Способ обработки биологических жидкостей электрическим током и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК A23C21/00 A01J11/00 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при обработке молочной сыворотки для выделения из нее белков и получения сточной жидкости, которую можно сбрасывать в городской коллектор.

Цель изобретения - повышение качества очистки и производительности.

Цель изобретения достигается за счет непрерывной очистки электродов колебаниями среды, возможности управления размерами пузырьков путем изменения частоты колебаний и регенерации фильтра противофазными колебаниями, что позволяет использовать его дли разделения молочной сыворотки. В сыворотке меньше соединений органических веществ имеют более высокодисперсный состав. Поэтому за один

цикл (в одной камере) невозможно отделить мелкодисперсную молоком центрированную фракцию.

Кроме того, в известном способе после разделения жидкости электрическим током, заключающимся в пропускании постоянного электрического тока через жидкость с ис- пользованием образующихся при электролизе воды кислорода и водорода для выделения дисперсной среды с целью повышения интенсивности процесса, в жидкости возбуждают колебания с частотой 4-100 Гц и амплитудой колебательной скорости свыше 0,1 м/с, а затем на поверхности жидкости изменяют направление колебаний 6 сторону разгрузки дисперсной фазы.

Вышеуказанные параметры выбраны из следующих соображений.

00

со со ю ел

При частоте колебаний меньше 4 Гц колебаний имеют ламинарный характер и не могут отделить примеси. Частота колебаний свыше 100 Гц приводит к разрушению образующихся агрегатов (пузырек - частица).

Скорость ниже 0,1 м/с не обеспечивает смывание частиц с поверхности.

Верхний предел скорости будет определяться техническими возможностями вибровозбудителей.

В известном устройстве для обработки жидкостей электрическим током, содержащем рабочую камеру с подающим и отводящим патрубками и электроды, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей за счет возможности использования его для обработки сыворотки и снижения шумов и вибрации рабочая камера разделена перегородками на четкое количество секций, в днищах последних посредством герметических мембран установлены поршни, соединенные с вибровозбудителями, торцовые стенки камеры и перегородки выполнены перфорированными, электроды выполнены в виде вертикально расположенных в секциях рабочей камеры пластин, верхние участки которых загнуты в сторону разгрузки дисперсной фазы, а в верхней части рабочей камеры установлен желоб со шнеком для разгрузки, при этом каждая пара вибровозбудителей настроена на колебания со сдви гом фазы на 180°.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из рабочей камеры 1, разделенной перфорированной перегородкой 2 на четное количество секций 3 и 4, приемной камеры 5 с подводящими 6 и отводящими 7 патрубками, желоба 8 со шнеком 9 для сбора и отвода пены, установленных в секциях 3 и 4 электродов 10 (анодов и катодов), выполненных в виде вертикально расположенных пластин, верхние участки которых загнуты в сторону разгрузки дисперсной фазы, смонтированных в днищах секций 3 и 4, поршней 11с герметизирующими мембранами 12 и соединенными с ними вибровозбудителями 13, каждая пара которых настроена на колебания со сдвигом фазы на 180°, при этом торцовые стенки рабочей камеры 1 выполнены перфорированными.

Способ осуществляется следующим об разом.

Через сыворотку, залитую в секции 3 и 4 с установленными в них электродами, про пускается постоянный электрический ток.

Образующиеся при электролизе водной составляющей молочной сыворотки на катоде пузырьки водорода, а на аноде - кислорода всплывают и собираются в виде пены на

поверхности, Затем для интенсификации процесса в сыворотке возбуждают вертикальные колебания с частотой 4-100 Гц и амплитудой колебательной скорости свыше 0,1 м/с, за счет того, что верхние концы

0 пластин электродов 10 загнуты, на поверхности жидкости изменяют направление колебаний в сторону разгрузки дисперсной фазы. После этого пену удаляют из устройства.

5 Пример 1. Через сыворотку, залитую в секции 3 и 4, пропускают постоянный электрический ток. В результате этого дисперсная фаза всплывает и собирается в виде пены на поверхности. Затем в жидкости воз0 буждают вертикальные колебания с частотой 10 Гц и амплитудой колебательной скорости 0,2 м/с, а после этого на поверхности изменяют направление колебаний в сторону разгрузки дисперсной фазы. В данном

5 режиме процесс проходит за 20 мин,

При м е р 2. Через сыворотку, залитую в секции 3 и 4, пропускают постоянный электрический ток, В результате этого дисперсная фаза всплывает и собирается в виде

0 пены на поверхности жидкости. Затем в жидкости возбуждают вертикальные колебания с частотой 80 Гц и амплитудой колебательной сыворотки 0,4 м/с, а затем на поверхности изменяют направление коле5 баний в сторону разгрузки дисперсной фазы. В данном режиме процесс происходит за 15 мин. .

Устройство работает следующим образом.

0 Молочная сыворотка по подводящему патрубку 6 поступает в приемную камеру 5 и далее через перфорацию в торцовой стенке рабочей камеры 1 и перегородки 2 заполняет секции 3 и 4.

5 После заполнения секций 3 и 4 на электроды 10 подается напряжение от источника постоянного тока (не показан) на соседние электроды подаются потенциалы противоположного знака. Для предотвра0 щения растворения электродов аноды выполнены из палочки нерастворимого материала, например, типа ОРТА или платинированного титана, а катоды - из нержавеющей стали.

5 Под действием электрического поля происходит электролиз водной составляющей молочной сыворотки с выделением на катоде микропузырьков водорода, а на аноде - кислорода. Кроме того, в зоне катода происходит коагуляция органических компонентов сыворотки с образованием агрегатов дисперсная фаза - газовые пузырьки отрыв агрегатов от поверхностей электродов происходит при превышении выталкивающей силы адсорбции и поверхностного натяжения на границе агрегаты - электрод. Всплывающие агрегаты собираются в виде пены на поверхности сыворотки и пена переливами поступает в желоб 8, откуда шнеком 9 удаляется. Процесс разделения сыворотки значительно интенсифицируется при возбуждении в ней вертикальных колебаний. Электродвигателем 14 приводится во вращение вал, энергия вращения которого трансформируется вибровозбудителями 13 в энергию колебательного движения поршней 11. Колебания поршней осуществляются в противофазе: движение одного поршня вверх сопровождается движением другого поршня вниз и наоборот. Сдвиг фаз колебания на 180° обеспечивает динамическое гашение вибраций, передаваемых через опоры вибровозбудителей 13 на фундамент или несущие конструкции.

Формулаизобретения 1. Способ обработки биологических жидкостей электрическим током, предусматривающий пропускание постоянного электрического тока через жидкость и выделение дисперсной фазы, отличающий-

с я тем, что, с целью интенсификации процесса, при пропускании постоянного электрического тока через жидкость возбуждают вертикальные колебания с частотой 4- 100 Гц и амплитудой колебательной скорости свыше 0,1 м/с, а в качестве биологической жидкости используют молочную сыворотку или промывные сточные воды пищевого оборудования. .

2. Устройство для обработки биологических жидкостей электрическим током, содержащее рабочую камеру с подводящим и отводящим патрубками и электроды, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса, рабочая камера разделена перегородками на четное количество секций, в днищах последних установлены посредством герметизирующих мембран поршни, соединенные с вибровозбудителями, каждая пара которых настроена на колебания со сдвигом фазы на 180°, торцовые стенки камеры и перегородки выполнены перфорированными, электроды выполнены в виде вертикально расположенных в секциях рабочей камеры пластин, в верхней части рабочей камеры установлен разгрузочный желоб со шнеком для отвода образующейся дисперсной фазы, а верхние участки элеваторов выполнены загнутыми в направлении разгрузочного желоба.

/

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при обработке молочной сыворотки для выделения из нее белков. Сущность способа заключается в том, что постоянный ток пропускают через жидкость и выделяют дисперсную фазу. При пропускании постоянного электрического тока через жидкость возбуждают вертикальные колебания с частотой 4-100 Гц и амплитудой колебательной скорости свыше 0,1 м/с. В качестве биологической жидкости используют молочную сыворотку или промывные сточные воды пищевого оборудования. Устройство содержит рабочую камеру с подводящими и отводящими патрубками. Рабочая камера разделена перегородками на четное количество секций, в днищах последних установлены посредством герметизирующих мембран поршни, соединенные с вибровозбудителями. Торцовые стенки камеры и перегородки выполнены перфорированными, электроды выполнены в виде вертикально расположенных в секциях рабочей камеры пластин. В верхней части рабочей камеры установлен разгрузочный желоб со шнеком для отвода образующейся дисперсной фазы. 2 с.п. ф- лы, 3 ил. ел с

Фиг.1/

.d

П