Предметом предлагаемого изобретения является способ и устройство для обработки твердых и жидких материалов, преимущественно пищевых продуктов, в целях их стерилизации и придания им способности выдерживать хранение, не теряя своей питательности и вкусовых качеств.
Для достижения указанной цели материал, согласно предлагаемому изобретению, подвергают воздействию механических колебаний частоты, приблизительно, близкой к частоте звуковых колебаний или более высокой, напр.. звуковых волн высокого тона и большой амплитуды. Предпочтительно подвергать материал воздействию звуковых волн не непрерывно, а периодически, сообщая при этом материалу одновременно круговое движение, например, рассеиванием. Температура, при которой производится обработка, может колебаться, но не должна быть благоприятной для размножения находящихся в материале микроорганизмов и, наоборот, благоприятствовать воздействию на них механических колебаний.
Если обрабатываемый материал представляет собою жидкость, то его можно подвергать непосредственному воздействию колебаний, если же обработке подлежит материал в твердом состоянии, то будет предпочтительным, чтобы он находился в тесном соприкосновении с жидкостью (или с материалом, переходящим в жидкое состояние при той температуре, при которой производится обработка) в виде суспензии.
Подходящее устройство для обработки согласно предлагаемому изобретению состоит из камеры или резервуара для помещения обрабатываемого материала и приспособления для возбуждения в обрабатываемом материале механических колебаний.
Таким приспособлением может служить звуковой аппарат, расположенный в резервуаре или близ последнего таким образом, чтобы заключенный в резервуаре материал подвергался
воздействию механических коле&ании высокой частоты, для возбуждения которых может, служить электрический прибор, например, генератор колебаний с цепью от осциллятора к звуковому приспособлению, помещающемуся в резервуаре или около последмего, с приспособлением для периодического прерывания колебаний или без такового, так чтобы обрабатываемый материал мог быть подвергаем действию колебаний непрерывно или же периодически, прмчем продолжительность периодов колебаний и промежутков между ними может быть регулируема автоматически или каким-либо другим образом. Амплитуда колебаний должна быть предпочтительно сравнительно большой, для достижения чего камеру с ее содержимым нужно устроить так, чтобы она была практически в резонансе с действующими на материал колебаниями
Камеру или резервуар можно заключить в кожух, 3 котором цир: улирует жидкость, нагреваемая для поддерн ния в обрабатываемом материале хчелаемой температуры.
На чертеже фиг. 1 изображает схематически примерную форму выполнения камерь -ДЛ; обрабатываемого материала в вертикальном разрезе с аппаратом для возбуждения колебаний; фиг. 2 - то же, частичный вид сбоку.
Предлагаемое устройство состоит из служащей для помещения обрабатываемого материала камеры /1- любой формы, напр., как показано на чертеже, цилиндрической, вер.хний конец которой закрыт плоской крышкой 3. 3 эксцентричес.чи располоухенное отверстие крышки В вставлена труба С, входящая в камеру А, уровень жидкости з которой регулируется так, чтобы нижний конец трубы С был едва погружен в жидкость.
Нижний конец трубы С может быть закрытым, но его следует выполнять предпочтительно открытым, чтобы колебания передавались не только через стенки трубы, но и непосредственно.
В трубе С монтирован громкоговоритель, предпочтительно с вращающейся катушкой, питаемой током от цепи Е осциллятора с катодной лампой через усилитель G. Цепь управляется
прерывателем Н, который состоять из вращаю легося изоляционного диска, несуи-его сегментные контакты //, /.-, // (фиг. 2. работающие совместно с неподвижными щетками К, К , К- и /С. Щетка К, присоединенная к одному зажиму усилителя, работает совмест -ю с непрерывным кольцевым контактом ii. так же как и щетка К-; щетка К- работает совместно с двумя соответственной длины сегментными контактами li, а щетка К - с сегментным .контактом /. Контакты Ь, hи вделаны заподлицо s диск Н и электр.ичаски соединены друг с другом. Три щетки . К- и К присоединены отдельно и независимо друг от друга к одному зажиму громкоговорителя, управляемого ручным или автоматическ.ч.м коммутатором L, остальные же зажимы громкоговорителя и усилителя соед :нены непосредственно друг с другом. Осциллятор У снабже.ч обычными контрольными приспособлениями (не показанными на чертеже,) для регулирования частоть; колебаний.
Жидкость в камере А непрерывно пере.мещается мимо трубы С благодаря действию механической мешалки, которая, при показанной на чертеже примерной форме выполнения, состоит из лопастей М, насаженных на проходящем через крышку В валу А и приводится во вращение при помощи шкива О и ремня 04 Мешалка может быть легко разобрана для сни.манкя крышки В при наполнении камеры А. Размешивание производится для тоге, чтобы действию возбуждаемых громкоговорителем колебаний подвергалась вся масса жидкости. Для того, чтобы звуковые волны, по возможности, не выходили за пределы устройства, следует предусмотреть свободно наставляемый Н;. громкоговоритель и крышку колпак Р из звукоизоляционного материала. Обработанную жидкость выпускают через кран Q.
Обработку жидкости следует производить при температуре, во3 можно более благоприятствующей воздействию колебаний Ни бактерии и на другие содержащиеся в обрабатываемом материале микроорганизмы. Температура должна быть предпочтительно ниже или выше температуры, благоприятствующей расмножению микроорганизмов, и быть выше температуры пастеризации. Так, нзпример, установлено, что для молока наилучшие результаты достигаются при температуре между 45 и 60°, лучше всего между 49 и 57°.
Нагревание для достиженкп и поддержания желательной температуры можно прово;;ить различным образом извне или изнутри. В показанной на чертеже примерной форме выполнения камера А окружена кожухом К, содержащим в себе воду или другую подходящую жидкость, нагреваемую при помощи змеевика S, в который подводится пар. Такое устройство особенно удобно для поддерживания в массе равномерной температуры. Во многих случаях успешные результаты дает обработка при низких температурах, например, около 0°, каковые приходится применить при обработке материалов, изменяющихся при более высоких температурах. При обоаботке некоторых пищевых продуктов можно применять температуру в 10° и даже более низкуьэ; конечно при этом необходимо, во избежание замерзания материала, подвергать последний энергичному размешиванию или т. п. Таким образом выбор температуры определяется до известной степени свойствами обрабатываемого материала.
Продолжительность обработки зависит прежде всего от природы материала, например, от его вязкости, если он жидкий, или от количества содержания в нем влаги, если он твердый, а затем также от температуры, движения материала и от интенсивность- колебаний.
Для размешивания можно, конечно, применять и другое, кроме показанного на чертеже, приспособление, например, вентилятор, насаженный на горизонтальном валу, пропущенном в подходящем месте через стенки камеры, причем размешивание .может быть непрерывным или периодическим. В некоторых случаях можно вообще обойтись без механического размешивания (в особенности в тех случаях, когда постепенное повышение температуры во время обработки вызывает конзекцион- , ные токи).
Если механическое размешивание не применяется, передатчик колебаний следует помещать предпочтительно в центре камеры.
В качестве механических колебаний можно применять звуковые волны высокого или низкого диапазона или , неслышимые звуки, т. е. колебания частоты, более высоко.й, чем самые высокие акустические звуки, причем такие высокочастотные неслышимые звуки являются обыкновен;-ю предпочтительными Кроме того колебания могут быть либо постоянной частоты., либо состоять из сложных волн. Колебания могут возбуждаться и не громкоговорителем, а каким-либо другим прибором, например, свистком и т. п., но показанное устройство является особенно целесообразным, так как око позволяет легко регулировать частоты колебаний помош,ью осцил.пятора как с самого нача:а, так и во зремя обработки.
Кроме того, изображенная на чертеже форгта выполнения устро ства может слу:-нить для пербдачи колебаний на расстояние с отдаленного пункта по проводам или для радиопередачи и дает возможность легко и просто периодически прерывать колебания. Коммутатор L, показанный на чертежг, устроен так, что при установке его в нижнее положение колебания будут непрерывными, при среднем же положении коммутатора они будут прерываться, причем продольчительность промежутков будет зависеть от длины- сегментных контактов Н-. При верхнем положении коммутатора продолжительность перерывов измен ется в зависимости от длины контакта Н Продолжительность и частота перерывов зависит от скорости вращения диска . По желанию можно получать ряд неравно.мерных перерывов, управляя ко.чмутатором L от руки или автоматически.
Важно, чтобы колебания имели значительную амплитуду. Для повышения интенсивности и частоты колебаний можно применить различнь1е средства, напр., камеру можно устроить так, чтобы она вместе со своим содержимым была практически в резонансе с колебаниями преобладаюш,ей частоты. Можно также поместить в камере соответственно настроенные трубки, стержни или проволоки или т. п. При таком устройстве
через материал будут проходить в различных направлениях интенсивные колебания.
Описанное выше устройство предназначено главным образом для обработки жидкостей высокой или низкой вязкости, но при введении в него кебольших конструктивных изменений оно может служить для обработки и других материалов.
Обработку жидких или твердых материалов, заключенных в закрытых сосудах, можно производить в обш,ем как описано выше, погружая сосуды в налитую в камеру воду или другую жидкость. Если сосуд содержит твердое при нормальной температуре веш,ество, разжижающееся при повышении температуры, то будет целесообразным нагреть жидкость, в которую погружены сосуды, до точки, при которой упомянутые вещества перейдут в жидкое состояние, если только эта температура благоприятствует воздействию колебаний на микроорганизмы. При одновременной обработке нескольких сосудов необходимо так размешивать жидкость, в которую они погружены, чтобы колебания действовали на весь сосуд со всех сторон и таким образом проникали через его стенки в заключенный в нем материал, обычно стенки сосудов свободно пропускают колебания.
Твердые мат ериалы, как например мясо или фрукты, содержаш,ие в своих порах некоторое количество влаги в виде воды или сока, можно погружать непосредственно к налитую в камеру воду или другую подходящую жидкость, или же их можно, во избежание смачивания,
поместить в подходящие, погружаемые в камеру сосуды так, чтобы они находились в непосредственном соприкосновении со стенками последних.
Испытания показали, что при описанной выше обработке находящиеся в материале микроорганизмы уничтожаются или обезвреживаются, так что склонность материала разлагаться, окисать, горкнуть или т. п. устраняется навсегда или временно.
Испытаниям были подвергнуты различные материалы ,при самых разнообразных условиях, причем бактериологические и тому подобные исследования показали, что предлагаемый способ успешно очищает и предохраняет пищевые материалы от порчи, не оказывая существенного влияния на их питательность.
Предмет патента.
1.Устройство для стерилизации твердых и жидких тел при помощи звуковых волн, отличающееся тем, что оно состоит из снабженной мешалкой и нагревающим змеевиком камеры А для стерилизуемой жидкости и генератора для механических колебаний газа, напр., громкоговорителя, питаемого током от цепи Е осциллятора F через усилитель (катодную лампу) G и автоматический или обычный прерыватель /7.
2.Форма выполнения устройства согласно п. 4, отлйча ош.аяся тем, что камера со стерилизуемой жидкостью и помещенным в ней громкоговорителем находится в резонансе с передаваемыми жидкости колебаниями.
Фиг
