Установка для замораживания растворов и суспензий Советский патент 1993 года по МПК F25C1/14 F25D3/10 

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию, а именно к установкам для криогенного замораживания растворов и суспензий неорганических солей, и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для получения магнитных материалов и изделий из них, а также для криогенного заморажива- ния пищевых продуктов и биопрепаратов в химической промышленности с высокой скоростью.

Известно устройство для замораживания жидких и пастообразных пищевых продуктов (1). в котором на полом валу установлен вращающийся барабан. Продукт наносится на внешнюю рабочую поверхность барабана, а в конце процесса снимается ножом. В этом устройстве испаритель неподвижен, а наружный кархас со скребком и устройством подачи исходного продукта (коллектор с каналами) вращается вокруг испарителя. При этом испаритель выполнен двухстенным. Известное устройство из-за сравнительно высокой температуры кипения холодильных агентов не обеспечивает скорости замораживания, необходимые для получения качественного продукта при использовании растворов или суспензий неорганических солей с низкими значениями криоскопических температур.

, Известна установка для замораживания растворов и суспензий, содержащая расположенный в корпусе приводной барабан, скалывающий нож, механизм подачи растворов и суспензий, трубопровод ввода жидкого криоагента в полость барабан, соvj00 Ю 00

N О

общениый с блоком управления (2). Это устройство является наиболее близким к предложенному по выполняемой функции и достигаемому результату.

Этому устройство присущи те же недо- 5 статки, что и первому.

Целью изобретения является повышение качества получаемого продукта и повышение производительности.

На фиг.1 показана установка, общий -Ю вид; на фиг.2- тЪ же, вид сверху; на фйг.З - вид А на фМг.1. %,j,,s.v. ,

УбтйнбвКа для замораживания растворов и суспензий содержит расположенный в корпусе 1 из оргстекла приводной барабан 15 2, выполненный в виде полого усеченного конуса из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, предпочтительно меди. Барабан 2 установлен в подшипниковом узле 3. Привод его осуществляется от 20 электродвигателя 4 через редуктор 5, закрытый сверху металлическим кожухом 6. Под барабаном 2 установлен с возможностью регулирования его положения скалывающий нож 7 и поддон 8 сбора готового про- 25 дукта. Узлы установки размещены на каркасе 9 и плите 10, установленных на амортизаторе 11. Установка содержит механизм подачи растворов и суспензий, включающий смонтированный на каркасе 9 30 сосуд 12 исходного раствора с трубопроводом его подачи в блок сопел 13 через зажим 14, На крышке сосуда 12 размещены горловина для заливки исходного материала, штуцер для подключения к системе сжатого 35 воздуха и предохранительный клапан. Подача жидкого азота внутрь барабана производится через трубопровод 15 (устройство для подачи жидкого азота условно не показано). Трубопровод 15 сообщен с блоком 16 управ- 40 ления.

Установка снабжена средствами ограничения верхнего и нижнего пределов тем- ., пературы барабана 2, установленными у его внешней боковой поверхности в зоне тор- 45 цб вых оснЬванйй, содержащими подпружиненные датчики .17, 18 температуры с v микронагреватёлями, размещенные со стороны барабана в слое 19 капиллярно-пори- стого материала соответствующей 50 барабану формы. Толщина слоя 3-5 мм. Та- ким материалом может быть войлок. Слой 19 капиллярнсРпбрйс того материала расположен с обеспечением контакта с барабаном 2 для отводи с его поверхности конденсата. 55

Средство для ограничения верхней температуры барабана размещено у меньшего основания барабана 2, содержит форсунку 20 для подачи газа, температура конденсации которого выше температуры жидкого криоагента. Это средство расположено в перфорированном кожухе 21. Датчик 17 установлен с возможностью перемещения на штанге вдоль образующей барабана.

Установка работает следующим образом.

Через форсунку 20 и патрубок 15 производится подача конденсирующегося газа в кожух 21 и жидкого азота в барабан 2. После установления на поверхности барабана 2 рабочих температур исходный раствор из сосуда 12 под давлением поступает в блок сопел 13 раствора. Путем регулировки давления воздуха в сосуде 12 и числа оборотов барабана 2 (изменением числа оборотов электродвигателя 4 постоянного тока) выставляется капельный режим истечения раствора из сопел 13 (в данном устройстве число сопел 5-6). Точная подстройка капельного режима производится при помощи зажима 14. Сформированный таким образом поток монокапель направляется через прорезь корпуса 1 на вращающийся барабан 2. При падении на барабан 2 капли раствора растекаются по его поверхности в виде пленок (чешуек). Толщина пленки определяется при прочих равных условиях высотой паде-. ния капель, которая составляла 260-270 мм для чешуек толщиной 0,1-0,2 мм и характерным размером 15-20 мм при внутреннем диаметре сопел форсунки 20 от 1,56 до 1,61 мм..Замороженный продукт ножом 7 снимается с барабана 2 и поступает в поддон 8, откуда периодически выгружается и направляется на хранение или последующую технологическую обработку,

Использование криогенного холодоно- сителя в барабане, выполненном в виде усеченного полого конуса из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, позволяет интенсифицировать процесс замораживания растворов и суспензий в виде отдельных чешуек, а регулирование подачи этого хол одоносителя с использованием датчиков температуры, покрытых слоем капиллярно-пористого материала и взаимодействующих с пленками конденсата (кислорода и другого газа с более высокой температурой конденсации), позволяет повысить выход годного материала и его качество.

Использование: для криогенного замораживания растворов и суспензий неорганических солей в радиоэлектронной промышленности, для криогенного замораживания пищевых продуктов и биопрепаратов. Сущность: установка содержит расположенный в корпусе приводной барабан в виде полого усеченного конуса, трубопровод для ввода жидкого криоагента в полость барабана, механизм подачи растворов и суспензий, средства ограничения верхнего и нижнего пределов температуры барабана, установленные у его внешней боковой поверхности в зоне торцовых стенок, содержащих подпружиненные датчики температуры с микронагревателями, размещенные в слое капиллярно-пористого материала для отвода с поверхности барабана конденсата. Средство для ограничения верхней температуры барабана размещено у меньшего основания и содержит форсунку для подачи газа, температура конденсации которого выше температуры конденсации кислорода, а температура кипения выше температуры жидкого криоагента. 1 з.п. ф- лы, 3 ил.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Установка для замораживания растворов и суспензий, содержащая расположенный в корпусе приводной барабан, скалывающий нож, механизм подачи растворов и суспензий, трубопровод ввода жидкого

криоагента в полость барабана, сообщенный с блоком управления, отличающая- с я тем, что, с целью повышения качества получаемого продукта и повышения производительности, установка снабжена средствами ограничения верхнего и нижнего пределов температуры барабана, установленными у его внешней боковой поверхности в зоне торцевых оснований и содержащими подпружиненные датчики температуры с микронагревателями, размещенные в слое капиллярно-пористого материала соответствующей барабану формы, расположенном с обеспечением контакта с ним для отвода с его поверхности конденса0

та, при этом барабан выполнен в виде полого усеченного конуса, средство для ограни- чения верхней температуры барабана размещено у меньшего основания, содержит форсунку для подачи газа, температура конденсации которого выше температуры конденсации кислорода, а температура кипения выше температуры жидкого криоагента, причем это средство расположено в перфорированном кожухе, а датчик установлен с возможностью перемещения вдоль образующей барабана,

Фие,1