УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОСВЕТЛЕННЫХ СОКОВ И ВИН Российский патент 1995 года по МПК A23L2/42 C12H1/06 

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

Известна установка для производства осветленных соков и вин, содержащая соединенные соответствующими технологическими трубопроводами в рециркуляционный контур устройство для отделения сока, насос и фильтрующее устройство, выполненное в виде установленного в корпусе, по меньшей мере, одного ультрафильтрующего элемента в виде трубки и соединенное трубопроводом отвода пермеата с емкостью для осветленного сырья.

Недостатками этой установки являются низкая надежность самоочистки ультрафильтрующего элемента, невозможность регулировки качества осветления и низкое качество отделения жидкой фазы от осадка.

Предлагаемая установка для производства осветленных соков и вин, содержащая соединенные соответствующими технологическими трубопроводами в рециркуляционный контур устройство для отделения сока, насос и фильтрующее устройство, выполненное в виде установленного в корпусе, по меньшей мере, одного ультрафильтрующего элемента в виде тела вращения и соединенное трубопроводом отвода пермеата с емкостью для осветленного сырья, согласно изобретению, снабжено регулируемым вентилем, установленным на трубопроводе отвода осадка к устройству для отделения сока из фильтрующего устройства, причем последнее снабжено приводом вращения ультрафильтрующего элемента, трубопроводы подачи неосветленного сырья от устройства для отделения сока к фильтрующему устройству и отвода осадка к устройству для отделения сока из фильтрующего устройства сообщены с корпусом последнего, а трубопровод отвода пермеата - с полостью ультрафильтрующего элемента.

Это позволяет повысить надежность самоочистки ультрафильтрующего элемента в поле центробежных сил, регулировать качество осветления скоростью вращения ультрафильтрующего элемента, в том числе в диапазоне размера осаждаемых частиц твердой фракции меньше размера пор ультрафильтрующего элемента, и повысить качество отделения жидкой фазы от осадка за счет возможности увеличения перепада давления на ультрафильтрующем элементе и увеличения относительной скорости перемещения жидкой фазы по поверхности ультрафильтрующего элемента без увеличения скорости потока в рециркуляционном контуре.

В предпочтительном варианте трубопровод подачи неосветленного сырья соединен с корпусом фильтрующего устройства тангенциально.

Это увеличивает относительную скорость потока жидкости по ультрафильтрующему элементу и усиливает все составляющие технического результата.

Возможно выполнение ультрафильтрующего элемента, по меньшей мере, с одной, желательно кольцевой или винтовой, канавкой на боковой поверхности, желательно с выпуклым профилем поперечного сечения, проекция которого на внешнюю поверхность ультрафильтрующего элемента не превышает его линейного размера на той же поверхности.

Это позволяет развить фильтрующую поверхность без создания в фильтрующем устройстве зон нормальной фильтрации.

Возможно выполнение ультрафильтрующего элемента усеченным коническим и его расположение большим основанием к трубопроводу отвода осадка.

Такое выполнение установки позволяет повысить качество отделения жидкой фазы от осадка.

Еще одним предпочтительным вариантом предусмотрено снабжение установки спиральной направляющей, желательно выполненной с уменьшающимся по направлению к трубопроводу отвода осадка шагом, когда она может быть закреплена на гильзе, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации между корпусом фильтрующего устройства и спиральной направляющей, установленной в корпусе фильтрующего устройства между корпусом и ультрафильтрующим элементом соосно последнему.

Это позволяет повысить качество отделения жидкой фазы от осадка и регулировать их количественное соотношение в трубопроводе отвода осадка.

На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - фильтрующее устройство, разрез; на фиг. 3 - то же, с усеченным коническим ультрафильтрующим элементом, разрез; на фиг. 4 - то же, со спиральной направляющей, разрез; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - ультрафильтрующий элемент с кольцевой канавкой, разрез; на фиг. 7 - то же, с винтовой канавкой, разрез.

Установка для производства осветленных соков и вин содержит соединенные технологическими трубопроводами 1, 2 и 3 в рециркуляционный контур устройство 4 для отделения сока, насос 5 и фильтрующее устройство 6, выполненное в виде установленного в корпусе 7 ультрафильтрующего элемента 8 в виде тела вращения и соединенное трубопроводом 9 отвода пермеата с емкостью 10 для осветленного сырья. На трубопроводе 3 отвода осадка к устройству 4 для отделения сока из фильтрующего устройства 6 установлен регулируемый вентиль 11. Ультрафильтрующий элемент 8 соединен с приводом 12 вращения. Трубопроводы 2 и 3 подачи неосветленного сырья от устройства 4 для отделения сока к фильтрующему устройству 6 и отвода осадка к устройству 4 для отделения сока от фильтрующего устройства 6 соответственно соединены с корпусом 7 последнего, а трубопровод 9 отвода пермеата - с полостью ультрафильтрующего элемента 8. Трубопровод 2 подачи неосветленного сырья соединен (фиг. 5) с корпусом 7 фильтрующего устройства 6 тангенциально. На боковой поверхности ультрафильтрующего элемента 8 выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая (фиг. 6) или винтовая (фиг. 7) канавка 13 с выпуклым профилем поперечного сечения, проекция которого на внешнюю поверхность ультрафильтрующего элемента 8 не превышает его линейного размера на той же поверхности. Возможно выполнение (фиг. 3) ультрафильтрующего элемента 8 усеченным коническим, расположенным большим основанием к трубопроводу 3 отвода осадка. Между корпусом 7 и ультрафильтрующим элементом 8 соосно последнему (фиг. 4) установлена спиральная направляющая 14, выполненная с уменьшающимся по направлению к трубопроводу 3 отвода осадка шагом и закрепленная на гильзе 15, установленной с возможностью осевого перемещения в шлицевом соединении 16 и фиксации гайками 17 относительно корпуса 7.

Установка работает следующим образом.

Сброженная или свежеизмельченная мезга перерабатываемого сырья поступает в устройство 4 для отделения сока, откуда по трубопроводам 1 и 2 через насос 5, задающий объемный расход и давление на входе, неосветленное сырье подается тангенциально в корпус 7 фильтрующего устройства 6. Тангенциальное соединение трубопровода 2 с корпусом 7 создает в нем закрученный поток сырья, скорость прохода которого через корпус 7 и гидравлическое сопротивление проходу регулируются перемещением по шлицевому соединению 16 гильзы 15 со спиральной направляющей 14 с уменьшающимся шагом и фиксацией гайками 17 или задаются конусностью ультрафильтрующего элемента 8. Закрученный поток взаимодействует с ультрафильтрующим элементом 8 по касательной к его наружной поверхности, развитой нарезкой канавок 13, выпуклый профиль которых в сочетании с его формой поперечного сечения и линией нарезки канавок 13 обеспечивает отсутствие в канавках 13 застойных зон и зон нормальной фильтрации. Взаимодействие потока сырья с ультрафильтрующим элементом 8 приводит к разделению жидкой и твердой фаз. При этом пермеат поступает в полость ультрафильтрующего элемента 8 и отводится из нее по трубопроводу 9 в емкость 10 для осветленного сырья, а осадок, удерживаемый ультрафильтрующим элементом 8 на наружной поверхности по каналу спиральной направляющей 14 или по зазору между ультрафильтрующим элементом 8 и корпусом 7 поступает к трубопроводу 3 отвода осадка, входное сопротивление которого регулируется вентилем 11, и возвращается по трубопроводу 3 в устройство 4 для отделения сока с целью выделения из него остатка жидкой фракции.

Вращение ультрафильтрующего элемента 8 от привода 12 в сторону, противоположную направлению закручивания трубопровода 2, приводит к увеличению относительной скорости перемещения потока сырья по поверхности ультрафильтрующего элемента 8, что позволяет осадить на его поверхности частицы твердой фазы с размером меньше размера его пор. Одновременно за счет создания поля центробежных сил увеличивается вероятность сброса отфильтрованной твердой фазы с внешней поверхности ультрафильтрующего элемента 8, что повышает качество и надежность его самоочистки.

Возможность регулировки вентилем 11 разности давлений снаружи ультрафильтрующего элемента 8, создаваемого насосом 5, и в его полости, которое зависит только от гидравлического сопротивления трубопровода 9 отвода пермеата, обеспечивает изменение соотношения жидкость - твердая фаза в отводимом осадке. Одновременно вращение ультрафильтрующего элемента 8 от привода 12 и осевое перемещение спиральной направляющей 14 обеспечивают достаточную относительную скорость перемещения потока неосветленного сырья по внешней поверхности ультрафильтрующего элемента 8 для его надежной самоочистки и исключения возможности забивания его пор.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет регулировать качество осветления пермеата, в том числе в диапазоне размера частиц отделяемой твердой фазы меньше размера пор ультрафильтрующего элемента, повысить надежность самоочистки ультрафильтрующего элемента в поле центробежных сил, регулировать содержание жидкой фазы в отводимом осадке.

Использование: при производстве осветленных соков и вин. Сущность изобретения: установка содержит устройство для отделения сока, насос, фильтрующее устройство, емкость для осветленного сырья и систему трубопроводов. Фильтрующее устройство выполнено в виде установленного в корпусе по меньшей мере, одного снабженного приводом его вращения ультрафильтрующего элемента в виде тела вращения. Система трубопроводов включает подключенные к корпусу фильтрующего элемента трубопровод подачи неосветленного сырья от устройства для отделения сока к фильтрующему устройству и снабженный регулирующим вентилем трубопровод отвода осадка из фильтрующего устройства к устройству для отделения сока, и трубопровод отвода пермеата из фильтрующего устройства в емкость для осветленного сырья, сообщенный с полостью ультрафильтрующего элемента. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОСВЕТЛЕННЫХ СОКОВ И ВИН, содержащая устройство для отделения сока, насос, фильтрующее устройство, выполненное в виде установленного в корпусе по меньшей мере одного ультрафильтрующего элемента в виде тела вращения, емкость для осветленного сырья и систему трубопроводов, включающую трубопровод подачи неосветленного сырья от устройства для отделения сока к фильтрующему устройству, трубопровод отвода осадка из фильтрующего устройства к устройству для отделения сока, трубопровод отвода пермеата из фильтрующего устройства в емкость для осветленного сырья, отличающаяся тем, что она снабжена регулируемым вентилем, установленным на трубопроводе отвода осадка из фильтрующего устройства к устройству для отделения сока, приводом для вращения ультрафильтрующего элемента, при этом трубопровод подачи неосветленного сырья от устройства для отделения сока к фильтрующему устройству и трубопровод отвода осадка из фильтрующего устройства к устройсту для отделения сока сообщены с корпусом фильтрующего устройства, а трубопровод отвода пермеата из фильтрующего устройства в емкость для осветленного сырья - с полостью ультрафильтрующего элемента. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод подачи неосветленного сырья подключен к корпусу фильтрующего устройства тангенциально. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ультрафильтрующий элемент выполнен по меньшей мере с одной канавкой на боковой поверхности. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что канавка выполнена кольцевой. 5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что канавка выполнена винтовой. 6. Установка по любому из пп.3 - 5, отличающаяся тем, что канавка выполнена с выпуклым профилем поперечного сечения, проекция которого на внешнюю поверхность ультрафильтрующего элемента не превышает линейного размера поперечного сечения на той же поверхности. 7. Установка по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что ультрафильтрующий элемент выполнен в виде усеченного конуса и установлен большим основанием к трубопроводу отвода осадка. 8. Установка по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что она снабжена спиральной направляющей, установленной в фильтрующем устройстве между корпусом и ультрафильтрующим элементом соосно с последним. 9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что спиральная направляющая выполнена с уменьшающимся в направлении к трубопроводу отвода осадка шагом. 10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что она снабжена гильзой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации между корпусом фильтрующего устройства и спиральной направляющей, при этом последняя закреплена на гильзе.