ЭМУЛЬСЕР Российский патент 2013 года по МПК B01F3/08 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к оборудованию для получения эмульсий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является смеситель [Патент №2154520, МПК⁷ В01 F5/10. Смеситель / С.П. Поломошных, В.И. Мельниченко; Малое внедренческое предприятие «КАМУС»(RU), Малое предприятие «МиЗиВ» (UA) - №95110496/12. 3аявл. 23.06.1995. Опубл. 20.08.2000], который содержит корпус, по вертикальной оси которого установлен вращающийся подающий орган - винт, помещенный в рабочую камеру в виде цилиндрической полости с отверстиями в боковой поверхности. Камера снабжена расположенным внутри нее поршнем. Снаружи рабочей камеры с возможностью перемещения установлен перфорированный цилиндрический насадок. Данное устройство позволяет получать эмульсии широкого диапазона из компонентов различной степени вязкости с возможностью оперативного регулирования интенсивности процесса в зависимости от исходных параметров компонентов.

Недостатками смесителя являются: значительные энергозатраты, обусловленные нерациональным ведением процесса термомеханического воздействия на исходную смесь; неравномерное распределение компонентов в получаемой смеси и ее недостаточное взбивание из-за несовершенной конструкции мешалки, которая не учитывает особенности физико-механических свойств исходных компонентов.

Технической задачей изобретения является рациональное ведение процесса термомеханического воздействия на исходную смесь за счет оптимизации характера движения продукта и обеспечения поддержания заданного температурного режима, максимальная универсализация конструкции механизмов перемешивания с учетом особенностей физико-механических свойств исходных компонентов; получение пробиотических растительно-сливочных эмульсий функционального назначения.

В эмульсере, содержащем вертикальный прямоугольный корпус с вращающимся рабочим органом, новым является то, что в верхней части прямоугольного корпуса установлено два наклонных подающих лотка, нижняя плоскость которых обогревается горячей водой, под лотками в двух противоположных боковых стенках корпуса установлены распылительные форсунки для подачи жидких компонентов, прямоугольный корпус вертикально установлен на смеситель, имеющий корытообразную форму, смеситель включает в себя две последовательно расположенные камеры, причем первая камера находится под вертикальным прямоугольным корпусом, а вторая - в конусообразной части, выходящей за пределы корпуса, внутри смесителя коаксиально расположены быстроходный и тихоходный валы, причем тихоходный вал расположен внутри быстроходного и проходит через две камеры, а быстроходный вал - только через первую камеру, конусообразная часть смесителя имеет двутельный корпус с патрубками для подвода и отвода холодной воды, на быстроходном валу смесителя, расположенного в первой камере, закреплены две ленточные спирали разного диаметра с противоположной навивкой и нагнетающий шнек, на тихоходном валу, проходящем через вторую камеру, в конусообразной части смесителя смонтирован конусообразный нагнетающий шнек переменного шага и диаметра, а на выходе из второй камеры - выгрузочное отверстие.

Технический результат заключается в рациональном ведении процесса термомеханического воздействия на исходную смесь за счет оптимизации характера движения продукта и обеспечения поддержания заданного температурного режима, максимальной универсализации конструкции механизмов перемешивания с учетом особенностей физико-механических свойств исходных компонентов; получении пробиотических растительно-сливочных эмульсий функционального назначения.

На фиг.1 представлено объемное изображение конструкции эмульсера, на фиг.2 - плоскостное изображение конструкции смесителя.

Эмульсер (фиг.1 и 2) включает вертикальный прямоугольный корпус 1, в верхней части которого установлены друг навстречу другу два наклонных подающих лотка 2 и 9. В передней стенке лотка 2 имеется загрузочный патрубок 10 для подачи одного из исходных компонентов (например, пахты), а в передней стенке лотка 9 - загрузочный патрубок 8 для подачи второго из исходных компонентов (например, растительного масла). Лотки 2 и 9 имеют двойное дно. Нижняя плоскость каждого из лотков 2 и 9 обогревается горячей водой, подаваемой через патрубки 11 в двойное дно, а отработанный теплоноситель удаляется через патрубки 12. Подогрев исходных компонентов необходим для понижения их вязкости и равномерного растекания по всей площади горизонтальной наклонной и обогреваемой поверхности лотков.

Задние стенки лотков 2 и 9 между собой не соприкасаются: между ними имеется зазор для отекания в виде тонкой пленки исходных компонентов, которые при отекании с поверхности лотков соприкасаются между собой, образуя одну стекающую пленку.

Под каждым из лотков 2 и 9 в двух противоположных боковых стенках корпуса 1 установлены распылительные форсунки 3 для подачи жидких компонентов. Причем одна форсунка 3 распыляет эмульгатор, а вторая - водный раствор пробиотиков (например, бифидобактерии, лактобактерии). Число форсунок 3, устанавливаемых в двух противоположных боковых стенках корпуса 1, в зависимости от количества вводимых ингредиентов может изменяться.

С помощью распыляющих форсунок 3 происходит равномерное распределение эмульгатора и водного раствора пробиотиков по поверхности стекающей пленки продукта.

Прямоугольный корпус 1 вертикально установлен на смеситель 15, имеющий корытообразную форму. Смеситель 15 включает в себя две последовательно расположенные камеры: первая камера 13 находится под вертикальным прямоугольным корпусом 1, а вторая 14 - в конусообразной части, выходящей за пределы корпуса 1.

Внутри смесителя 15 коаксиально расположены быстроходный 16 и тихоходный 17 валы, причем тихоходный вал 17 расположен внутри быстроходного вала 16 и проходит через камеры 13 и 14, а быстроходный вал 16 - только через первую камеру 13. Конусообразная часть смесителя 15 имеет двутельный корпус 5 с патрубком 18 для подвода холодной воды и патрубком 19 для отвода отработанной воды. Это позволяет охлаждать смесь компонентов до требуемой температуры.

На быстроходном валу 16 смесителя 15, расположенного в первой камере 13, закреплены две ленточные спирали: 20 большего и 4 меньшего диаметра с противоположной навивкой и нагнетающий шнек 21.

Вращающийся рабочий орган представляет собой комбинацию двух ленточных спиралей 20 большего и 4 меньшего диаметра с противоположной навивкой и нагнетающего шнека 21.

На входе и выходе из первой камеры 13 установлены опоры 22 для тихоходного вала 16. Предлагаемая конструкция ленточных спиралей 4 и 20 и нагнетающего шнека 21 обеспечивает интенсивное перемешивание и взбивание смеси компонентов, доводя их до необходимой степени однородности в соответствии с требованиями технологии.

На тихоходном валу 17, проходящем через вторую камеру 14, в конусообразной части смесителя 15 смонтирован конусообразный нагнетающий шнек 6 переменного шага и диаметра, а на выходе из второй камеры - выгрузочное отверстие 7.

Валы 16 и 17 приводятся во вращение с разной частотой от электродвигателей (на фиг.1 и 2 не показаны).

Эмульсер (фиг.1 и 2) работает следующим образом.

Через патрубки 11 подается горячая вода, которая нагревает нижнюю поверхность лотков 2 и 9. Отработанная вода отводится через патрубки 12. Через патрубок 8 на поверхность лотка 9 подается первый исходный компонент, например, растительное масло. Через патрубок 10 на поверхность лотка 2 подается второй исходный компонент, например, пахта. Исходные компоненты, нагреваясь от обогреваемой поверхности лотков, снижают свою вязкость и равномерно растекаются по всей площади наклонной и поверхности лотков 2 и 9.

Затем исходные компоненты (пахта и масло) стекают с поверхности лотков в виде тонкой пленки в зазор между ними, при этом они соприкасаются между собой, образуя одну стекающую пленку.

Далее в одну форсунку 3 подается под давлением эмульгатор, а во вторую - водный раствор пробиотиков. С помощью распыляющих форсунок 3 происходит равномерное распределение эмульгатора и водного раствора пробиотиков по поверхности стекающей пленки продукта. Причем число форсунок 3, устанавливаемых в двух противоположных боковых стенках корпуса 1, может изменяться в зависимости от количества вводимых ингредиентов.

Эмульсия представляет собой дисперсию микроскопических частиц одной жидкости в другой. Эмульсии могут быть образованы двумя любыми несмешивающимися жидкостями. В большинстве случаев одной из фаз эмульсий является вода. Эмульсии типа «масло в воде» это эмульсии, в которых непрерывной фазой является вода, а дисперсной фазой - нерастворимая в воде «маслянистая» жидкость. Эмульсии типа «вода в масле» это эмульсии, в которых непрерывной фазой является масло, а дисперсной фазой - вода. Эмульсии могут иметь больше двух фаз. В таких эмульсиях диспергированные частицы сами содержат еще меньшие частицы третьей фазы (как правило, это та же самая жидкость, что и в непрерывной фазе). Эмульсия, которая образуется при смешивании масла и воды, быстро распадается при остановке этого процесса. Для стабилизации системы в эмульсию вводят третий компонент (эмульгатор), который предотвращает или замедляет разделение фаз. Смесь растительного масла, пахты, эмульгатора и пробиотиков, направляется в первую камеру 13 смесителя 15.

Быстроходный 16 и тихоходный вал 17 приводятся во вращение от электродвигателя (на фиг.1 и 2 не показан). Быстроходный вал 16 смесителя 15 с помощью двух ленточных спиралей 20 большего и 4 меньшего диаметра с противоположной навивкой и нагнетающего шнека 21 осуществляет окончательное взбивание продукта. Предлагаемая конструкция ленточных спиралей обеспечивает интенсивное перемешивание и взбивание смеси компонентов, доводя их до необходимой степени однородности в соответствии с требованиями технологии. Затем взбитая смесь компонентов нагнетающим шнеком 21 подается во вторую конусообразную камеру 14 смесителя 15. Тихоходный вал 17 с расположенным на нем конусообразным нагнетающим шнеком 6 переменного шага и диаметра медленно перемещает продукт к выгрузочному отверстию 7.

Одновременно через патрубок 18 в двутельный корпус 5 подводится холодная вода, которая затем удаляется через патрубок 19. С помощью подаваемой холодной воды охлаждается внутренняя поверхность конусообразной камеры 14, а от нее смесь компонентов - до требуемой температуры. Смесь компонентов подвергается интенсивному и оптимальному термомеханическому воздействию за счет оптимизации характера движения продукта и обеспечения поддержания заданного температурного режима. Этим позволяет придать необходимую однородность и гомогенность структуры эмульсии.

Охлажденный продукт транспортируется шнеком 6 к разгрузочному отверстию 7 и затем направляется на фасовку и упаковку.

Таким образом, использование изобретения позволит:

- оптимизировать процесс термомеханического воздействия на исходное сырье, различное по своим физико-механическим свойствам, за счет рационального характера движения продукта и обеспечения поддержания заданного температурного режима в каждой из двух камер смесителя в зависимости от их функционального назначения;

- расширить область применения за счет достигнутой универсализации механизмов перемешивания с учетом особенностей физико-механических свойств исходных компонентов;

- получить пробиотические растительно-сливочные эмульсии функционального назначения, состоящие из смеси различных компонентов, благодаря решению проблемы равномерного распределения компонентов смеси и наиболее рациональному температурному воздействию на них.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению смесей из многокомпонентных смесей с добавлением жидких ингредиентов. В верхней части прямоугольного корпуса установлены два наклонных подающих лотка, нижняя плоскость которых обогревается горячей водой. Под лотками в двух противоположных боковых стенках корпуса установлены распылительные форсунки для подачи жидких компонентов. Прямоугольный корпус вертикально установлен на смеситель, имеющий корытообразную форму. Смеситель содержит две последовательно расположенные камеры, причем первая камера находится под цилиндрическим прямоугольным корпусом, а вторая - в конусообразной части, выходящей за пределы корпуса. Внутри смесителя коаксиально расположены быстроходный и тихоходный валы, причем тихоходный вал расположен внутри быстроходного и проходит через две камеры, а быстроходный вал - только через первую камеру. Конусообразная часть смесителя имеет двутельный корпус с патрубками для подвода и отвода холодной воды. На быстроходном валу смесителя закреплены две ленточные спирали разного диаметра с противоположной навивкой и нагнетающий шнек. На тихоходном валу смонтирован конусообразный нагнетающий шнек переменного шага и диаметра. Технический результат состоит в повышении однородности и гомогенности эмульсии. 2 ил.

Эмульсер, содержащий вертикальный прямоугольный корпус с вращающимся рабочим органом, отличающийся тем, что в верхней части прямоугольного корпуса установлено два наклонных подающих лотка, нижняя плоскость которых обогревается горячей водой, под лотками в двух противоположных боковых стенках корпуса установлены распылительные форсунки для подачи жидких компонентов, прямоугольный корпус вертикально установлен на смеситель, имеющий корытообразную форму, смеситель включает в себя две последовательно расположенные камеры, причем первая камера находится под вертикальным прямоугольным корпусом, а вторая - в конусообразной части, выходящей за пределы корпуса, внутри смесителя коаксиально расположены быстроходный и тихоходный валы, причем тихоходный вал расположен внутри быстроходного и проходит через две камеры, а быстроходный вал - только через первую камеру, конусообразная часть смесителя имеет двутельный корпус с патрубками для подвода и отвода холодной воды, на быстроходном валу смесителя, расположенном в первой камере, закреплены две ленточные спирали разного диаметра с противоположной навивкой и нагнетающий шнек, на тихоходном валу, проходящем через вторую камеру, в конусообразной части смесителя смонтирован конусообразный нагнетающий шнек переменного шага и диаметра, а на выходе из второй камеры - выгрузочное отверстие.