УСТАНОВКА ДЛЯ АРОМАТИЗАЦИИ МАСЛА Российский патент 1997 года по МПК A23B4/48 

Изобретение относится к технике производства ароматизированных коптильной жидкостью растительных масел для пищевой промышленности.

Известна установка для ароматизации масла, содержащая соединенные в замкнутый контур циролизную камеру, испаритель и конденсатор, а также источник подачи жидкой двуокиси углерода, соединенный с пиролизной камерой, и источник подачи растительного масла и сборник ароматизированного масла, соединенные с испарителем [1]
Недостатком этой установки является неравномерность распределения коптильной жидкости в растительном масле.

Задачей изобретения является повышение равномерности распределения коптильной жидкости в растительном масле.

Поставленная задача решается тем, что в установке для ароматизации растительного масла, содержащей соединенные в замкнутый контур пиролизную камеру, испаритель и конденсатор, а также источник подачи жидкой двуокиси углерода, соединенный с пиролизной камерой, и источник подачи растительного масла и сборник ароматизированного масла, соединенные с испарителем, согласно изобретению, испаритель выполнен в виде установленного в разделенном на две секции корпусе перфорированного барабана, при этом источник подачи растительного масла и конденсатор соединены с противоположными торцами барабана, пиролизная камера сообщена с секцией корпуса со стороны подсоединения источника подачи растительного масла, а сборник ароматизированного масла с другой секцией корпуса.

Это позволяет повысить равномерность распределения коптильной жидкости в масле за счет более равномерного по объему ввода в масло и интенсификации растворения и перемешивания коптильной жидкости в масле генерируемыми в смеси ультразвуковыми колебаниями.

В предпочтительном варианте отверстия перфорации барабана выполнены в виде сверхзвуковых сопел.

Это повышает равномерность распределения коптильной жидкости в масле за счет увеличения колебаний.

В этом случае возможно снабжение испарителя установленными на входах в сопла завихрителями.

Это приводит к достижению аналогичного технического результата.

Другим предпочтительным вариантом предусмотрено снабжение испарителя охватывающим барабан и размещенным в секции корпуса, соединенной с пиролизной камерой, перфорированным статором, отверстия перфорации которого выполнены с отверстиями перфорации барабана в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.

Это приводит к достижению аналогичного технического результата.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки, на фиг. 2 показан испаритель, на фиг. 4 фрагмент 1 на фиг. 2.

Установка для ароматизации масла содержит соединенные в замкнутый контур пиролизную камеру 1, испаритель 2, конденсатор 3, а также источник 4 подачи жидкой двуокиси углерода, соединенный с пиролизной камерой 1, источник 5 подачи растительного масла и сборник 6 ароматизированного масла, соединенные с испарителем 2.

Испаритель 2 содержит корпус 7, разделенный перегородкой 8 на секции 9 и 10, установленный на двух полых полуосях 11 и 12 приводной перфорированный барабан 13. Секции 9 и 10 снабжены патрубками 14 и 15 соответственно для подсоединения к пиролизной камере 1 и сборнику 6 ароматизированного масла соответственно. Источник 5 подачи масла и конденсатор 3 подсоединены к испарителю 2 через полости полуосей 11 и 12 соответственно.

Отверстия 16 барабана 13 могут быть выполнены в виде сверхзвуковых сопел, которые могут быть снабжены установленными на входах завихрителями 17.

Испаритель 2 может быть снабжен охватывающим барабан 13 и размещенным в секции 9 корпуса 7 перфорированным статором 18, отверстия 19 перфорации которого размещены с отверстиями 16 барабана 13 в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.

Установка работает следующим образом.

Древесину, предназначенную для получения коптильной жидкости, загружают в пиролизную камеру 1 и подвергают пиролизу, а затем экстрагируют из нее коптильную жидкость путем подачи в пиролизную камеру 1 жидкой двуокиси углерода из источника 4. Полученная мисцелла из пиролизной камеры 1 поступает в испаритель 2, а именно в секцию 9 его корпуса 7 по патрубку 14. Одновременно с этим через полуоси 11 и 12 приводят во вращение барабан 13 и подают в полость через полость полуоси 11 из источника 5 подлежащее ароматизации растительное масло. Под действием поля центробежных сил, возникающих вследствие вращения барабана 13, растительное масло распределяется по его внутренней поверхности в виде текущей пленки. Под действием избыточного давления, создаваемого содержащейся в мисцелле жидкой двуокисью углерода, мисцелла поступает в пленку масла на внутренней поверхности барабана, проходя непрерывно в случае отсутствия статора 18 или при его наличии периодически при совпадении отверстий 16 и 19 барабана 13 и статора 18 соответственно.

При выполнении отверстий барабана 13 в виде сверхзвуковых сопел на выходе из них происходит турбулентный срыв потока мисцеллы, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. При наличии завихрителей 17 закрученный сверхзвуковой поток мисцеллы имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения в масляной пленке с ультразвуковой частотой.

При наличии статора 18 перекрытие им отверстий 16 барабана 13 приводит к турбулентному срыву потока мисцеллы на внутренней поверхности барабана 13 с образованием и схлопыванием кавитационных плоскостей, особенно энергоемкому в случае выполнения отверстий 16 в виде сверхзвуковых сопел.

Попадание мисцеллы в пленку масла приводит к резкому падению в ней давления, в результате чего жидкая двуокись углерода переходит в газовую фазу. В зонах образования газовой фазы двуокиси углерода возникают ударные волны ультразвуковых частот.

Под действием газодинамического выноса при испарении двуокиси углерода и поля ультразвуковых колебаний происходит диспергирование коптильной жидкости в масле. Мелкие капли коптильной жидкости растворяются в масле, осуществляя его ароматизацию. Растворение коптильной жидкости в масле происходит со значительной скоростью. Это объясняется тем, что высокая скорость ввода коптильной жидкости в пленку масла в поле центробежных сил приводит к возникновению в мелкодисперсных каплях коптильной жидкости тороидальных потоков, резко увеличивающих скорость обновления развитой в процессе диспергирования поверхности массообмена. Кроме того, наличие поля высокоэнергоемких ультразвуковых колебаний приводит к уменьшению толщины пограничного ламинарного слоя на границе раздела жидкостей, что интенсифицирует массообменные процессы. Всплытие пузырьков образующейся из масцеллы газовой фазы двуокиси углерода в пленке обрабатываемого масла приводит к турбулизации его течения и выравнивания по его объему концентрации ароматических веществ коптильной жидкости.

Таким образом, при условии полного перемешивания, когда критерий Био стремится в бесконечности, то есть при граничных условиях первого рода и при характерных для описанной выше конструкции испарителя 2 числах Рейнольдса, равных 100-1000, осредненные по времени числа Шервуда составляют 30-100. При массообмене такой интенсивности происходит полное растворение коптильной жидкости в масле, что в условиях полного перемешивания позволяет сделать вывод о его абсолютно равномерной ароматизации.

Обработанное таким образом масло поступает в секцию 10 корпуса 7 за перегородку 8, из которой при отсутствии внешнего противодавления под действием центробежной силы выводится в патрубок 15, по которому далее поступает в сборник 6 ароматизированного масла.

испарившаяся двуокись углерода под действием поля центробежных сил выделяется из пленки масла и поступает в осевую часть барабана 13, из которой через полость полуоси 12 отводится в конденсатор 3. В последнем происходит ожижение и накапливание двуокиси углерода для последующего возврата в цикл.

Проэкстрагированную пиролизную древесину удаляют из пиролизной камеры 1, загружают в нее свежую дозу, подвергают пиролизу, после чего подают в пиролизную камеру 1 накопленную в конденсаторе 3 жидкую двуокись углерода. Необратимые потери двуокиси углерода с проэкстрагированной пиролизной древесины возмещают подпиткой из источника 4. Далее цикл работы установки повторяется.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить равномерность распределения коптильной жидкости по объему ароматизируемого масла.

Использование: изобретение относится к пищевой промышленности. Сущность изобретения: установка содержит соединенные в замкнутый контур пиролизную камеру, испаритель и конденсатор, источники подачи растительного масла и жидкой двуокиси углерода и сборник ароматизированного масла. Испаритель выполнен в виде установленного в секционированном корпусе приводного барабана с перфорацией в боковой стенке, на внутреннюю поверхность которого подают ароматизируемое масло, а на внешнюю - CO₂ - мисцеллу пиролизной древесины. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для ароматизации масла, содержащая соединенные в замкнутый контур пиролизную камеру, испаритель и конденсатор, а также источник подачи жидкой двуокиси углерода, соединенный с пиролизной камерой, источник подачи растительного масла и сборник ароматизированного масла, соединенные с испарителем, отличающаяся тем, что испаритель выполнен в виде установленного в разделенном на две секции корпусе приводного перфорированного барабана, при этом источник подачи растительного масла и конденсатор соединены с противоположными торцами перфорированного барабана, пиролизная камера сообщена с секцией корпуса со стороны подсоединения источника подачи растительного масла, а сборник ароматизированного масла с другой секцией корпуса. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждое отверстие перфорации барабана испарителя выполнено в виде сверхзвукового сопла. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испаритель снабжен установленным на входе каждого сопла завихрителем. 4. Установка по любому из пп.1 3, отличающаяся тем, что испаритель снабжен охватывающим барабан и размещенным в секции корпуса, соединенной с пиролизной камерой, перфорированным статором, отверстия перфорации которого выполнены с отверстиями перфорации барабана в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.