установка для производства осветленных соков и вин в непрерывном потоке

Формула изобретения

Установка для производства осветленных соков и вин в непрерывном потоке, содержащая емкости для подачи сока или виноматериала и суспензии сорбента, смеситель, емкость для ультразвуковой обработки смеси и сепарационный узел, отличающаяся тем, что емкость для ультразвуковой обработки смеси выполнена в виде закрепленного на полом горизонтальном приводном валу полого перфорированного барабана, отверстия перфорации которого выполнены в виде сверхзвуковых сопл, и снабжена средствами подачи пара в сопла, выполненными в виде охватывающей барабан паровой камеры, размещенного в ней в зоне контакта с барабаном перфорированного статора, оси отверстий перфорации которого расположены с соплами перфорированного барабана в одной плоскости с неравным и некратным окружным шагом, и завихрителей, размещенных в отверстиях перфорации статора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию виноделия и пищевой промышленности и может быть использовано в производстве осветленных стерилизованных соков и вин.

Известна установка для производства осветленных соков и вин в непрерывном потоке, содержащая емкости для подачи сока или вина и суспензии сорбента, смеситель, стационарную емкость для ультразвуковой обработки смеси с установленными в ней струнами из упругого материала и сепарационный узел (авт. св. СССР N 1721084, кл. С 12 Н 1/02, 1992).

Недостатком этой установки является низкая энергоемкость генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний, которая снижает надежность стерилизации и отделения взвесей.

Задача изобретения повышение энергоемкости генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний.

Задача решается тем, что в установке для производства осветленных соков и вин в непрерывном потоке, содержащей емкости для подачи сока или виноматериала и суспензии сорбента, смеситель, емкость для ультразвуковой обработки смесь и сепарационный узел, согласно изобретению, емкость для ультразвуковой обработки смеси выполнена в виде закрепленного на полом горизонтальном приводном валу полого перфорированного барабана, отверстия перфорации которого выполнены в виде сверхзвуковых сопел, и снабжена средствами подачи пара, выполненными в виде охватывающей барабан паровой камеры, размещенного в ней в зоне контакта c барабаном перфорированного статора, отверстия перфорации которого выполнены с соплами барабана в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом, и завихрителей, размещенных в отверстиях перфорации статора.

Это позволяет повысить энергоемкость генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний за счет энергии пара.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 фрагмент 1 фиг.1.

Установка для производства осветленных соков и вин в непрерывном потоке содержит емкости 1 и 2 для подачи сока или виноматериала и суспензии сорбента соответственно, смеситель 3, емкость для ультразвуковой обработки смеси, выполненную в виде закрепленного на полом горизонтальном приводном валу 4 перфорированного барабана 5, охватывающейся его паровой камеры 6 с перфорированным статором 7, размещенным в зоне контакта с барабаном 5, и сепарационный узел, выполненный, например, в виде перфорированного диффузора 8, соединенного соосно с барабаном 5 и отделенного от него буртиком 9 на внутренней поверхности. Отверстия 10 перфорации статора 7 размещены в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом с отверстиями перфорации барабана 5, выполненными в виде сверхзвуковой сопел 11, и снабжены завихрителями 12.

Установка работает следующим образом.

Неосветленное сырье из емкости 1 подают в смеситель 3 в заданном соотношении с суспензией сорбента из емкости 2. В смесителе 3 их перемешивают и подают через полый вал на внутреннюю поверхность барабана 5. При вращении последнего на приводном валу 4 смесь распределяется по внутренней поверхности барабана 5 в виде пленки, толщина которой равна радиальной высоте буртика 9. Вращение барабана 5 в статоре 7 приводит к периодическому совмещению отверстий 10 со сверхзвуковыми соплами 11. В этом случае пар закручивается завихрителями 12 и поступает из паровой камеры 6 в пленку сырья, достигая сверхзвуковой скорости в соплах 11. На выходе из сопел 11 происходит турбулентный срыв струй пара с образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой, особенно интенсивный в момент перекрытия сопел 11 статором 7. Закрученный сверхзвуковой поток пара имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения до дробления потока пара на отдельные пузырьки, всплывающие в пленке смеси сырья с сорбентом под действием архимедовой силы выталкивания и силы инерции при противодействии сил трения и поля центробежных сил. В таких условиях в пузырьках пара возникают тороидальные потоки и пульсации объема. Образование и всплытие пузырьков пара турбулизирует течение пленки сырья. Такой режим контакта фаз характеризуется с высокой скоростью обновления поверхности их контакта и уменьшенной толщиной пограничного ламинарного слоя. В результате при характерных для данного устройства числах Рейнольдса, равных 100 1000, осредненные по времени числа Нуссельта выходят на значения 50 80. При такой интенсивности теплообмена в сырье происходит термокоагуляция белка, а пузырьки пара охлаждаются и конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Комбинированное воздействие тепла и ультразвука высокой энергоемкости приводит к ускоренной коагуляции взвесей и гибели как вегетативной, так и споровой форм микрофлоры, у которой под действием ускоренной ультразвуком диффузии через клеточные мембраны нагретого сырья происходит термокоагуляция cодержимого или разрушение ослабленных термическим воздействием клеточных оболочек под действием ультразвука. Обработанное таким образом сырье переливается через буртик 9 и поступает в диффузор 8, в котором стерильное осветленное сырье проходит через перфорацию и далее поступает на асептический розлив, а твердая фаза скоагулированного на сорбенте совместно с адсорбированными окислительными ферментами взвесей под действием увеличивающейся в сторону расширения диффузора 8 центробежной силы выводится из установки по образующей последнего.

Предлагаемая установка позволяет повысить надежность стерилизации сырья и отделения взвесей за счет увеличения энергоемкости генерируемых в нем ультразвуковых колебаний.