Устройство для коагуляции белка Советский патент 1980 года по МПК A23J1/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОАГУЛЯЦИИ БЕЛКА

I

Изобретение относится к обработке пищевых продуктов, в частности устройствам для коагуляции белка, и может быть использовано, например, в пищевой промышленности, рыбоперерабатывающих судах и в биотехнологии для утилизации малых количеств белка из стоков пищевых производств.

Известно устройство для коагуляции белка из жидкостей, содержащее корпус с патрубками для подвода обрабатываемой жидкости и острого пара, а также для отвода скоагулированного белка 1.

Недостатком устройства является потеря белка за сч.ет пригорания и неполной коагуляции.

Известно устройство для коагуляции белка, содержащее корпус с патрубками для подвода и отвода белоксодержащей жидкости, подвижные электроды и накопитель белка. Устройство предназначено для отделения белка из высококонцентрированных растворов, например из сока криля 2.

Основными недостатками известного устройства являются невысокая эффективность улавливания белка из малоконцентрированных растворов, например из промывных вод рыбоперерабатывающих предприятий, в которых концентрация белка не превыщает 1-3 об. %; отсутствие возможности оперативного автоматического регулирования процесса выделения белка в зависимости от качества исходной жидкости, и размеров частиц 5 белка,так как рабочий орган (система электродов) имеет жесткие размеры.

Цель устройства - устранение указанных недостатков, т. е. более полное выделение белка при его малых концентрациях

в исходной жидкости и обеспечение возможности автоматического регулирования процесса.

Поставленная цель достигается тем, что электроды выполнены в виде двух соосно

,5 расположенных пружин, а накопитель белка образован двумя дисками, между которыми закреплены диэлектрические нити с возможностью их скручивания и сжатия, расположенные в зазоре между электродами.

На фиг. 1 изображено устройство для коа20 гуляции белка, продольный разрез; на фиг. 2 - накопитель белка: а - в нормальном рабочем положении; б - в цикле регенерации (диэлектрические нити ослаблены); в - при работе с максимальной эффективностью (диэлектрические нити скручены в спираль); г - схема образования зон неоднородного электрического поля между волокнами; на фиг. 3 - блок-схема автоматизации.

Устройство состоит из диэлектрического корпуса 1, крышки 2, пружины-электрода 3, дренажной перфорированной трубы 4, пружины-электрода 5, патрубков входа исх{ i ной жидкости 6 и выхода обработанной Г Электроды 3 и 5 выполнены из электролитически нерастворимого материала, например титана, покрытого платиной. Фильтруюпдий патрон состоит из верхнего 8 и нижнего 9 дисков с центральными отверстиями, через которые проходит труба 4.

Между дисками натянуты пучки диэлектрических, например капроновых, нитей 10. В каждом пучке от 1000 до 5000 элементарных нитей диаметром около 20 мкм каждая. Диски 8 и 9 крепятся соответственно в верхнем подвижном 11 и в нижнем неподвижном 12 днищах. Верхнее подвижное днище 11 выполнено за одно целое с зубчатым колесом 13, внутри которого установлена маточная гайка 14, соединенная через винт 15с главным электроприводом 16, смонтированным на крышке 2. Между корпусом 1 и крышкой 2 размещен промежуточный фланец 17 с вспомогательным электроприводом 18 и шестерней 19, образующей зубчатую пару с колесом 13. В нижнем днище 12 предусмотрен кольцевой канал 20 для равномерного распределения потока обрабатываемой жидкости. Для исключения протечек и перетоков имеются уплотнйтельные кольца 21.

Устройство работает следующим образом.

На электроды подают постоянное напряжение. Исходная вода по патрубку 6 входа через кольцевой канал 20 в нижнем днище 12 поступает в полость между электродом 3 и диэлектрическими нитями 10 накопителя белка. Далее жидкость фильтруется через щели между натянутыми нитями 10 (фиг. 2 а), очищенную от белка жидкость по дренажной трубе 4 через патрубок 7 отводят из устройства. При этом наиболее крупные частицы белка механически задерживаются первыми несколькими рядами нитей по ходу движения жидкости.

Наиболее мощным фактором разделения дисперсных систем является неоднородное электрическое поле, которое позволяет наряду с электрофорезом дополнительно использовать концентрирующий эффект диполофореза, что в итоге обеспечивает накопление частиц в зонах неоднородности. Одновременное механической фильтрацией под действием неоднородного электрического поля, создаваемого коаксиальными пружинами-электродами 3 и 5, происходит дополнительное отделение частиц белка.

В щелях между диэлектрическими нитями 10 силовые линии поля ощущаются и образуются зоны еще больщей неоднородности.

вблизи которых на частицы белка действуют силы диполофореза, обуславливающие движение частиц в направлении максимальной неоднородности, т. е. в щель. В результате частицы белка концентрируются в объеме накопителя, равномерно распределяясь между рядами нитей. В случае необходимости выделения из жидкости особо мелких частиц белка (порядка 0,1-0,2 мкм) диэлектрические нити 10 скручиваются в спираль (фиг. 2 в) Для этого включают одновременно главный

16 и вспомогательный 18 электроприводы. Верхнее днище 11 с диском 8 и нитями 10 перемещается вниз, нити ослабляются, а шестерня 19, вращая колесо 13, закручивает диэлектрические нити в спираль до оптимальной плотности нитей.

Одновременно со скручиванием нитей 10 под действием опускающегося верхнего днища 11 с дисками 8 пружины-электроды 3 и 5 сжимаются. В момент, когда нити 10 максимально скручены (фиг. 2 в), пружиныэлектроды максимально сжаты, напряженность поля в зоне обработки максимально неоднородна, а следовательно, наблюдается наибольший эффект отделения белка. По мере заполнения щелей между нитями накопителя скоагулированными частицами белка устройство переводится в положение регенерации (фиг. 2 б). Для этого отключают электропитание с электродов, включают главный электропривод 16 и верхнее днище 11

O от винта 15 через маточную гайку 14 перемещается вниз. При этом нити 10 ослабляются (фиг. 2б), щели между ними увеличиваются и скоагулированный белок отводят через патрубок 6 вместе с небольшим количеством нейтральной жидкости, например чистой воды. Для выгрузки белка из корпуса может быть использован также сжатый воздух.

Более качественная регенерация производится попеременным натяжением, ослабц лением или скручиванием нитей с помощью электроприводов 16 и 18, что обеспечивает 100% выгрузку белка из корпуса.

После окончания регенерации нити переводят в рабочее положение (фиг. 2 а или в) подают питание на электроды и начинают

S новый цикл.

Работа устройства может быть автоматизирована, например, по следующей блоксхеме (фиг. 3). На подводящем к устройству трубопроводе устанавливается датчик 22 качества исходной жидкости (индикатор белка, мутномер, фотометр и т. п.), а на отводящем трубопроводе датчик 23 качества сбросной жидкости. Датчики электрическими каналами связи соединены с интегратором 24, например программным счетно5 решающим устройством. Сигналы от датчиков, обработанные в интеграторе, через усиливающее устройство 25 поступают в исполнительный механизм 26, например блок конечных выключателей, который осуществляет включение или выключение электроприводов 16 и 18.

При отклонении показателей фильтрата по содержанию белка от нормы подается соответствующая команда на электроприводы 16 и 18. Работая по заданной программе, электроприводы через систему передач воздействуют на накопитель белка, находящийся в устройстве и переводят его в необходимое положение (переключение на цикл регенерации, установление необходимой степени скручивания волокон или их натяжение). В результате можно обеспечивать постоянный наперед заданный эффект улавливания белка из жидкости.

Использование данного устройства обеспечит эффективность выведения мелких частиц белка из малоконцентрированной жидкости; возможность быстрой и качественной регенерации аппарата; принципиальную возможность автоматизации.

Эффект от использования предлагаемого изобретения на одном рыбоперерабатывающем судне типа БМРТ составляет 4-5 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для коагуляции белка, содержащее корпус с патрубками для подвода и отвода белоксодержащей жидкости, подвижные электроды и накопитель белка, отличающееся тем, что, с целью более полного выделения белка, электроды выполнены в виде двух соосно расположенных пружин, а накопитель белка образован двумя дисками, между которыми закреплены диэлектрические нити с возможностью их скручивания и сжатия, расположенные в зазоре между электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 348193, кл. А 23 J 1/04, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2540551/13, кл. А 23 J 1/04, 1977.