стерилизатор жидких пищевых продуктов

Формула изобретения

Стерилизатор жидких пищевых продуктов, содержащий полый приводной барабан с перфорацией в виде сопл, средства подачи пара в сопла и средства подачи и отвода продукта, сообщенные с полостью барабана, отличающийся тем, что средства подачи пара в сопла включают паровую камеру, охватывающую барабан, и размещенный в ней в зоне контакта с барабаном перфорированный статор, при этом сопла барабана и отверстия перфорации статора выполнены в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с разным и некратным окружным шагом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для стерилизации жидких пищевых продуктов при непосредственном контакте с греющим паром.

Известен стерилизатор жидких пищевых продуктов, содержащий полый приводной барабан с перфорацией в виде сопл, средства подачи пара в сопла и средства подачи и отвода продукта, соединенные с полостью барабана.

Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости процесса стерилизации за счет обеспечения увеличения энергоемкости генерируемых в продукте ультразвуковых колебаний.

Поставленная задача решается тем, что в стерилизаторе жидких пищевых продуктов, содержащем полый приводной барабан с перфорацией в виде сопл, средства подачи пара в сопла и средства подачи и отвода продукта, соединенные с полостью барабана, согласно изобретению средства подачи пара в сопла включают охватывающую барабан паровую камеру и размещенный в ней в зоне контакта с барабаном перфорированный статор, при этом сопла и отверстия перфорации статора выполнены в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с разным и некратным окружным шагом.

Это позволяет реализовать пульсирующий режим подачи пара в сопла и увеличить за его счет энергоемкость генерируемых в продукте ультразвуковых колебаний.

На фиг.1 изображен предлагаемый стерилизатор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1.

Стерилизатор жидких продуктов содержит полый барабан 1 с перфорацией в виде сопл 2, соединенный с приводом 3 вращения посредством полого вала 4 с отверстиями 5, выполняющего роль средств подачи продукта в полость барабана 1, корпус 6 с паровой камерой 7 и камерой 8 отвода обработанного продукта, сообщенной с полостью барабана 1, перфорированный статор 9, размещенный в камере 7 в зоне контакта с барабаном 1. Сопла 2 и отверстия 10 перфорации статора 9 выполнены в одинаковых плоскостях с разным и некратным окружным шагом.

Стерилизатор работает следующим образом.

Приводом 3 через вал 4 приводят во вращение барабан 1. В камеру 7 корпуса 6 подают пар под избыточным давлением. Через полость вала 4 и отверстия 5 под действием центробежных сил на внутреннюю поверхность барабана 1 подают стерилизуемый жидкий пищевой продукт, например сок или молоко. На внутренней поверхности барабана 1 жидкий продукт в поле центробежных сил распределяется в виде пленки, перемещающейся из зоны подачи от отверстий 5 вала 4 в зону выгрузки к камере 8. При периодическом совпадении отверстий 10 перфораций статора 9 с соплами 2 вращаемого от привода 3 барабана 1 пар из камеры 7 проходит в пленку продукта, ускоряясь в соплах 2. На выходе из сопл 2 при перекрытии сопл 2 статором 9 происходит турбулентный срыв пара с образованием и схлопыванием кавитационных полостей. Таким образом в зоне контакта фаз возникают колебания давления ультразвуковой частоты и локальные перепады температуры до 1500^оС. Далее газовая фаза в виде пузырьков всплывает в пленке жидкого продукта, осуществляя турбулизацию его течения. Сами пузырьки пара в результате изменения давления с ультразвуковой частотой сжимаются и расширяются, а вследствие высокой скорости вдува газовой фазы в жидкую в поле центробежных сил в самих пузырьках возникают тороидальные потоки, что резко интенсифицирует теплообмен в результате увеличения скорости обновления поверхности контакта фаз. Кроме того, наличие поля ультразвуковых колебаний в зоне контакта фаз приводит к уменьшению толщины ламинарного пограничного слоя и интенсифицирует теплообменные процессы. Таким образом, при характерных для данной конструкции стерилизатора числах Рейнольдса, равных 100-1000, осредненные по времени числа Нуссельта равны 20-30, то есть пузырьки пара охлаждаются за время контакта с жидким продуктом до температуры стерилизации и переходят в жидкую фазу со схлопыванием кавитационных полостей, что увеличивает удельный энерговвод в жидкий продукт за счет утилизации скрытой теплоты конденсации пара в виде тепловой энергии и дополнительной энергии ультразвуковых колебаний. В результате комбинированного воздействия на продукт тепловой и ультразвуковой энергии происходит нарушение сплошности или необратимая деформация клеточных оболочек как вегетативной, так и споровой форм микрофлоры при более низких значениях средней температуры продукта. Это снижает энергоемкость процесса стерилизации жидкого продукта. Стерильный продукт удаляется из барабана 1 в камеру 8 корпуса 6, откуда он поступает на асептический розлив.

Таким образом, предлагаемый стерилизатор обладает сниженной энергоемкостью.