси происходит закрытие жалюзей 8 (фиг.9) и открытие выпускного отверстия (не показано) в перфорированном цилиндре 5. Затем через патрубок 11 подается в перфорированный цилиндр 5 вода для удаления из него дробины через патрубок 13 за пределы аппарата.

После чего перфорированный цилиндр 5 опускается в нижнее положение и через патрубок 12 в него подается хмель для осуществления процесса варки (фиг. 5). При этом с помощью вращения пропеллерной мешалки обеспечивается интенсивный механизм тепло-массообмена в период кипячения сусла с хмелем.

По окончании процесса варки перфорированный цилиндр 5 поднимается в верхнее положение, закрываются жалюзи 8 и хмель удаляется из перфорированного цилиндра 5 через патрубок 13 (фиг.6).

После этого в рубашку 2 подается ледяная вода и происходит охлаждение охмеленного сусла, которое затем выводится из цилиндрического сосуда 1 через патрубок 15 (фиг.7).

По завершении цикла приготовления сусла через патрубок 11 подается дезинфицирующий раствор и промывочная вода, удаляемые затем через патрубок 14 (фиг.8).

Предложенный массообменный аппарат позволяет: - снизить энергозатраты на цикл получения готового сусла за счет рациональной организации процессов затирания, фильтрования и варки сусла; - интенсифицировать тепло-массообменные процессы за счет улучшения гидродинамических условий работы аппарата; - снизить трудоемкость технического обслуживания за счет механизации процесса удаления сырья из фильтрующего элемента.

Формула изобретения

Массообменный аппарат, содержащий цилиндрический сосуд со сферическим днищем, перемешивающее устройство в форме пропеллерной мешалки, патрубки для загрузки и технического обслуживания, фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, отличающийся тем, что перемешивающее устройство расположено соосно внутри сплошного неподвижного цилиндра в нижней части аппарата, а фильтрующий элемент установлен на штоке с возможностью возвратно-поступательного движения по оси неподвижного цилиндра с перекрытием части последнего в нижнем положении, и коаксиально входящим в сплошной цилиндр в верхнем положении, размещенный в верхней части аппарата, причем нижняя торцевая часть фильтрующего элемента состоит из чередующихся перфорированных и сплошных участков в виде жалюзи, верхние сплошные лепестки которого выполнены подвижными и установлены с возможностью периодического закрывания и открывания торцевой поверхности перфорированного участка фильтрующего элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10