ХМЕЛЕВОЙ ЭКСТРАКТОР Российский патент 2025 года по МПК C12C7/00 C12C7/24 C12C7/14 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пивоварению, и может быть использовано преимущественно для процесса сухого охмеления пива.

Известен экстрактор для растительного сырья, содержащий корпус с патрубками подачи сырья, подачи экстрагента, рециркуляции экстрагента, отвода шрота и отвода мисцеллы, размещенные в корпусе на приводном валу лопастную мешалку и полый фильтрующий элемент, выполненный в виде тела вращения, полость которого сообщена с патрубком отвода мисцеллы (патент РФ №2127752, МПК C11B 1/10, Экстрактор для растительного сырья, авторы: Квасенков О.И., Ломачинский В.А.).

Недостатком известного экстрактора является сложность конструкции, вызванная необходимостью вращения фильтрующего элемента, а также наличие ультразвука, вызывающего разрушение клеточной структуры при экстрагировании растительного сырья.

Наиболее близким по технической сущности и результату является установка для сухого охмеления пива, содержащая корпус, с патрубками подачи пива, фильтрующий элемент, выполненный в виде ситового патрона, полость которого сообщена с патрубком отвода охмеленного пива (полезная модель ПМ №187478, МПК С12С 7/24 (2006.01), С12С 7/20 (2006.01), Установка для сухого охмеления пива, авторы: Новикова И.В., Рукавицын П.В., Муравьев А.С.).

Недостатком известной установки для сухого охмеления пива является снижение производительности за счет постепенного налипания частиц хмеля на поверхности ситового патрона вследствие увеличения его гидравлического сопротивления.

Технической задачей изобретения является увеличение производительности хмелевого экстрактора за счет использования нескольких ситовых патронов и проведение периодической их регенерации без остановки процесса сухого охмеления.

Техническая задача достигается тем, что в хмелевом экстракторе, содержащем корпус, патрубки для подачи пива, сжатого диоксида углерода, кислотно-щелочных и дезинфицирующих растворов, патрубки для отвода охмеленного пива и хмелевой пульпы, фильтрующий элемент, выполненный в виде ситового патрона, новым является то, что внутри корпуса содержится съемная установочная плита с равноудаленными отверстиями, расположенными по окружности, в которых при помощи уплотнительных колец герметично установлены ситовые патроны, удерживаемые в вертикальном положении при помощи держателя, количество отверстий в установочной плите выбирают таким образом, чтобы при упругой деформации эластичных сеток не происходил их контакт с близлежащими ситовыми патронами, ситовые патроны содержат эластичные сетки, концы которых жестко закреплены в распределителях, каждый распределитель каждого ситового патрона снабжен подводящей магистралью для сжатого диоксида углерода и объединен общим трубопроводом, который присоединен к патрубку с электромагнитным клапаном, распределитель выполнен в виде полой детали, на внутренней стенке которого имеются отверстия для прохода сжатого диоксида углерода, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга.

На фиг. 1 показан общий вид хмелевого экстрактора; на фиг. 2 - стадии работы хмелевого экстрактора.

Хмелевой экстрактор содержит цилиндроконический корпус 1 (фиг. 1), на боковой поверхности которого содержатся тангенциально расположенные патрубки для подачи пива: верхний 3, средний 4 и нижний 5, а также смотровые окна 10 для визуального наблюдения за процессом. В верхней части корпуса расположен герметично закрываемый люк 2 для загрузки гранулированного хмеля в необходимом количестве, патрубок 8 с неподвижной форсункой для безразборной мойки и дезинфекции кислотно-щелочными и дезинфицирующими растворами, патрубки с электромагнитными клапанами 9 для подвода сжатого диоксида углерода к распределителям 15 ситовых патронов 13.

В нижней конической части корпуса расположен патрубок 7 для отвода охмеленного пива, прошедшего через ситовые патроны 13 и патрубок 6 для удаления хмелевой пульпы, сбрасываемой с поверхности эластичной сетки в результате пульсационной подачи диоксида углерода в распределители 15 ситовых патронов 13.

Внутри корпуса 1 хмелевого экстрактора содержится съемная установочная плита 11 с равноудаленными отверстиями, расположенными по окружности, в которых при помощи уплотнительных колец 12 герметично установлены ситовые патроны 13, удерживаемые в вертикальном положении при помощи держателя 17. Количество отверстий в установочной плите 11 выбирают таким образом, чтобы при упругой деформации эластичных сеток 14 не происходил их контакт с близлежащими ситовыми патронами 13.

Ситовые патроны 13 содержат эластичные сетки 14, концы которых жестко закреплены в распределителях 15. Каждый распределитель 15 каждого ситового патрона 13 снабжен подводящей магистралью для сжатого диоксида углерода и объединен общим трубопроводом 16, который присоединен к патрубку с электромагнитным клапаном 9. Распределитель 15 выполнен в виде полой детали, на внутренней стенке которого имеются отверстия для прохода сжатого диоксида углерода, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга.

Хмелевой экстрактор работает следующим образом.

Перед началом работы аппарат тщательно моют и дезинфицируют по определенному алгоритму, поочередно подавая реагенты заданной концентрации и промывную воды при помощи циркуляционного насоса через патрубок 8 с неподвижной форсункой, наносящей растворы на внутренние части корпуса.

Возврат моющих и дезинфицирующих растворов в циркуляционный насос осуществляется посредством патрубка 7.

Затем в хмелевой экстрактор с помощью люка 2 загружают заданное количество гранулированного хмеля, после чего люк герметично закрывают. Для удаления кислорода воздуха из внутренних полостей ситовых патронов 13 и корпуса 1 подают в общие трубопроводы 16 сжатый диоксид углерода, используя патрубок с электромагнитными клапанами 9. Вытесненный диоксидом углерода кислород воздуха отводится через патрубок 8. Таким образом осуществляется продувка корпуса хмелевого экстрактора и создается необходимое избыточное давление, предотвращающее выделение растворенной углекислоты из охмеляемого пива.

Далее осуществляют подачу пива при помощи мембранного насоса в средний тангенциально расположенный патрубок 4 в количестве, равном суммарному количеству пива, прошедшего через ситовые патроны 13. Тангенциальное расположение патрубков 3, 4 и 5 позволяет обеспечить вращательное движение пива с гранулами хмеля, тем самым, позволяет увеличить продолжительность контакта и создать необходимые условия для перемешивания хмеля и жидкости.

Для усиления эффекта перемешивания хмеля и обрабатываемого пива циркуляцию входящего напитка осуществляют поочередно через тангенциально расположенные патрубки 3 и 5.

Вначале процесса охмеления циркуляцию пива осуществляют только через патрубок 4. В этот момент гранулы хмеля еще сохраняют свою целостность, достаточно хорошо отбрасываются центробежной силой на периферийную область корпуса, где эффективно контактируют с пивом. Охмеленное пиво, прошедшее ситовые патроны 13 с эластичной сеткой 14, отводится из корпуса хмелевого экстрактора в танк для повторной циркуляции.

По мере размягчения гранул хмеля увеличивается количество мелких частиц, на которые действует меньшая центробежная сила, из-за чего зона охмеления постепенно смещается с периферии в центральную область с ситовыми патронами 13. Для усиления эффекта циркуляции подача пива осуществляется поочередно через патрубки 3 и 5. Момент переключения подачи пива производят по визуальному состоянию гранул хмеля, наблюдаемому при помощи смотровых окон 10.

В процессе охмеления (фиг. 2) количество мелких частиц увеличивается настолько, что они начинают постепенно накапливаться на поверхности ситовых патронов 13, приводя к увеличению гидравлического сопротивления охмеленного пива, проходящего во внутреннюю полость ситовых патронов 13. Для восстановления первоначальной пропускной способности ситового патрона через общий трубопровод 16 обеспечивают кратковременную подачу сжатого диоксида углерода в распределители 15 ситового патрона 13 через патрубок с электромагнитным клапаном 9. За счет увеличения избыточного давления во внутренней полости ситового патрона 13 возникает обратный ток газожидкостного потока, который стремясь выйти наружу, растягивает эластичную сетку 14. Растяжение эластичной сетки 14 происходит до некоторого значения ее предела упругости, после чего она снова возвращается в исходное состояние. В этот момент с поверхности эластичной сетки удаляются частица хмеля, восстанавливая таким образом, первоначальную пропускную способность ситового патрона 13. Частицы хмеля, сбрасываемые таким образом, снова увлекаются вращающимся потоком пива, тем самым увеличивается продолжительность их повторного осаждения на поверхности ситовых патронов 13. Такая регенерация может осуществляться для каждого ситового патрона 13 индивидуально, т.е. без остановки процесса охмеления.

Осуществив, таким образом, поочередную регенерацию всех ситовых патронов 13 продолжают охмеление до достижения желаемого результата.

Закончив процесс охмеления, подачу продукта в патрубки 3 и 5 прекращают, стягивают оставшееся в корпусе 1 хмелевого экстрактора пиво, плавно сбрасывают давление до атмосферного. Затем открывают люк 2 и струей воды смывают хмелевую пульпу с поверхности ситовых патронов 13 и корпуса 1, удаляя ее через патрубок 6. После чего повторяют процессы аналогично описанным выше.

Предлагаемая конструкция хмелевого экстрактора позволяет обеспечить:

- высокий диапазон производительности по охмеляемому пиву за счет возможности установки в корпусе большего диаметра нескольких ситовых патронов различной длины;

- высокую эффективность охмеления за счет поочередной регенерации ситовых патронов пульсирующим обратным током газожидкостной смеси без остановки процесса охмеления;

- интенсивное перемешивание хмелевых частиц и охмеляемого пива за счет тангенциально расположенных патрубков, подключаемых в зависимости от состояния хмелевых гранул;

- возможность регулирования степени охмеления пива за счет изменения гидродинамических условий в аппарате и, как следствие, продолжительности контакта хмеля и обрабатываемого продукта.

Изобретение относится к пивоваренной промышленности. Раскрыт хмелевой экстрактор, включающий корпус, патрубки для подачи пива, сжатого CO₂, подаваемых растворов и отвода охмеленного пива и хмелевой пульпы, фильтрующий элемент выполнен в виде ситового патрона, отличающийся тем, что внутри корпуса есть съемная установочная плита с равноудаленными по окружности отверстиями, в которых с помощью уплотнительных колец установлены патроны, содержащие эластичные сетки, удерживаемые в вертикальном положении при помощи держателя, количество отверстий в плите выбирают так, чтобы при деформации сеток не происходил их контакт с близлежащими патронами, концы патронов закреплены в распределителях, каждый распределитель снабжен подводящей магистралью для сжатого CO₂ и объединен общим трубопроводом, который присоединен к патрубку с электромагнитным клапаном, распределитель выполнен в виде полой детали, на внутренней стенке которого есть отверстия для прохода сжатого CO₂, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга. Изобретение позволяет увеличить производительность экстрактора за счет использования нескольких ситовых патронов и проведения периодической их регенерации без остановки процесса сухого охмеления. 2 ил.

Хмелевой экстрактор, содержащий корпус, патрубки для подачи пива, сжатого диоксида углерода, кислотно-щелочных и дезинфицирующих растворов, патрубки для отвода охмеленного пива и хмелевой пульпы, фильтрующий элемент, выполненный в виде ситового патрона, отличающийся тем, что внутри корпуса содержится съемная установочная плита с равноудаленными отверстиями, расположенными по окружности, в которых при помощи уплотнительных колец герметично установлены ситовые патроны, удерживаемые в вертикальном положении при помощи держателя, количество отверстий в установочной плите выбирают таким образом, чтобы при упругой деформации эластичных сеток не происходил их контакт с близлежащими ситовыми патронами, ситовые патроны содержат эластичные сетки, концы которых жестко закреплены в распределителях, каждый распределитель каждого ситового патрона снабжен подводящей магистралью для сжатого диоксида углерода и объединен общим трубопроводом, который присоединен к патрубку с электромагнитным клапаном, распределитель выполнен в виде полой детали, на внутренней стенке которого имеются отверстия для прохода сжатого диоксида углерода, расположенные по окружности и равноудаленные друг от друга.