Устройство для ультразвуковой обработки молока
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим обеззараживание жидкостей посредством воздействия ультразвукового излучения. Устройство для ультразвуковой обработки молока проточного типа содержит пьезоисточники ультразвуковых излучений кольцевой формы, собранные в виде полого цилиндра. Источники ультразвуковых излучений размещены таким образом, что расстояние между источниками ультразвуковых излучений и стенкой молокопровода кратны длине полуволны ультразвука. Молокопровод имеет подводящий и отводящий патрубки, резонансная мембрана выполнена из эластичной резины и размещена на цилиндре с возможностью прохода через нее наружу излучения. Молокопровод представляет собой лоток полукруглой формы, установленный вокруг цилиндра по винтовой линии. Сопряженные стенки лотков соединены между собой точечной сваркой, причем концы отогнуты полукругом для размещения уплотняющего шланга из пищевой резины с возможностью подачи через него газа или жидкости. На витках молокопровода выполнены углубления для создания турбулентного режима течения и интенсивного перемешивания обрабатываемого молока. На наружной поверхности винтового молокопровода размещены ребра жесткости, частично входящие в углубления витков, изогнутые концы которых стянуты хомутами с зажимными рычажками. Изобретение обеспечивает повышение производительности и качества обработки молока при одновременном упрощении конструкции и повышении удобства эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим обеззараживание жидкостей посредством воздействия ультразвукового излучения, и может использоваться для стерилизации и гомогенизации молока, а также питьевой воды, соков, напитков, водотопливной эмульсии, изготовления красок, смазок, эмульсий и суспензий и др.
Известно устройство для обработки жидких сред, содержащее четное количество секций, снабженных источником ультразвуковых излучений, патрубки для подвода и отвода жидкости, при этом расстояния между источниками излучений и стенками секций кратны длине полуволны ультразвука (Патент РФ №2188797 С1, МПК C02F 1/36. 2002).
Устройство имеет застойные зоны, невысокую производительность. Мойка и очистка внутренних поверхностей затруднена.
Известен ультразвуковой стерилизатор жидких продуктов, снабженный баком, нагнетающим насосом с эжектором воздуха и управляемым воздушным клапаном с воздухозаборником, причем в вертикальной камере внизу расположен источник ультразвука, а вверху - датчик уровня жидкости (Патент РФ №2241357 С2, МПК A23L 3/30, 2004).
Стерилизатор имеет низкую производительность и невысокое качество стерилизации вследствие установки одного ультразвукового излучателя, т.е. недостаточное время обработки.
Прототипом является ультразвуковой диспергатор проточного типа, содержащий пьезопреобразователь с накладками, выполненными заодно с концентраторами с закрепленными на выходных торцах резонансными мембранами, имеющими щелевые и кольцевые зазоры (Патент РФ №2221633 С2, МПК B01F 11/02, 2004).
Диспергатор имеет сложное устройство и застойные зоны, разборка его для мойки и чистки рабочих поверхностей затруднена и трудоемка.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении производительности и качества обработки молока при одновременном упрощении конструкции и повышения удобства эксплуатации.
Устройство для ультразвуковой обработки молока проточного типа, содержащее пьезоисточники ультразвуковых излучений кольцевой формы, собранные в виде полого цилиндра, причем расстояние между источниками ультразвуковых излучений и стенкой молокопровода кратны длине полуволны ультразвука, молокопровод с подводящим и отводящим патрубками, резонансная мембрана выполнена из эластичной резины и размещена на цилиндре с возможностью прохода через нее наружу излучения, молокопровод представляет собой лоток полукруглой формы, установленный вокруг цилиндра по винтовой линии, сопряженные стенки лотков соединены между собой точечной сваркой и концы стенок отогнуты полукругом для размещения уплотняющего шланга из пищевой резины с возможностью подачи через него газа или жидкости; на витках молокопровода выполнены углубления для создания турбулентного режима течения и интенсивного перемешивания обрабатываемого молока, на наружной поверхности винтового молокопровода размещены ребра жесткости, частично входящие в углубления витков, изогнутые концы которых стянуты хомутами с зажимными рычажками.
На фиг.1 изображено устройство для ультразвуковой обработки молока в продольном разрезе; на фиг.2 - вид сверху устройства; на фиг.3 - увеличенный поперечный разрез по А-А с фиг.1; на фиг.4 - увеличенное изображение сопряжения пьезоисточников с молокопроводом.
Пьезоисточники 1 ультразвуковых излучений кольцевой формы с наружным излучением собраны в виде вертикального полого цилиндра и стянуты по оси стержнем 2 через верхнюю 3 и нижнюю 4 накладки, верхние диск 5 и шайбу 6, нижние диски 7 и 8 барашком 9. Верхняя часть стержня 2 имеет крюк 10 для подвески устройства. Уплотнение цилиндра достигается прокладками 11 между кольцами 1 пьезоисточника и резонансной мембраной 12 в виде шланга с тонкими стенками из эластичной пищевой резины. Молокопровод 13 в виде винтовой линии 14 образован из лотков 15 полукруглой формы из пищевой нержавеющей стали, сопряженные стенки которых соединены точечной сваркой и концы 16 отогнуты полукругом для размещения уплотняющего шланга 17 из пищевой резины. Молокопровод на концах имеет патрубки для подвода 18 и отвода 19 молока. На наружной поверхности винтового молокопровода размещены ребра 20 жесткости, входящие частично в углубления 21 витков. Концы ребер жесткости отогнуты внутрь до соприкосновения с накладками 3 и 4 и стянуты хомутами 22 и 23 с быстрозажимными рычажками 24. Внутри полого цилиндра размещается высокочастотный кабель 25 от высокочастотного генератора (на фиг. не показан), подающий ток на ультразвуковые излучатели 1 по кабелю 26.
Устройство работает следующим образом.
Расстояние между источниками ультразвуковых излучений и стенкой молокопровода кратны длине полуволны ультразвука. В уплотнительный шланг 17 подают газ или жидкость. Обрабатываемое молоко через патрубок 18 подвода подают в спиральный молокопровод 13, где оно подвергается ультразвуковой обработке посредством источников ультразвуковых излучений 1. Наличие вмятин - углублений 21 на витках 14 молокопровода создает турбулентный режим и интенсивное перемешивание молока. Акустическое поле ультразвуковых излучений вызывает кавитацию (объемное образование парогазовых каверн и пульсирующих вихрей), приводящий к разрыву цепей белков, жиров и углеводов, повреждению оболочек микроорганизмов и разрушению их на клеточном уровне. При этом происходит инактивация патогенной микрофлоры и деструкция макромолекул и англомератов, т.е. гомогенизация жировых шариков.
Выполнение устройства в виде цилиндра со спиральным молокопроводом значительно увеличивает время экспозиции, необходимое для пастеризации молока.
Для мойки рабочих поверхностей устройства и разборки его спускают давление из уплотнительного шланга 17, освобождают хомуты 22 и 23 и вытаскивают спиральный молокопровод с цилиндрической поверхности пьезоисточников 1 ультразвуковых излучений.
Простота конструкции, быстрота разборки - сборки для мойки и низкие энергозатраты характеризуют предлагаемое устройство для ультразвуковой обработки молока.
1. Устройство для ультразвуковой обработки молока проточного типа, содержащее пьезоисточники ультразвуковых излучений кольцевой формы, собранные в виде полого цилиндра, причем расстояние между источниками ультразвуковых излучений и стенкой молокопровода кратны длине полуволны ультразвука, молокопровод с подводящим и отводящим патрубками, отличающееся тем, что резонансная мембрана выполнена из эластичной резины и размещена на цилиндре с возможностью прохода через нее наружу излучения, а молокопровод представляет собой лоток полукруглой формы, установленный вокруг цилиндра по винтовой линии.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сопряженные стенки лотков соединены между собой точечной сваркой и концы отогнуты полукругом для размещения уплотняющего шланга из пищевой резины с возможностью подачи через него газа или жидкости.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем на витках молокопровода выполнены углубления для создания турбулентного режима течения и интенсивного перемешивания обрабатываемого молока.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на наружной поверхности винтового молокопровода размещены ребра жесткости, частично входящие в углубления витков, изогнутые концы которых стянуты хомутами с зажимными рычажками.
