Модульная комбинированная установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением тонкого слоя

Изобретение относится к технологиям переработки жидкой продукции (молоко, соки и др.) Установка выполнена в виде одинаковых по конструкции модулей, соединенных между собой посредством трубопроводов, причем каждый модуль содержит внешний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, на который установлен электронагреватель, выполненный в виде высокоомной спирали, намотанной на его поверхности и зафиксированной теплоизоляцией с отражающей внутренней поверхностью, и внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием зазора между ними не больше 4 мм. Источник инфракрасного или ультрафиолетового излучения установлен коаксиально в полости внутреннего рабочего цилиндра. Модульная структура установки позволяет обеспечить высокую производительность при высоком качестве продукта и снижении энергетических затрат. 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технологиям переработки жидкой продукции, например молоко, соки и др., сельскохозяйственной и пищевой промышленности с целью обеспечения ее длительной сохранности без снижения питательных и вкусовых свойств.

Известны электропастеризатор А1-ОПЭ-1000, серийно выпускаемые ООО «Экомаш», электропастеризатор для жидких пищевых продуктов (патент №2045919) НПО «МИР», устройство для обработки жидкости излучением в тонком слое (патент №2075163).

Недостатками установок А1-ОПЭ-1000 ООО «Экомаш» является то, что обработка жидкого продукта ИК-нагревом происходит не в тонком слое, а во всем объеме жидкости, протекающей внутри кварцевой трубы, что приводит к значительному повышению электрической мощности нагревателей, а следовательно, к большим энергозатратам.

Недостатком устройства для обработки жидкости излучением в тонком слое (патент №2075163) является недостаточно точное формирование тонкого слоя жидкого продукта при изменении его расхода в рабочем цилиндре, что может привести к некачественной обработке продукта (недогрев или подгорание) ИК-излучением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электропастеризатор для жидких пищевых продуктов (патент №2045919) НПО «МИР», содержащий секцию ИК-нагрева, бак-накопитель, насос, регенератор и охладитель, коммуникацию обрабатываемой жидкости, охлаждающей воды и трубопровод, включенный в коммуникацию обрабатываемой жидкости между выходом из секции ИК-нагрева и входом в охладитель. Секция ИК-нагрева представляет собой пучок кварцевых трубок с электронагревателем, выполненных в виде высокоомной спирали, намотанной на поверхности трубок и зафиксированной теплоизоляцией, имеющей отражающую внутреннюю поверхность. На входе в секцию ИК-нагрева установлены пульсатор и завихритель потока обрабатываемой жидкости.

Недостатками прототипа является то, что обработка жидкого продукта ИК-нагревом происходит не в тонком слое, а во всем объеме жидкости, протекающей внутри кварцевой трубы, что приводит к значительному повышению электрической мощности нагревателей, а следовательно, к большим энергозатратам. При производительности 1000 л/ч мощность установки составляет 20 кВт. Отсутствие обработки жидкого продукта и технической жидкости для промывки системы УФ-излучением повышает вероятность бактериальной загрязненности готового продукта.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение необходимого качества жидкого продукта, соответствующего требованиям ГОСТов, снижение энергетических затрат на процесс обработки продукта, обеспечение требуемой производительности для различных объектов сельскохозяйственного производства.

Предлагаемая установка для обработки жидкости УФ- и ИК-излучением в тонком слое предназначена для обеспечения длительной сохранности без изменения питательных и вкусовых свойств жидких пищевых продуктов (молока, соков и др.) и может быть использована на молочных фермах, цехах и мини-заводах по переработке сельскохозяйственной продукции. В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность значительно улучшить качество обработки жидкого пищевого продукта с целью обеспечения его длительной сохранности без изменения его питательных и вкусовых свойств, снизить энергозатраты на 15-20% при той же производительности установки. Модульная структура установки позволяет обеспечить требуемую производительность в широком диапазоне.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что модульная комбинированная установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением тонкого слоя, содержащая внешний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, на который устанавливается электронагреватель, выполненный в виде высокоомной спирали, намотанной на его поверхности и зафиксированной теплоизоляцией, имеющей отражающую внутреннюю поверхность, патрубки для подвода и отвода жидкости, включает в себя один или несколько модулей, соединенных между собой последовательно, параллельно либо последовательно-пареллельно посредством трубопроводов, причем каждый модуль содержит внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра так, чтобы зазор между ними не превышал 4 мм, при этом источник ИК-излучения или УФ-излучения установлен в полость внутреннего цилиндра.

Согласно испытаниям толщину зазора или слоя обрабатываемой жидкости выбирают не более 4 мм исходя из проникающей способности ИК- или УФ-излучателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на котором представлена функционально-технологическая схема работы установки для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучения тонкого слоя.

Установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафилетовым излучением тонкого слоя включает в себя один или несколько модулей 1, которые могут встраиваться в существующие технологические линии по переработке жидких пищевых продуктов и содержат патрубки для подвода 2 и отвода 3 жидкости, на которые крепятся внешний 4 и внутренний 5 рабочие цилиндры, выполненные из кварцевого стекла так, чтобы зазор между ними не превышал 4 мм, источник ИК-излучения 6 или источник УФ-излучения 7, помещенные в полость внутреннего рабочего цилиндра, на внешний рабочий цилиндр устанавливается электронагреватель 8, выполненный в виде высокоомной спирали, намотанной на его поверхность и зафиксированной теплоизоляцией 9, имеющей отражающую внутреннюю поверхность 10.

Работает модульная установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением тонкого слоя следующим образом. Жидкий пищевой продукт под напором через патрубок подвода продукта 2 подается во внутренний объем рабочей камеры, образующейся между внешним 4 и внутренним 5 рабочими цилиндрами. Протекая по внутреннему объему, продукт подвергается воздействию электронагревателем 8, расположенным снаружи внешнего цилиндра 4, и источниками ИК-излучения или УФ-излучения, помещенными в полость внутреннего цилиндра 5. Кратковременное бесконтактное воздействие ИК- и УФ-излучения высокой плотности приводит к быстрому нагреванию и стерилизации всей толщины слоя протекающей жидкости и через патрубок отвода 3, продукт поступает в следующий модуль 1 или на выдачу.

Установка для обработки тонкого слоя жидкости инфракрасным или ультрафиолетовым излучением, содержащая источник инфракрасного или ультрафиолетового излучения, патрубки для подвода и отвода жидкости, отличающаяся тем, что она выполнена в виде одинаковых по конструкции модулей, соединенных между собой посредством трубопроводов, причем каждый модуль содержит внешний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, на который установлен электронагреватель, выполненный в виде высокоомной спирали, намотанной на его поверхности и зафиксированной теплоизоляцией с отражающей внутренней поверхностью, и внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием зазора между ними не больше 4 мм, при этом источник инфракрасного или ультрафиолетового излучения установлен коаксиально в полости внутреннего рабочего цилиндра.