УСТАНОВКА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СОКОВ И ВИН Российский патент 1997 года по МПК C12H1/06 A23L2/42 

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

Известна установка для стабилизации соков и вин, содержащая установленные соосно в корпусе с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах перфорированный и пористый барабаны, перфорированный барабан установлен в корпусе с образованием зазора, пористый барабан установлен в полости перфорированного с образованием кольцевого канала, отверстия перфорированного барабана выполнены в виде сопел, связанный с зазором источник жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, емкость для стабильного сырья, связанную через полый вал с полостью пористого барабана [1]
Недостатками этой установки являются получение мелкокристаллического осадка солей винной кислоты, которые трудноотделимы от стабильного сырья и экстенсивность охлаждения сырья в процессе обработки.

Задачей изобретения является обеспечение интенсификации теплообменных процессов и увеличение размера кристаллов осадка путем увеличения энергоемкости генерируемых в сырье ультразвуковых колебаний.

Указанная задача решается тем, что установка для стабилизации соков и вин, содержащая установленные соосно в корпусе с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах перфорированный и пористый барабаны, перфорированный барабан установлен в корпусе с образованием зазора, пористый барабан установлен в полости перфорированного с образованием кольцевого канала, отверстия перфорированного барабана выполнены в виде сопел, связанный с зазором источник жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, емкость для стабильного сырья, связанную через полый вал с полостью пористого барабана, согласно изобретению, снабжена установленным в зазоре между корпусом и барабаном перфорированным статором, при этом отверстия перфораций барабана и статора выполнены в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с разным и некратным окружным шагом.

Это позволяет увеличить размеры кристаллов солей винной кислоты и интенсифицировать охлаждение сырья.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 показан фрагмент 1 фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1.

Установка для стабилизации соков и вин содержит установленные соосно в корпусе 1 с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах 2 и 3 перфорированный 4 и пористый 5 барабаны, перфорированный барабан 4 установлен в корпусе 1 с образованием зазора 6, в котором размещен перфорированный статор 7, пористый барабан 5 установлен в полости перфорированного барабана 4 с образованием кольцевого канала 8, связанный с зазором 6 источник 9 жидкой двуокиси углерода, соединенные с противоположными концами кольцевого канала 8 через полый вал 2, емкость 10 для нестабильного сырья и емкость 11 для отводимого осадка, и емкость 12 для стабильного сырья, связанную через полый вал 3 с полостью пористого барабана 5. Отверстия перфорации барабана 4 выполнены в виде сопел 13 в одинаковых плоскостях с отверстиями 14 статора 7 по соосным окружностям с разным и некратным окружным шагом.

Установка работает следующим образом.

Нестабильное сырье из емкости 10 через полый вал 2 поступает в кольцевой канал 8 на внутреннюю поверхность перфорированного барабана 4. Вращение последнего на полом валу 2 приводит к распределению сырья по его внутренней поверхности в виде пленки, текущей в поле центробежных сил. Одновременно из источника 9 в зазор 6 подают жидкую двуокись углерода. При совпадении отверстий 14 статора 7 с соплами 13 перфорированного барабана 4 жидкая двуокись углерода поступает в пленку нестабильного сырья, ускоряясь в соплах 13. В результате увеличения скорости истечения и адиабатного расширения в соплах 13 двуокись углерода частично переходит в газовую фазу с поглощением теплоты. Высокоскоростное истечение двуокиси углерода из сопел 13 приводит к турбулентному срыву струи на выходе из них, особенно интенсивному при перекрытии сопел 13 статором 7. В результате происходит образование и схлопывание кавитационных полостей с генерированием колебаний давления ультразвуковых частот. Далее при падении давления в двуокиси углерода происходит частичный переход ее из жидкого в газовое фазовое состояние с поглощением теплоты и генерированием акустических колебаний давления при образовании газовой фазы в жидкой с резким увеличением объема, а также частичный переход жидкой двуокиси углерода в твердое фазовое состояние с образованием мелкодисперсных кристаллов, служащих центрами кристаллизации для содержащихся в сырье винной кислоты и ее солей. Далее происходит всплытие пузырьков газовой фазы двуокиси углерода с турбулизацией течения пленки сырья и образованием тороидальных токов и пульсации объема в пузырьках газовой фазы под действием поля центробежных сил и пульсаций давления соответственно. Это приводит к интенсификации теплообмена за счет увеличения скорости обновления поверхности контакта фаз и уменьшения толщины пограничного ламинарного слоя. При характерных для данного устройства числах Рейнольдса, равных 10²-10³, осредненные по времени числа Нуссельта составляют 20-30, то есть на выходе из устройства температуры жидкой и газовой фаз практически равны. Интенсивное резкое охлаждение обрабатываемого сырья приводит к резкому падению растворимости в нем винной кислоты и ее солей, выпадающих в осадок из пересыщенного раствора с нарастанием кристаллов на центрах кристаллизации в виде мелкодисперсной твердой фазы двуокиси углерода. Полученная таким образом суспензия кристаллов винной кислоты и ее солей в стабилизированном сырье коагулируется в поле высокоэнергоемких ультразвуковых колебаний и разделяется на фазы при прохождении жидкой фазы стабилизированного сырья через пористый барабан в полость вала 3 и ее выходе в емкость 12 для стабильного сырья. Фильтруемая на пористом барабане твердая фаза винной кислоты и ее солей сбрасывается в поле центробежных сил вращаемого на валу 3 пористого барабана 5 в кольцевой канал 8, из которого по мере накопления и коагуляции она выводится через полый вал 2 в емкость 11 для отводимого осадка. Следует отметить, что увеличение энергоемкости ультразвуковых колебаний повышает размеры частиц кристаллического осадка за счет их более интенсивной коагуляции, что позволяет более надежно отделять осадок от стабилизированного сырья при уменьшении вероятности забивания пор барабана 5 мелкокристаллической фракцией осадка.

Таким образом, предлагаемая установка для стабилизации соков и вин позволяет за счет увеличения энергоемкости ультразвуковых колебаний интенсифицировать охлаждение сырья и увеличить размеры частиц отделяемой твердой фазы, что повышает надежность стабилизации сырья и отделение осадка.

Использование: в винодельческой и консервной отраслях пищевой промышленности. Сущность изобретения: установка для стабилизации соков и вин содержит корпус, установленные в нем на полых приводных валах перфорированный и пористый барабаны, перфорированный статор, источник жидкой двуокиси углерода, емкости для нестабильного сырья, для стабильного сырья и отводимого осадка. Перфорированный барабан установлен в корпусе с образованием зазора, и имеет отверстия, выполненные в веди сопел. Пористый барабан установлен в полости перфорированного с образованием кольцевого канала. Источник жидкой двуокиси углерода сообщен с зазором. Емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка соединены с противоположными концами кольцевого канала через полый вал. Емкость для стабильного сырья связана через полый вал с полостью пористого барабана. Перфорированный статор размещен в зазоре между корпусом и перфорированным барабаном. Оси отверстий перфорации барабана и статора расположены в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с различным и некратным окружным шагом. 3 ил.

Установка для стабилизации соков и вин, содержащая корпус, установленный в нем с возможностью противоположного вращения на полых приводных валах перфорированный и пористый барабаны, один из которых перфорированный - установлен в корпусе с образованием зазора и имеет отверстия, выполненные в виде сопл, а пористый установлен в его полости с образованием кольцевого канала, источник жидкой двуокиси углерода, сообщенный с зазором, соединенные с противоположными концами кольцевого канала через полый вал емкость для нестабильного сырья и емкость для отводимого осадка, связанную через полый вал с полостью пористого барабана емкость для стабильного сырья, отличающаяся тем, что она снабжена установленным в зазоре между корпусом и перфорированным барабаном перфорированным статором, при этом оси отверстий перфорации барабана и статора расположены в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с различным и некратным окружным шагом.