Устройство для смешивания измельченного солода с водой Советский патент 1992 года по МПК C12C7/02 

Изобретение относится к пивоваренной промышленности, в частности к устройствам для смешивания измельченного солода или несоложенного ячменя с водой перед осахариванием затора.

Известно устройство, состоящее из корпуса с тремя отверстиями: верхним - для поступления солода, боковым - очистительным и нижним - выпускным и размещенной внутри корпуса системы трубопроводов с форсунками для подачи воды, очистное отверстие в корпусе закрыто крышкой, выпускное - клапанным затвором.

Недостатком этого устройства является низкая интенсивность диспергирования солода в воде, что отрицательно сказывается на производительности процесса смешивания и ограничивает возможности использования устройства.

Известно также устройство для смешивания измельченного солода с водой, состо- ящее из цилиндрического корпуса с коническим днищем, системы трубопроводов, включающей трубопроводы для подачи измельченного солода и подвода воды с перфорированным патрубком, центробежного насоса, генератора ультразвуковых колебаний, резонансных пластин и дополнительной цилиндрической емкости с конической крышкой.

Недостатком этого устройства является малое время пребывания твердых частиц солода в зоне воздействия ультразвука, что снижает производительность процесса смешивания и эффективность использования устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для смешивания измельченного солода с водой, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, трубу для подачи солода в виде ступенчатого цилиндра, гидродинамический излучатель ультразвуковых колебаний, вертикальный вал с радиальными лопатками и лопастями мешалки, сопла.

трубопроводы для подвода воды и отвода смеси и центробежный насос.

Недостатком этого устройства является относительно невысокая интенсивность

диспергирования твердых, крупных частиц солода в воде за счет незначительного времени нахождения их в зоне интенсивного разрушения под воздействием ультразвуковых колебаний, создаваемых гидродинамическим излучателем ультразвуковых колебаний с радиальным истечением жид-кости, поскольку крупные, твердые частицы солода, находясь во взвешенном состоянии, под действием вращающейся смеси опускаются (под действием сил гравитации) с плоских осесимметричных круговых колец через круговые отверстия в кольцах (в районе мешалки) и оседают на коническом днище устройства.

Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет разрушения крупных частиц зерна.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для смешивания измельченного

солода с водой, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, установ- ленные в корпусе трубу для подачи измельченного солода в виде ступенчатого цилиндра, гидродинамический излучатель

ультразвуковых колебаний, вертикальный вал с радиальными лопатками и лопастями мешалки, сопла и трубопроводы для подвода воды и отвода смеси и центробежный насос, снабжено ленточной непрерывной

винтовой поверхностью, неподвижно прикрепленной ее боковой стороной к внутренней поверхности ступени большего диаметра трубы для подачи измельченного солода и распочоженной вокруг лопастей

мешалки с образованием между ними-цилиндрического зазора.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - сечение А-А (повернуто) на фиг. 1.

Устройство для смешивания измельченного солода с водой (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2.

В верхней части цилиндрического корпуса 1 смонтирован патрубок 3 для ввода смеси из устройства. Труба 4 для подачи солода выполнена в виде ступенчатого цилиндра, в верхней части которого смонтированы сопла 5, связанные с трубопроводом 6 для подвода воды. В Нижней части трубы 4 на ее внутренней поверхности большего диаметра неподвижно укреплена боковой стороной ленточная непрерывная винтовая поверхность 7, образующая вокруг оси трубы отверстие цилиндрической формы. Присоединение ленточной непрерывной винтовой поверхности 7 к трубе 4 для подачи солода выполнено по переходной криволинейной поверхности, которая может быть очертана любой плавной кривой, например дугой окружности. В зоне расположения ленточной непрерывной винтовой поверхности по оси устройства на трубопроводе 8 напорной магистрали центробежного насоса 9 установлен генератор 10 ультразвуковых колебаний с радиальным истечением жидкости. Внутри ступенчатого цилиндра неподвижно закреплен подшипник 11,в который с возможностью поворота установлен вертикальный вал 12. К вертикальному валу 12 в верхней части жестко прикреплено колесо 13с радиальными лопатками, а на хвостовике параллельно оси вала жестко закреплены лопасти мешалки 14. Сопла 5 присоединены к трубопроводу б подвода воды и расположены равномерно по окружности цилиндра так. что их геометрические оси касательны к траектории центров тяжести радиальных лопаток колеса 13. Такое расположение сопел позволяет создать максимальный вращающий момент на вертикальном валу 12 при истечении воды из сопел 5.

Лопасти мешалки 14 выполнены в виде плоских полос, прикрепленных под углом к плоскости, проходящей через продольную ось лопасти, и ось вращения вертикального вала 12, а величина угла их закрепления определяется из условия обеспечения наибольшего суммарного момента движущих сил. приложенных к вертикальному валу 12 мешалки. Корпус 1 и центробежный насос закреплены на станине 15.

Генератор 10 ультразвуковых колебаний состоит из конусно-цилиндрического сопла 16 (фиг. 2), отражателя 17 и резонансной колебательной системы 18, выполненной в виде пустотелого цилиндра с равномерно расположенными прорезями вдоль образующей. Отражатель 17 имеет резьбовой хвостовик и может быть зафиксирован контргайкой 19 в требуемом положении.

Привод центробежного насоса 9 на схеме не показан.

Устройство работает следующим образом.

Дробленый солод по трубе 4 поступает в корпус 1, заполненный водой по нижнюю кромку патрубка 3 для вывода готовой смеси из устройства. По трубопроводу 6 в устройство подается подогретая до 35-40°С вода,

0 которая вытекает в установку из сопел 5, образуя смесь воды и солода. Кроме того, вода, вытекая из сопел 5 и ударяя в радиальные лопатки колеса 13, приводит во вращение вертикальный вал 12 и лопасти мешалки

5 14, а вместе с ними смесь солода с водой. Направление вращения лопастей мешалки и смеси солода с водой выбирается таким, чтобы оно совпадало с направлением подъема ленточной непрерывной винтовой по0 верхности 7. При этом твердые, крупные фракции солода, попадая на ленточную непрерывную винтовую поверхность 7, увлекаются вращающейся смесью и перемещаются по поверхности 7 снизу

5 вверх. Достигнув верхнего торца ленточной непрерывной винтовой поверхности 7. крупные частицы солода под действием гравитационных сил (поскольку опора уже потеряна) перемещаются на соседний снизу

0 виток поверхности 7 и. увлекаемые вращающейся смесью, опять по поверхности 7 скользят снизу вверх.

Менее крупные частицы солода частично также движутся по поверхности 7, а час5 тично проваливаясь через отверстие в районе лопастей мешалки 14, оседают на коническом днище 2. откуда центробежным насосом 9 подаются в генератор 10 ультразвуковых колебаний. При этом пульсации

0 кавитационной области, образующиеся между соплом 1 б и отражателем 17. создают переменные поля скоростей и давлений, которые возбуждают в стержнях колебатель- нойсистемы 18 изгибные колебания на их

5 собственной частоте, что повышает интенсивность диспергирования солода в воде.

Таким образом, вся смесь солода в воде подвержена воздействию ультразвуковых

0 колебаний, причем более длительное время им подвержены более крупные и твердые фракции солода за счет перемещения их снизу вверх по поверхности, что способствует смешиванию ингредиентов. Мелкие

5 фракции солода и оболочки всплывают внутри корпуса 1 и поступают в патрубок 3 для вывода смеси из устройства. Более крупные фракции солода возвращаются центробежным насосом 9 в рабочую зону, где подвер- гают-ся интенсивному механическому,

кавитационному и ультразвуковому воздействию.

Предлагаемая конструкция устройства по сравнению с известной обеспечивает более интенсивное диспергирование эндосперма солода в воде за счет интенсификации процесса разрушения твердых, крупных частиц зерновок, обусловленной увеличением времени обработки их ультразвуковыми колебаниями в зоне гидродинамического излучателя ультразвука. Увеличение времени обработки ультразвуком крупных (твердых) частиц солода по сравнению с мелкими происходит за счет сепарации крупных частиц и перемещений их снизу вверх по ленточной непрерывной винтовой поверхности. При этом крупные твердые частицы солода интенсивно разрушаются под действием ультразвуковых колебаний смеси и производительность процесса смешивания возрастает. В конечном счете это позволяет ускорить процесс осахаривания пивного затора, повысить выход сусла за счет лучшего экстрагирования

сухих веществ и тем самым повысить производительность варницы.

Формула изобретения Устройство для смешивания измельченного солода с водой, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, установленные в корпусе трубу для подачи измельченного солода в виде ступенчатого цилиндра, гидродинамический излучатель

ультразвуковых колебаний, вертикальный вал с радиальными лопатками и лопастями мешалки, сопла, трубопроводы для подвода воды и отвода смеси и центробежный насос, отличающееся тем, что, с целью

повышения производительности устройства за счет разрушения крупных частиц зерна, оно снабжено непрерывной ленточной винтовой поверхностью, неподвижно прикрепленной боковой стороной к внутренней

поверхности ступени большего диаметра трубы для подачи измельченного солода и расположенной вокруг лопастей мешалки с образованием между ними цилиндрического зазора.

Использование: в пивоваренной промышленности для смешивания измельченного солода или несоложенного ячменя с водой перед осахариванием затора. Сущность изобретения: устройство состоит из корпуса 1 с коническим днищем 2. В верхней части корпуса смонтирован патрубок 3 для вывода готовой смеси. На трубе 4 смонтированы сопла 5 для подачи воды в устройство. Внутри трубы 4 на вертикальном валу 12 смонтировано колесо 13 с радиальными лопатками и лопастями мешалки 14. К трубе 4, на ее внутренней поверхности большего диаметра, неподвижно по плавной переходной криволинейной поверхности крепится ленточная непрерывная винтовая поверхность (ВП) 7. В зоне ВП 7 установлен по оси устройства гидродинамический излучатель ультразвуковых колебаний 10, соединенный напорной трубой 8 с центробежным насоI Солов (Л С

19.

Фиг 2