СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2000 года по МПК F25D3/00 

Изобретение относится к процессам обработки жидких сред и может быть использовано для оперативного охлаждения и облагораживания напитков - совместно с их охлаждением; для понижения температур масел, растворов, суспензий, вязких текучих композиций.

В настоящее время известны принципиальные направления решения этой проблемы, наиболее представительной из которых можно считать способ обработки жидкости, включающий понижение ее температуры за счет мгновенного расширения ее объема, при содержании значительного количества растворенного в этой жидкости газа (патент RU N2057074, кл. C 02 F 1/20, 1992 г.).

Существенными и очевидными недостатками этого способа являются высокие энергетические затраты, идущие на процесс сжатия объема жидкой среды для создания условий для мгновенного освобождения из этого объема газов и понижения этим температуры жидкости, что невозможно осуществить без применения специального процессора.

В качестве наиболее близкого аналога принят способ обработки жидких сред, включающий погружение в объем жидкой среды хладагента в виде тела, растворяемого в обрабатываемой жидкости (международная заявка WO 93/18358, кл. F 25 D, опубл. 16.09.1993).

Технический результат данного изобретения заключается в существенном упрощении, экспрессности и высокой исполнительской культуре процесса обработки жидкостей при их охлаждении и дополнительной обработке, связанной с совместным охлаждением перед непосредственным использованием этой обработанной жидкости.

Этот эффект в предлагаемом способе обработки жидких сред, включающем погружение в объем жидкой среды хладагента в виде тела, растворяемого в обрабатываемой жидкости, обеспечивается за счет того, что в качестве хладагента используют тела в виде гранул, осуществляющих при реакции с обрабатываемой жидкостью понижение ее температуры и включающих в свой состав двуокись углерода, окись азота и атомарный кислород, при этом выбирают соотношения указанных компонентов, соответственно, мас.%: 80-90 : 18-9,5 : 2-0,5, эту смесь компонентов подвергают охлаждению до кристаллообразования и омоноличивания, формируют гранулы с заданной массой и объемом, после извлечения из форм эти гранулы покрывают слоем пищевого желатина, а также защитной пленкой, формирующей гигиеническую оболочку гранулы. Кроме того гранулы, при покрытии их защитной пленкой, набирают или в виде ленты, или в виде магазина гранул, и, перед непосредственным использованием, освобождают гранулы от защитной гигиенической оболочки.

Описываемый по предлагаемому изобретению способ обработки различных жидких сред осуществляют следующим образом. Берут намеченную в обработке жидкость и подвергают ее объем (и массу) воздействию с целью понижения ее температуры и при сохранении основных физико-химических характеристик, за исключением температуры жидкости, или при заданном изменении этих характеристик, например, при одновременном облагораживании вкусовых, ароматических и цветовых характеристик, при использовании натуральных добавок для этого процесса.

В изобретении в качестве хладагента, изменяющего температуру обрабатываемой жидкости, используют гранулы, обладающие охлаждающим свойством (эффектом), с помощью которых осуществляют экстренное, - непосредственно перед использованием, - резкое охлаждение обрабатываемой жидкой среды. Для такого, заданного по времени использования, оперативного охлаждения жидкости в ее массу (объем) вводят указываемые охлаждающие гранулы (присвоенное заявителем условное их название "Охлаждающая Скриден-гранула"). Массу каждой гранулы наделяют заданной охлаждающей способностью и, зная потенциальные способности гранулы по охлаждающему эффекту (запасу холода), легко определяют потребное количество гранул на тот или иной объем (массу) обрабатываемой жидкости, - с учетом начальной, до обработки, температуры жидкости и доведения (понижения) ее температуры до желаемой.

Охлаждающие гранулы готовят по форме или в виде шариков (горошин), или в виде любых геометрических тел: пирамидок, многогранников, трубочек, цилиндриков и т.п., или в виде аморфных тел со стохастической (незаданной) формой. Предпочтение в данном случае отдают формам гранул в виде шариков или в виде овальных полукруглых тел, которые в производстве, как экспериментально установлено заявителем, удобны и в использовании также предпочтительны (как напоминающие по форме конфеты, жвачную резинку). Каждую гранулу оборачивают защитной пленкой, например, из пищевого полиэтилена, и набирают гранулы под защищающей их гигиенически пленкой в виде ленты, шнура и т.п., или в виде магазина гранул и лент - в форме ленты. Перед непосредственным использованием защитную оболочку (пленку и т. п. ), охватывающую гранулу, удаляют обычным способом: разрывают и гранулу выдавливают, стерильно сбрасывая ее в объем жидкости.

При необходимости, если такие характеристики заданы, в структуру гранулы вводят добавки в виде облагораживающих компонентов: ароматизирующие, вкусовые и цветовые вещества (порознь или в сочетании); гамма таких веществ может быть самой разнообразной и специального указания в данном случае, по мнению заявителя, не требуется.

Охлаждающие гранулы, учитывая упомянутые разнообразия их форм и назначения: для напитков, для масел, для машинных масел, для технических жидкостей и т.д., изготавливают следующим образом: берут двуокись углерода, окись азота, готовят их смесь в соотношении, соответственно, мас.%: 80-90 : 20-10, затем эту смесь подвергают воздействию отрицательно заряженных ионов кислорода (атомарного) и после такой обработки получают смесь: двуокись углерода + окись азота + атомарный кислород при их соотношении, соответственно (мас.ч. ): 90-90 : 18-9,5 : 2-0,5 - эту смесь подвергают охлаждению до кристаллообразования и омоноличивания в формочках, образующих своей геометрией форму гранул (как упомянуто выше). При необходимости, гранулы после формования покрывают слоем пищевого желатина, в который можно ввести указанные добавки, или эти добавки можно ввести в саму структуру гранул, скорректировав при этом их весовое соотношение с основными указанными компонентами. В этом случае архитектура и химсостав гранул подбирается с учетом вводимых добавок, при этом соотношение указанных основных компонентов выбирают: 80-95 : 15-2 : 2-0,5 : остальное добавки (вкусовые, ароматизирующие, цветовые - в их сумме), и с учетом их совместимости при охлаждении.

Пример осуществления способа. Берут 1 л жидкости, например воду, при ее температуре +30^oC; в объем этой воды опускают термометр, показания которого фиксируют: начальная темп. +30^oC, вводят в объем воды гранулы общей массой 5 г, одновременно включают секундомер и отслеживают показания термометра: температура воды оперативно понижается и за время наблюдения, равное 164 с, температура доходит до 18^oC - это свидетельствует о высокой охлаждающей эффективности использованных гранул, изготовленных в рамках данного способа, а также о возможности экстренно и оперативно вести охлаждение жидкой среды при ее непосредственном использовании. При этом необходимо отметить, что основные характеристики, за исключением температуры отрабатываемой жидкости, не меняются. Если же задано изменение и других показателей обрабатываемой жидкости, то, как указано выше, используют гранулы, в структуре или покрывающей оболочке которых имеется добавка из одного или гаммы облагораживающих веществ.

Т.о., как показано выше, разработанный способ обладает высокими техническими и технологическими характеристиками, оперативен и повышает общую культуру использования жидких сред.

Разработан процесс оперативного охлаждения потребляемой или обрабатываемой жидкой среды, в котором, по желанию потребителя, совместно с охлаждением возможно и частичное изменение свойств и химико-физических характеристик жидкости. Указанное экстренное - перед использованием - охлаждение среды осуществляют путем введения в ее объем охлаждающей (одной или нескольких - в зависимости от объема этой жидкости) гранулы. Охлаждающую гранулу выполняют из вещества, используемого организмом совместно с потребляемой жидкостью, участвующего в жизнетворных процессах организма и его основных функций, т. е. совместимого с потребностью организма и не приносящего собой никаких негативных последствий, кроме положительного воздействия на поднятие и стабилизацию тонуса человека. Гранулы набирают в виде ленты или площади из этих лент (трубок), а при использовании защитную оболочку снимают и стерильную гранулу вводят в жидкость. Эти охлаждающие гранулы можно использовать и для понижения температуры любой жидкости: масел пищевых, масел машинных, температуры жидкостной системы охлаждения двигателя и т.п. процессах. Технический результат заключается в существенном упрощении процесса обработки жидкостей при их охлаждении. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ обработки жидких сред, включающий погружение в объем жидкой среды хладагента в виде тела, растворяемого в обрабатываемой жидкости, отличающийся тем, что в качестве хладагента используют тела в виде гранул, осуществляющих при реакции с обрабатываемой жидкостью понижение ее температуры и включающих в своем составе двуокись углерода, окись азота и атомарный кислород, при этом выбирают соотношения указанных компонентов соответственно, мас.%: 80 - 90 : 18 - 9,5 : 2 - 0,5, эту смесь компонентов подвергают охлаждению до кристаллообразования и омоноличивания, формируют гранулы с заданной массой и объемом, после извлечения из форм эти гранулы покрывают слоем пищевого желатина, а также защитной пленкой, формирующей гигиеническую оболочку гранулы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гранулы при покрытии их защитной пленкой набирают или в виде ленты, или в виде магазина гранул и перед непосредственным использованием освобождают гранулы от защитной гигиенической оболочки.