АППАРАТ ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ Российский патент 2000 года по МПК C12M1/02 C12N1/18 

Изобретение предназначено для использования преимущественно в пищевой и микробиологической промышленности, в частности - дрожжевом производстве для охлаждения и термостатирования дрожжевого концентрата.

Известен аппарат для термостатирования суспензии (дрожжевой), представляющий собой вертикальный цилиндрический резервуар, снабженный поверхностным теплообменником, расположенным на наружной поверхности стенки резервуара и представляющим собой рубашку с патрубками подвода и отвода хладоносителя, патрубками подвода и отвода суспензии, прикрепленными к крышке и днищу резервуара, и лопастной боковой мешалкой для перемешивания суспензии (Шишацкий Ю.И., Семенов Н.Ф., Федоров В.А., Востриков С.В., Справочник механика дрожжевого производства. М.: Агропромиздат, 1987, с.130).

В этом аппарате в период заполнения резервуара в теплообмене участвует не вся поверхность теплопередачи, а только та ее часть, которая в данный момент времени находится под уровнем охлаждаемой суспензии. Поскольку вместимость аппарата большая, период его заполнения имеет значительную продолжительность, и в течение этого периода в теплопередаче в среднем участвует лишь половина поверхности теплообменника. Кроме того, перемешивание суспензии мешалкой недостаточно эффективно для взмучивания осадка, накапливающегося в угловых застойных зонах между плоским днищем и обечайкой резервуара.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности работы аппарата путем интенсификации теплообмена.

Этот результат достигается тем, что в предложенном аппарате для термостатирования суспензии, представляющем собой резервуар, снабженный поверхностным теплообменником и патрубками подвода и отвода суспензии и хладоносителя, теплообменник выполнен в виде змеевика и расположен над верхним уровнем суспензии.

Резервуар снабжен замкнутым контуром циркуляции последней, содержащим размещенный над змеевиком распределитель суспензии для орошения его витков и насос, всасывающий патрубок которого подключен к патрубку отвода суспензии из резервуара, а его напорный патрубок - к распределителю суспензии.

Последний следует выполнить в виде полого кольца с отверстиями и диаметром, равным диаметру змеевика, расположенного соосно с ним. Патрубок подвода хладоносителя необходимо прикрепить к верхнему витку змеевика.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен предложенный аппарат в продольном разрезе.

Аппарат для термостатирования суспензии представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар 1, снабженный поверхностным теплообменником, выполненным в виде змеевика 2 и расположенным над верхним уровнем суспензии и замкнутым контуром циркуляции последней, содержащим размещенный над змеевиком распределитель 3 суспензии для орошения его витков и насос 4, всасывающий патрубок 5 с вентилем 6 которого подключен к трубопроводу 7 отвода суспензии из резервуара, прикрепленному к коническому днищу 8 последнего, а напорный патрубок 9 насоса при помощи трубы 10 с вентилем 11 - к распределителю суспензии. Последний может иметь различную конструкцию и, в частности, его следует выполнить в виде полого кольца с отверстиями 12 и диаметром, равным диаметру змеевика, расположенным соосно с последним. Трубопровод 13 подвода хладоносителя с вентилем 14 прикреплен к верхнему витку змеевика 2, а трубопровод 15 его отвода - к последнему витку. Трубопровод 16 отвода охлажденной суспензии с вентилем 17 подключен к напорному патрубку 9 насоса, а трубопровод подвода суспензии с вентилем 18 - к его всасывающему патрубку 5. Внутри резервуара установлен датчик 19 температуры суспензии. Резервуар также может быть снабжен датчиками верхнего и нижнего уровня суспензии, блоком управления исполнительными механизмами запорной арматуры и пускателем электродвигателя насоса (на чертеже не изображены).

Резервуар имеет водомерное стекло 20 и патрубок с вентилем 21 для отвода из него промывной воды в канализацию.

Аппарат работает следующим образом.

Весь цикл работы аппарата включает период заполнения резервуара суспензией и последующий период термостатирования.

Период заполнения суспензией, например дрожжевым концентратом начинают закрытием вентилей 6, 17, 21, открытием вентилей 14,18 и 11 и включением насоса 4. При этом хладоноситель подается в змеевик 2, а теплая суспензия - в распределитель 3 суспензии. Она орошает верхний виток змеевика 2 и сплошной плeнкoй стекает последовательно на все нижерасположенные витки. Благодаря интенсивному теплообмену в пленке и участию в теплопередаче всей поверхности теплобменника стекающая в объем резервуара суспензия приобретает постоянную температуру, равную или близкую к заданной. При этом степень открытия вентиля 14 остается постоянной и выбирается так, чтобы хладопроизводительность теплообменника была максимальной, и не происходило его обледенения.

При достижении верхнего уровня заполнения резервуара суспензией открывают вентиль 6 и закрывают вентиль 18. Начинается период термостатирования, в течение которого суспензия циркулирует по замкнутому контуру (резервуар-насос-распределитель суспензии - змеевик -резервуар) при ее постоянном уровне в резервуаре. При достижении температуры, равной нижнему заданному пределу (2^oC), прекращают подачу хладоносителя в змеевик закрытием вентиля 14 и выключают насос 4. При хранении охлажденной суспензии в резервуаре вследствие неизбежных теплопритоков через стенки резервуара температура суспензии повышается и может достигнуть верхнего заданного значения (4^oC). В этом случае снова открывают вентиль 14 и запускают насос. В результате происходит перемещение и охлаждение суспензии до нижнего заданного предела температуры. Отбор проб для анализа концентрации суспензии осуществляют в периоды ее циркуляции.

Выгрузку термостатированной суспензии из резервуара производят при закрытых вентилях 14, 18, 11, 21, открытых вентилях 14, 17 и включенном насосе. По окончании выгрузки аппарат промывают водой и дезинфицирующим раствором при закрытых вентилях 14, 18, 17, 21 и включенном насосе. Промывную воду удаляют из аппарата открытием вентиля 21.

При наличии системы автоматического управления процессом все описанные выше операции выполняются автоматически.

Конструкция аппарата обеспечивает равномерное охлаждение суспензии во всем ее объеме и интенсификацию процесса теплообмена вследствие создания пленочного режима течения суспензии по всей поверхности теплообменника. Последняя быстро охлаждается и перемешивается при ее циркуляции, в результате чего исключается расслоение суспензии.

Изобретение относится к пищевой и микробиологической промышленности, в частности к дрожжевому производству, и используется для охлаждения и термостатирования концентрата товарных дрожжей. Аппарат для термостатирования суспензии представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар, снабженный поверхностным теплообменником, выполненным в виде змеевика. Последний расположен над верхним уровнем суспензии в резервуаре. Резервуар снабжен также замкнутым контуром циркуляции суспензии, содержащим размещенный над змеевиком распределитель суспензии для орошения его витков и насос, всасывающий патрубок которого подключен к трубопроводу отвода суспензии из резервуара, а его напорный патрубок - к распределителю суспензии. Он может быть выполнен в виде полого кольца с отверстиями и диаметром, равным диаметру змеевика, расположенного соосно с последним. Трубопровод подвода хладоносителя следует прикрепить к верхнему витку змеевика. Конструкция аппарата обеспечивает интенсивный теплообмен вследствие создания пленочного режима течения суспензии по всей поверхности теплообменника. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Аппарат для термостатирования суспензии, представляющий собой вертикальный цилиндрический резервуар, снабженный поверхностным теплообменником и трубопроводами подвода и отвода суспензии и хладоносителя, отличающийся тем, что теплообменник выполнен в виде змеевика и расположен над верхним уровнем суспензии, при этом резервуар снабжен замкнутым контуром циркуляции последней, содержащим размещенный над змеевиком распределитель суспензии для орошения его витков и насос, всасывающий патрубок которого подключен к трубопроводу отвода суспензии из резервуара, а его напорный патрубок - к распределителю суспензии. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распределитель суспензии выполнен в виде полого кольца с отверстиями и диаметром, равным диаметру змеевика, расположенного соосно с последним. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что трубопровод подвода хладоносителя прикреплен к верхнему витку змеевика.