Способ гашения пены Советский патент 1984 года по МПК B01D19/02 

Изобретение отйосится к пищевой промьшшенностй и может использоваться в технологических процессах для гашения пены, например, молока, пива растворов жировых и белковых веществ и других. Известен способ гашения пены, заключающийся в расположении электрода над поверхностью жидкости, помещенной р металлический заземленный сосуд, подаче на-электрод отрицательио.го электрического потенциала от источника постоянного тока величиной 11010 В и разрушении пены ij . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ гашения пены, включающий разделение пены на потоки и воздействие на них элект рическим полем zj. Недостатками известного способа гашения пены являются сложность осуществления способа и повышенная элек роопасность, так как для гашения пены используется высокое напряжение. Целью изобретения является упрощение процесса пеногашения, повышени его эффективности и снижение электро опасности. Цель достигается тем, что согласно способу гашения пены, включающему разделение пены на потоки я воздействие на них электрическим полем, используют переменное электрическое поле промьш1ленной частоты напряжением 24-220 В с плотностью тока 0,010,1 А/см2. На чертеже приведена схема осущес вления способа. На схеме представлены пена 1, эпек роды 2, изоляторы 3, источник 4 регу лируемого напряжения, жидкость 5. . Предлагаемый способ гашения пены осуществляется по следующей технологии. Пена 1 проходит по корпусу, который может представлять собой технологический аппарат или трубопровод и поступает в пространство между электродами 2. .Электроды крепятся изоляторами 3 на расстоянии 2-12 мм друг от друга и разделяют пену на отдельные участки указанной ширины, при ;этом крупные пузьфьки пены могут разрушаться краями электродов. К электродам 2 через регулятор 4 напряжения подается напряжение промышленной частоты 50 Гц в пределах 24-220 В. При попадании пены 1 в пространство между электродами 2 по ней протекает электрический ток плотностью 0,01-0,1 А/см. В результате теплового действия электрического тока, проходящего через пену, и действия электродинамических сил пена разрушается в течение 0,5-2 с. Выделяющийся при разрушении пены газ проходит в пространство между электродами, а жидкость стекает вниз. Кроме силы взаимного отталкивания, на элементарные участки пленки и мотлекулы раствора действуют пондеромоторная сила, которая меняется в результате пульсаций электромагнитного поля, вследствие чего пузырьки подвергаются Попеременному сжатию и расширению, что .уменьшает устойчивость и прочность пенной структуры. Таким образом, в предлагаемом способе пена разрушается в результате действия нескольких факторов, в том числе механического - при разрезании пены электродами на узкие участки. Параметры способа гашения пены определены экспериментальным путем. Установлено, что уменьшение толщины участков пены менее 0,2 см не дает значительного увеличения эффективности пеногашения, но может привести к соприкосновению электродов, при котором происходит короткое замыкание Увеличение расстояния между электродами более 1,2 см резко снижает эффективность пеногашения и при этом возникает необходимость прикладывать к -электродам высокое напряжение. Следовательно, пена достаточно эффективно гасится при расстоянии между электродами в пределах 0,2-1,2 см. Так как площадь, поперечного сечения потока пены больше этой величины, то весь поток необхддимо разделить несколькими электродами на отдельные участки с расстоянием между электродами 0,21,2 см. Диапазон напряжений 24-220 В проМьшшенной частоты достаточно эффективен для гашения пены по предлагаемому способу. Применение напряжения менее 24 В недостаточно эффективно и приводит к нестабильности процесса, а использование высоких напряжений требует применения крупногабаритного и дорогостоящего оборудования

и соблюдения специальных мер безопасности при обслуживании.

Пены различной степени устойчивости и кратности пенообразования достаточно эффективно гасятся предлагаемым способом при плотности тока 0,01-0,1 А/см в течение 0,5-2 с. Гашение пены за время менее 0,5 с не требуется, так как в промьшшен- ностн нет процессов, где пена генерируется с такой большой скоростью, следовательно, нет необходимости увеличивать плотность тока более 0,1 А/см Кроме того, это потребует дополнительные .энергозатраты. Гашение пены при плотности тока менее 0,01 А/см происходит за время более 2 с, при котором возможен проскок пены за пределы зоны действия электродов, поэтому уменьшение плотноститока менее 0,01 А/см приводит к эффективности процесса пеногашения. Таким образом, с точки зрения минимальных энергозатрат на проведение процесса пеногашения и максималь ной эффективности, диапазон токов плотностью 0,01-0,1 А/см является оптимальным.

Пример 1. Предлагаемым способом производилось гашение пены молока жирностью 2,5%. Над поверхностью молока 5 располагают электроды 2, расстояние между которыми составляет 1,2 см. Электроды подключают к источнику регулируемого напряжения промышленной частоты 50 Гц. На электроды подают напряжение 24 В. До поступления пены в пространство между электродами ток по цепи не протекает, поэтому энергозатраты отсутствуют. Поступающая пена разделяется электродами на участки толщиной 1,2 см и по ней пропускается электрический ток плотностью 0,01 А/с В результате теплового действия элекричестсого тока и воздействия электродинамических сил на кг1ждый из пузьфьков пена разрушается в течение 1-2 с при этом температура пены в зоне разрушения, между электродами, не лревышает 38-50с, а температура молока не пойьш1ается (в пределах точности измерений +0,).

Пример 2. пены, образуемой при барботировании пива Жигулевское воздухом, проводится при следующих параметрах: ширина участков, на которые разделяется

пена, 0,4 см, подаваемое на электроды переменное напряжение 200 В, плотность электрического тока 0,01 А/см, время гашения пены 1-1,5 с.

Пример 3. Исследовалось гашение пены раствора пенообразователя типа ПО-ЗА, используемого для получения устойчивости огнетушащей пены, при ширине участков пены 0,2 см, переменном напряжении 220 В и плотности электрического тока 0,1 А/см. Время гашения пены 0,5-1 с.

Пример 4. Дпя гашения пены пенообразователя типа САМПО, используемого для получения устойчивых огнетушителей пен, определены следующие оптимальные параметры предлагаемого способа гашения устойчивой пены ширина участков разделения пены электродами 0,3 см, переменное напряжение частоты 50 Гц, подаваемое на участки, 200 В, плотность тока 0,08 А/см, время гашения пены-1-1,5 с.

В отличие от известного в предлагаемом способе гашения пены происходит плавно (а не скачкообразно при разряде) и равномерно по всемусечению потока пены (а не по 1-2 отдельным траекториям). При этом, так как пена разделяется на узкие участки, схлопывание пузырьков происходит уже при величине плотности тока, несколько порядков меньше, по сравнению с известным способом, поэтому в предла,гаемом способе физико-химические свойства пены не изменяются. Более того, в процессах культивирования микроорганизмов предлагаемьй способ позволяет достигнуть явления активации, при котором число жизнеспособных клеток начинает увеличиваться. Следовательно, в сравнении с известным, предлагаемый способ увеличивает эффективность и скорость технологического процесса, кроме того, достигается упрощение процесса пеногашения и снижение электроопасности.

аким образом, предлагаемый способ гашения пены обладает высокой эффективностью и надежностью при разрушении самых различных пен, в том числе наиболее устойчивых. Использование способа не требует применения специальных мер безопасности, необходимых при работе с высоким напряжением и СВЧ импульсами, к которой допускается только высококвалифицирован. S 11012586

ный персонал, прошедший соответству-и техническую эффективность процесса

ющую подготовку.гашения пены за короткийпромежуток

Осуществление способа гораздо про-времени 0,5-2 с. При отсутствии пены

ще по сравнению с известными способа-в зоне действия электродов нет энерми, для которых необходимо применение5 гозатрат, а при попадании пены в эту

сложного, громоздкого .оборудования,зону ее гашение происходит автомати4, Параметры электровоздействиячески, поэтому нет необходимости ис-.

обеспечивают высокую экономическуюпользовать датчики уровня пены.

СПОСОБ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ, включающий разделение пены на потоки и воздействие на них электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса пеногашения, повьппения его эффективности и снижения электроопасности, испольг зуют переменное электрическое поле промьшшенной частоты напряжением 24-220 Б с плотностью тока 0,010,1 А/см. .