Устройство для гидродинамической пастеризации жидких продуктов

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к устройствам для тепловой обработки жидких продуктов нагреванием. Устройство для гидродинамической пастеризации жидких продуктов состоит из корпуса со вставленным в него ротором в виде плоского диска, установленных с образованием между ними зазора и выполненных с ячейками на обращенных друг к другу поверхностях, и входящего и отводящего патрубков для пастеризуемого продукта. Корпус и ротор выполнены полыми, ячейки на рабочей поверхности ротора расположены рядами по спирали от центра к периферии, обращенной по направлению вращения ротора, и соединены между собой в каждом ряду с помощью каналов на его поверхности, а корпус выполнен в виде стакана, в дне которого, сопряженного с поверхностью ротора, имеются такие же по форме ячейки, расположенные с равными промежутками между ними концентрическими рядами по смежным радиусам положения ячеек ротора. Использование изобретения позволит интенсифицировать тепловую обработку продукта, увеличить пропускную способность и кпд устройства. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к устройствам для тепловой обработки жидких продуктов нагреванием.

Известно устройство для термической обработки жидких пищевых продуктов, содержащее корпус, ротор, переднюю и заднюю крышки, имеющие подвижные и неподвижные полости, образованные ячейками на торцевых сторонах ротора и смежных поверхностях крышек, связанных с патрубком подачи продукта в устройство /1/.

Недостатком известной конструкции является слабая интенсивность воздействия ячей на продукт, из-за чего возникает необходимость дросселирования его на выходе с целью увеличения времени термической обработки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для стерилизации (пастеризации) продукта, содержащее корпус и установленный внутри него вращающийся ротор в виде плоского диска с образованием зазора между их контактирующими поверхностями в пределах не более 0,5 мм, а также патрубки: для подачи продукта, установленный у оси ротора, и для отвода обработанного продукта - у его периферии /2/.

Недостатком известной конструкции является низкая интенсивность перемешивания продукта в процессе его обработки и отсутствие самовсасывания продукта, что вызывает необходимость установки в нем дополнительного насоса для подачи продукта.

Задачей заявленного технического решения является интенсификация нагрева продукта, повышение пропускной способности и кпд устройства.

Она решается тем, что в предлагаемом устройстве ячейки ротора, выполненного в виде полого герметичного диска, расположены рядами на нем по спирали от центра к периферии, обращенной выпуклой частью по направлению вращения ротора, и соединены между собой в каждом ряду при помощи каналов на его поверхности, а корпус выполнен с полыми герметичными стенками в виде стакана, в полом герметичном дне которого, соприкасающегося с поверхностью ротора, выполнены такие же по форме ячейки, размещенные с равными промежутками между ними концетрическими рядами по смежным радиусам положения ячеек ротора. Ротор в корпусе установлен с возможностью регулировки между ними зазора, а внутренние герметичные полости ротора и корпуса вакуумированы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен схематический разрез устройства для гидродинамической пастеризации жидких продуктов; на фиг.2 - сечение А-А устройства на фиг.1; на фиг.3 - вариант исполнения полости в корпусе для вывода обработанного продукта.

Устройство для гидродинамической пастеризации жидких продуктов состоит из расположенного на раме 1 корпуса 2 в виде стакана со вставленным в него плоским ротором 3, вертикальная ось 4 вращения которого расположена в радиальных шарикоподшипниках 5, 6 и упорном 7 с возможностью осевого смещения с помощью винта 8, которые закреплены в обойме 9, связанной кронштейном 10 с рамой 1. Величина зазора между корпусом и ротором может быть переменной с постепенным изменением к выходу продукта, например уменьшаться. На обращенной к корпусу 2 (дно стакана) плоской поверхности ротора 3 выполнены ячейки 11, например, в виде полусфер, расположенные рядами от центра к периферии по спирали, выпуклая сторона которой обращена в сторону вращения ротора. Ячейки ротора в каждом ряду соединены между собой каналом 12 по поверхности ротора, образуя на нем подобие лопасти центробежного насоса. Канал 12 может выполняться с постепенно меняющимся поперечным сечением к выходу продукта, например сужающимся.

1. На внутренней поверхности дна корпуса 2 устройства, сопрягающегося с рабочей поверхностью ротора 3, выполнены такие же по форме ячейки 13, как и на поверхности ротора, расположенные с равными промежутками между ними концентрическими рядами по смежным радиусам положения ячеек ротора. Между ротором 3 и корпусом 2 установлено уплотнительное кольцо 14, за которым на внутренней боковой поверхности корпуса 2 выбран канал 15 сбора обработанного продукта и вывода его из устройства. Канал 15 может выполняться улиткообразной формы, а ротор при этом оснащаться лопатками 16 для создания напора на выходе обработанного продукта. Устройство оборудовано патрубками подачи 17 и вывода 18 продукта. Корпус 2 и ротор 3 устройства выполнены пустотелыми, герметичными, то есть имеют внутренние полости 19 и 20, которые могут быть вакуумированы. Для привода устройства на раме 1 его установлен электродвигатель 21 с передачей 22.

Ось 4 вращения ротора 3 может быть установлена горизонтально или под углом к горизонту.

Работает устройство следующим образом.

Подаваемый по патрубку 17 продукт заполняет ячейки 11 и 13 и при вращении ротора 3 захватывается его канавками с ячейками 11, как лопастями насоса, обеспечивая самовсасывание продукта в устройство, и подвергается в зазоре между ротором 3 и корпусом 2 интенсивному гидродинамическому воздействию: центробежному разгону ячейками ротора, резкому торможению ячейками неподвижного корпуса, интенсивному вихреобразованию потока, трению слоев жидкого продукта между собой и о поверхности корпуса и ротора. Вся эта энергия рассеивается в виде тепла и поглощается продуктом, пастеризуя его за время течения в устройстве до выхода в канал 15 сбора продукта и отвода его по патрубку 18. Скорость движения продукта в зазоре между ротором и корпусом, а также интенсивность его обработки постепенно меняются от центра к периферии: к периферии устройства скорость за счет расширения площади течения потока замедляется, интенсивность гидродинамического воздействия на него и нагрева продукта возрастает, что повышает качество обработки его. Выполнение зазора между ротором и корпусом постепенно изменяющимся от центра к периферии (например, уменьшающимся) и каналов 12 ротора с постепенным изменением их поперечного сечения от центра к периферии, например сужающимися, усиливают этот эффект устройства.

Улиткообразная форма канала 15 в корпусе 2 в сочетании с лопатками 16 ротора повышают насосный эффект устройства для самовсасывания продукта и подачи его под давлением из устройства после гидродинамической обработки.

Наличие вакуумированных герметичных внутренних полостей 19 корпуса и 20 ротора сокращает тепловые потери устройства в окружающую среду при его работе и повышает его кпд.

Источники информации

1. Патент RU №2045910, кл. А23L 3/16, 1995 (аналог).

2. Патент RU №316216, кл. А23С 3/02, 1968 (прототип).

1. Устройство для гидродинамической пастеризации жидких продуктов, состоящее из корпуса со вставленным в него ротором в виде плоского диска, установленных с образованием между ними зазора и выполненных с ячейками на обращенных друг к другу поверхностях, и входящего и отводящего патрубков для пастеризуемого продукта, отличающееся тем, что его корпус и ротор выполнены полыми, ячейки на рабочей поверхности ротора расположены рядами по спирали от центра к периферии, обращенной по направлению вращения ротора, и соединены между собой в каждом ряду с помощью каналов на его поверхности, а корпус выполнен в виде стакана, в дне которого, сопряженного с поверхностью ротора, имеются такие же по форме ячейки, расположенные с равными промежутками между ними концентрическими рядами по смежным радиусам положения ячеек ротора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полости корпуса и ротора выполнены герметичными и вакуумированы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор установлен в корпусе с возможностью регулировки зазора между их смежными рабочими поверхностями.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе его выполнен канал отвода пастеризованного продукта, сообщающийся с патрубком его выхода из устройства.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что канал выполнен улиткообразной формы, а по периферии ротора установлены лопатки, входящие в этот канал.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы соединения ячеек ротора выполнены с постепенным изменением поперечного сечения от центра к периферии, например сужаются.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор между рабочими поверхностями ротора и корпуса постепенно изменяется от центра к периферии, например уменьшается.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось вращения его ротора установлена горизонтально или под углом к горизонту.