АППАРАТ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СОКОВ И ВИН Российский патент 1997 года по МПК C12H1/06 A23L2/62 

Изобретение относится к оборудованию для стабилизации виноградных соков и вин от выпадения кристаллического осадка в процессе хранения.

Известен аппарат для стабилизации соков и вин, содержащий вертикальную цилиндрическую термостатируемую емкость с технологическими патрубками и соосно расположенную в ней приводную мешалку, служащую одновременно барботером.

Недостатком этого аппарата является неравномерное перемешивание обрабатываемого сырья вследствие образования центральной воронки, что приводит к снижению производительности выделения кристаллического осадка солей винной кислоты.

Задачей изобретения является интенсификация кристаллообразования при повышении качества перемешивания.

Поставленная задача решается тем, что аппарат для стабилизации соков и вин, содержащий вертикальную цилиндрическую термостатируемую емкость с технологическими патрубками и соосно расположенные в ней приводную мешалку и барботер, снабжен соосно емкости цилиндрической камерой, сообщенной с ее нижней частью, закрепленными на внутренней поверхности емкости и камеры отбойниками, размещенными в камере, и соосными ей дополнительной приводной мешалкой и барботером, при этом основной и дополнительный барботеры выполнены кольцевыми, а их выходные отверстия выполнены в виде сверхзвуковых сопл.

Это позволяет интенсифицировать перемешивание, исключив образование центральной воронки, и осуществить взмучивание осадка, обеспечив постоянное наличие в обрабатываемом сырье центров кристаллизации, а также повысить энергоемкость генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний, что интенсифицирует образование кристаллического осадка солей винной кислоты.

В предпочтительном варианте аппарат может быть снабжен завихрителями, установленными на входах в каждое сопло по меньшей мере основного барботера.

Это позволяет повысить энергоемкость генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого аппарата; на фиг.2 фрагмент барботера.

Аппарат содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с размещенной соосно в ее нижней части цилиндрической камерой 2 меньшего диаметра, технологическим патрубками 3-10 и рубашкой 11 термостатирования, размещенные соосно в емкости 1 и ее камере 2 две приводные мешалки 12 и 13 и два кольцевых барботера 14 и 15 и закрепленные на внутренней поверхности стенок емкости 1 и ее камеры 2 отбойники 16 и 17.

Выходные отверстия барботеров 14 и 15 выполнены в виде сверхзвуковых сопл 18 и могут быть снабжены по меньшей мере у барботера 14 установленными на входах завихрителями 19.

Аппарат работает следующим образом.

Виноградное сырье подают через патрубок 5 в емкость 1 и камеру 2 до их заполнения. Подачей хладагента от патрубка 3 к патрубку 4 через рубашку 11 термостатирования задают температуру сырья, близкую температуре замерзания, и приводят во вращение мешалки 12 и 13. Одновременно по патрубкам 8 и 9 в барботеры 14 и 15 подают жидкую двуокись углерода. В соплах 18 поток двуокиси углерода достигает сверхзвуковой скорости истечения и на выходах их них происходит турбулентный срыв сверхзвуковых потоков, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. При наличии завихрителей 19 сверхзвуковой поток двуокиси углерода некоторое время после выхода из сопл 18 имеет бочкообразную форму и создает скачки уплотнения ультразвуковых частот в обрабатываемом сырье. На выходе из барботеров 14 и 15 жидкая двуокись углерода частично испаряется с поглощением теплоты, а ее оставшаяся часть переходит в твердое фазовое состояние, образуя мелкодисперсные кристаллы. Пузырьки газовой фазы отработанной двуокиси углерода всплывают в сырье, осуществляя его перемешивание, и удаляются из емкости 1 через патрубок 10. В результате теплообмена с рубашкой 11 термостатирования и двуокисью углерода сырье резко охлаждается, а растворимость в нем солей винной кислоты резко падает. Работа мешалок 12 и 13 при наличии отбойников 16 и 17 приводит к интенсивному перемешиванию сырья без образования центральной воронки и с образованием дополнительных завихрений в зонах расположения отбойников 16 и 17. В результате достигаются практически полное выравнивание по объему температуры сырья и гомогенное распределение в нем мелкодисперсных кристаллов твердой фазы двуокиси углерода. Соли винной кислоты выкристаллизовываются из пересыщенного раствора на центрах кристаллизации в виде мелкодисперсных кристаллов твердой фазы двуокиси углерода и коагулируют в поле высокоэнергоемких ультразвуковых колебаний, генерируемых в сырье при сверхзвуковом истечении и фазовом переходе двуокиси углерода. По мере нарастания размеров кристаллов солей винной кислоты увеличивается их гидравлическая крупность, и они поступают в камеру 2, в которой взмучиваются мешалкой 13 и при взаимодействии с отбойниками 17 выбрасываются назад в емкость 1 для поддержания высокой концентрации в сырье центров кристаллизации. По завершении обработки сырья прекращают подачу двуокиси углерода через патрубки 8 и 9 в барботеры 14 и 15 и выключают мешалки 12 и 13. Сырью дают отстояться для осаждения солей винной кислоты, после чего стабилизированное сырье выводят из верхней части камеры 2 по патрубку 7, а затем осадок из ее нижней части по патрубку 6. Далее цикл работы повторяется.

Таким образом, изобретение позволяет интенсифицировать кристаллообразование солей винной кислоты при повышении качества перемешивания, повышении концентрации центров кристаллизации и генерирования в сырье высокоэнергоемких ультразвуковых колебаний.

Использование: В оборудовании для стабилизации виноградных соков и вин от выпадения кристаллического осадка в процессе хранения. Сущность изобретения: аппарат содержит вертикальную цилиндрическую термостатируемую емкость с технологическими патрубками и соосно расположенные в ней приводную мешалку и барботер. Соосно емкости установлена сообщенная с ее нижней частью цилиндрическая камера меньшего диаметра. На внутренней поверхности камеры емкости закреплены отбойники. В камере соосно ей установлены дополнительная приводная мешалка и барботер. Основной и дополнительные барботеры выполнены кольцевыми, а их выходные отверстия - в виде сверхзвуковых сопел 1. з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Аппарат для стабилизации соков и вин, содержащий вертикальную цилиндрическую термостатируемую емкость с технологическими патрубками и соосно расположенные в ней приводную мешалку и барботер, отличающийся тем, что он снабжен установленной соосно емкости и сообщенной с ее нижней частью цилиндрической камерой меньшего диаметра, закрепленными на внутренней поверхности камеры и емкости отбойниками, размещенными в камере соосно ей дополнительной приводной мешалкой и барботером, при этом основной и дополнительный барботеры выполнены кольцевыми, а их выходные отверстия выполнены в виде сверхзвуковых сопл. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен завихрителями, установленными на входах в каждое сопло по меньшей мере основного барботера.