Устройство для коагуляции белка

 

Сеюз Саветеимх

СОцйаяиетюмеимх

Рвенубями

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 944527 (Sl) Дополнительное к авт. сеид-ву(22)» »«o 10.. ».80 {21) 3003659/28-13 с присоединением заявки М(23) йриоритет (5l)M. Кл.

А 23 J 1/04

9еуаарпаквЫ1 каютвт

СССР ав авлаи взехретекк9 в вхаы11

Опубликовано 23. 07. 82., Бюллетень М 27 (63) Уд К 664. 951,, 7/8 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 07. 82 (72) Авторы изобретения

Ю.С. Веселов и В.Н. Тимофеев (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОАГУЛЯЦИИ БЕЛКА

Изобретение относится к устройствам для коагуляции и отделения белка, содержащегося в жидких средах, и может быть использовано в пищевой промышленности, в рыбной промышленности при обработке море5 продуктов, а также в.тех случаях, когда необходимо извлечение с целью утилизации относительно небольших количеств белка, содержащегося в сточных водах различных производств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для коагуляции белка, содержащее корпус цилиндрической фор- 5 мы с патрубками для подвода белоксодержащей жидкости и отвода бульона и белка, коаксиально расположенные электроды, один из которых представляет собой пружину, укрепленную с ю воэможностью осевого поджатия, и накопитель белка, выполненный в виде диэлектрического наполнителя раэмеменмого меиду электродами 1).

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность коагуляции белка, особенно при полидисперсных частицах белка в широком диапазоне их размеров, что имеет место 8 реальных белоксодержащих. жидкостях, например в сточных водах пищевых производств.

Недостаточная эффективность коагуляции обьясняется тем, что накопитель белка выполнен из моноволокон, имеющих постоянную толщину, что . исключает воэможность создания между волокнами зон с большим и меньшим размером щелей при условии их плотной упаковки.

Этот .недостаток не позволяет д прференцированно извлекать вначале более крупные частицы белка, а это снижает эффективность иэвлече ния. наиболее мелких частиц и в результате - эффективность работы устройства в целом.

И

50

3 9

К недостаткам известного устройства относится также недостаточно высокая эффективность выгрузки белка из накопителя. Этот недостаток обусловлен тем, что накопитель выполнен из натянутых нитей, закрепленных в корпусе. При выгрузке белка такая конструкция не позволяет до необходимых размеров увеличить щели между нитями, особенно в местах их крепления. Кроме того, жесткое закрепление волокон снижает эффективность использования взаимного трения ослабленных нитей одна о другую в цикле выгрузки белка.

Недостаточно качественная выгрузка снижает эффективность последующего рабочего цикла устройства..

Целью изобретения является повышение эффективности процесса коагуля ции путем дифференцированного извлечения частиц белка и улучшения условий выгрузки последнего.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для коагуляции белка, содержащем корпус цилиндрической формы с патрубками для подвода белоксодержащей жидкости и отвода бульона и белка, коаксиально расположенные электроды, один из которых представляет собой пружину, Мсрепленную с возможностью осевого поджатия, и накопитель белка, выполненный в виде диэлектрического наполнителя, размещенного между электродами, корпус имеет V-образную форму, в месте изгиба его установлен съемный сетчатый патрон, а диэлектрический наполнитель состоит из двух частей, расположенных в соответствующих ветвях корпуса, при этом одна часть наполнителя образована полидисперсным зернистым плавающим материалом, а другая - монодисперсным зернистым плавающим материалом.

На фиг. 1 изображена схема устройства для коагуляции белка, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 с изображением характерного вида силовых линий электрического поля и степени его неоднородности; на фиг. 3сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4схема сгущения силовых линий между зернами загрузки.

Устройство для коагуляции белка состоит из корпуса 1 из диэлектрического материала, выполненного в виде трубы Ч-образиной формы, подвижных

44527 4 крышек 2 с уплотнительными кольцами 3, патрубков с клапаном 4 для подвода белоксодержащей жидкости и с клапаном 5 для отвода бульона.

В месте изгиба корпуса установлен цилиндрический стакан 6 со съемным сетчатым патроном 7 и патрубком с клапаном 8 для отвода белка.

° Сетчатый патрон в цикле белка !

О служит дренажным устройством и одновременно разделяет корпус на две ветви 9 и 10. В ветвях корпуса размещен диэлектрический наполнитель для накопления белка, причем в ветви

9 наполнитель образован полидисперсным зернистым плавающим материалом 11 (с удельным весом меньше единицы), например вспененным полистиролом, а в ветви 10 — монодисперсным зернистым плавающим материалом 12, например, полистиролом невспененным с размером зерен 0,1-1,0 мм.

В.ветвях 9 и 10 корпуса размещены пружинные электроды 13, а по оси пружин расположен центральный электрод 14, выполненный в виде струны.

Электрод 14 может быть выполнен в виде пружины. Электроды соединены с источником постоянного или переменного тока. Для отвода газов предусмотрены патрубки с клапанами 15. Дпя

I ограничения уровня плавающего напол нителя по высоте и предотвращения

его выноса установлены сетки 16.

Устройство работает следующим образом.

Открываются клапаны 4 и 5, а клапан 8 закрывается, корпус заполняется исходной белоксодержащей жидкостью, наполнитель в ветвях 9 и 10 всплывает, причем в ветви 9 полидисперсный материал 11 самопроизвольно фракционируется по размерам зерен (вверху образуется слой более крупных зерен, а внизу - мелких), В ветви 10 фракционирования практически не происходит из-за монодисперсности материала 12.

Подается электропитание на электроды 13 и 14 из расчета обеспечения напряженности поля в загрузке

50-80 В/см, а через клапан 4 продолжает подаваться исходная жидкость.

Последовательно проходя через крупные и мелкие зерна полидисперсного наполнителя в ветви 9, а затем через монодисперсный наполнитель в ветви

10, белоксодержащая жидкость мехабелка сил диполь-дипольного взаимодействия, а электрофильтрования — к действию сил электрофореза (транспортирование частиц белка к электродам) и диполофореза. Неоднородное 1S электрическое поле образуется между . электродами 13 и 14 в объеме диэлектрического наполнителя где силовые линии электрического поля сгущаются между зернами наполнителя и образуют зоны локальной неоднородности поля (фиг, Ц . На частицы белка, оказавшиеся вблизи этих зон неоднородности, действует диполофоретическая сила, направленная в сторону 2S максимальной неоднородности, т.е. в зазоры между зернами.

В результате под действием диполофореза в зазорах между зернами происходит извлечение, концентриро- 30 вание коагуляции и задержание частиц белка, в том числе особо мелких

-7 (менее 10 см) и их равномерное распределение в объеме наполнителя.

Причем в ветви 10 размер зерен ма- териала 12 значительно меньше, чем зерен материала 11, а следовательно, щели между зернами материала 12 уже и неоднородность поля в щели выше (на фиг. 3 силовые линии поля 17 <о изображены более плотными, чем на фиг. 2), Благодаря большей неоднородности поля в ветви 10, происходит окончательное отделение наиболее мелких частиц белка, которые не смог-gS ли отфильтроваться в предыдущих слоях наполнителя.

5 944 нически освобождается вначале от крупных, а затем от мелких частиц белка.

При этом одновременно с механическим отделением частиц белка идет процесс электрокоагуляции.(укрупнение) и электрофильтрования (отделение) частиц белка под действием внешнего электрического поля.

Сущность электрокоагуляции сводится к действию на заряженные частицы

При необходимости регулирование эффективности процесса коагуляции белка производится посредством поджатия или ослабления пружинных электродов 13 и соответственно изменения ша1-а Ь и напряженности поля в рабочем объеме (фиг. 1).с помощью завинчивания или отвинчивания подвиж- ных крышек 2.

Выгрузка белка из устройства производится следующим образом: от527 6 ключается электропитание, открывается клапан 8 и промывочная жидкость подается одновременно сверху в ветви 9 и 10 через клапаны 4 и 5 и скоагулированный белок вместе с промывочной жидкостью, например чистой водой, отводится из устройства через сетчатый патрон 7 и клапан 8. Причем размер. ячеек сетки в патроне 7 подбирается так, чтобы обеспечивался беспрепятственный проход частиц скоагулированного белка при выгрузке, но не было выноса из устройства материала

11 и 12.

Расход промывочной жидкости должен обеспечивать условие псевдоожижения (растягивание) слоя наполнителя.

Улучшение выгрузки белка в пред-. лагаемом устройстве достигается благодаря исключению закрепления наполнителя в корпусе, что позволяет, при растягивании слоя, в несколько десятков раз увеличить расстояние между зернами. Кроме того, так как ,загрузка выполнена зернистой и пла" вающей, максимально растянутый слой наполнителя с потоком промывочной жидкости деформируется и закручивается как в изогнутых частях V-образного корпуса, так и в сяиральном канале между втулками пружин 13. Такой характер выгрузки способствует быстрому и эффективному вымыванию из загрузки частиц скоагулированного белка. По окончании цикла выгрузки белка клапан 9 закрывается и устройство переводится на рабочий цикл.

Для подтверждения преимуществ предложенного решения были проведены сравнительные лабораторные испытания модели предлагаемого и известного устройств. . 8 качестве зернистого диэлектрического наполнителя в предлагаемом устройстве был использован полистирол марки ПСВ производства объединения "Пластполимер". 4астицы товарной фракции имели размер зерен

0,1 - 1,0 мм, При диаметре Ч-образной трубы 50 мм и высоте наполните я 500 мм устройство обеспечивало. обработку 25 л/ч имитата белоксодержащей воды, содержащей около

5 об.3 рыбного белка. В фильтрате остаточное содержание белка было менее 0,1 об. .

При аналогичных габаритах и производительности остаточное содержание белка в известном устройстве не удавалось снизить меньше 0,20,5 об.3.

Опыты по выгрузке белка из накопителя также подтверждали преимущество предлагаемого устройства: полная выгрузка белка достигалась лишь через 3 - 4 мин.

Таким образом, опыты подтвердили существенные преимущества предлагаемого устройства: повышение эффективности процесса коагуляции белка и улучшение его выгрузки.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства, например, только на одном рыбоперерабатывающем судне типа

БИРТ составит 3 тыс. руб. в год, что достигается за счет дополнительного извлечения белка из сборных промывных вод и сокращения затрат на регенерацию устройства.

Формула изобретения

Устройство для коагуляции белка, содержащее корпус цилиндричес944527 8 кой формы с патрубками для подвода белоксодержащей жидкости и отвода бульона и белка, коаксиально расположенные электроды, один из которых представляет собой пружину, и накопитель белка, выполненный в виде диэлектрического наполнителя, размещенного между электродами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью !

В повышения эффективности процесса коагуляции путем дифференцированного извлечения частиц белка и улучшения условий выгрузки последнего, корпус имеет V-образную форму, в месте изгиба его установлен сьемный сетчатый,патрон, а диэлектрический наполнитель состоит из -двух частей, расположенных в соответствующих ветвях корпуса, при этом одна часть наполни в теля образована полидисперсным зернистым плавающим материалом, а другая - монодисперсным зернистым плавающим метериалом.

Источники информации, д принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2750419, кл. А 23 J 1/04, 1979.

944527

f7 юг. Г

6-б

678

Составитель Г. Анисимова

Техред А. Бабинец Корректор О. Билак

Редактор О. Половка

° ф ц

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5181/1 Тираж 570,8НИИПИ Государственного комитета СССР

Ilo делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5