Устройство для концентрирования жидкостей Советский патент 1983 года по МПК A23L2/08 F25C1/14 B04B15/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

1

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию, а именно к устройствам для концентрирования жидкостей при производстве концентрированных пищевых растворов, соков, биологически активных препаратов и т. п.

Известно устройство для концентрирования жидкостей, включающее три охлаждаемых барабана для замораживания,жидкости, преимущественно молока, скребки для отделения кристаллов льда с поверхности барабанов, а также цилиндрический ротор центрифуги для отделения кристаллов льда от маточного раствора 1.

Недостатки этого устройства - сложность и громоздкость конструкции при недостаточно высокой производительности вследствие того, что оно предусматривает последовательное выполнение двух операций: образование кристаллов льда и выделение их из маточного pactBopa.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для концентрирования жидкостей, содержащее полый ротор, сообщенный с системой подачи хладагента, приспособление для подачи жидкоЖИДКОСТЕЙ

сти на поверхность ротора, неподвижно установленный над ротором нож для снятия кристаллов льда, сборники для льда, концентрата и хладагента 2.

Однако данное устройство также недостаточно производительно, поскольку подача исходного сырья посредством патрубка приводит к неполному использованию теплообменной поверхности ротора, причем возможны забивания циркуляционного канала внутри ротора.из-за наличия приме10сей в хладагенте.

Цель изобретения - повышение производительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для концентрирования жид15 костей, содержащем полый ротор, сообщенный с системой подачи хладагента, приспо-бление для подачи жидкости на поверхность ротора, неподвижно установленный над ротором нож для снятия кристаллов льда и сборники для льда, концентрата и

20 хладагента, поверхность ротора образована двумя дисками, верхний из которых имеет направляющую для отвода хладагента из полости ротора, а приспособление для подачи жидкости выполнено в виде полого

усеченного конуса с прорезью на боковой поверхности, меньшее основание которого направлено к центру ротора, при этом отношение диаметров оснований усеченного конуса соответствует отношению расстояний от оси ротора до точек касания этих оснований к его поверхности.

На фиг. I изображено предлагаемое устройство, обш.ий вид; на фиг. 2 - поверхность ротора, вид сверху; на фиг. 3 - приспособление для подачи жидкости.

Устройство для концентрирования жидкостей содержит неподвижный корпус 1, в котором установлен полый ротор, образованный двумя плоскими дисками 2 и 3, причем верхний из них имеет направляющую 4, предназначенную для отвода хладагента из полости ротора. Ротор снабжен сальниковыми уплотнителями 5 и 6 и приводится во вращение с помощью передачи 7 от электродвигателя.

Внутренняя полость ротора посредством патрубка 8 связана с источником хладагента и сообщена с емкостью 9, имеющей цилиндрическую форму и примыкающей к ободу верхнего диска 2 через уплотнительные графитовые кольца 10. Емкость 9 в нижней части снабжена отводящим патрубком П.

Приспособление для подачи жидкости представляет камеру 12, выполненную в виде полого усеченного конуса с прорезью 13, соединенную посредством трубопровода 14 с емкостью 15 для тепловой подготовки исходного сырья. При этом отношение диаметров основания усеченного конуса 12соответствует отнощению расстояния от оси ротора до точек касания этих оснований к его поверхности. Нож 16 для снятия кристаллов льда установлен неподвижно над верхним диском 2 ротора. Корпус 1 снабжен бункером 17, который с помощью насоса 18 подключен к емкости 19 для подогрева воды. В нижней части корпуса 1 имеется патрубок 20 для отвода концентрированной жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно по патрубку 8 хладагент поступает в полость ротора между дисками 2 и 3, где под действием сил вращения и центробежных сил с большой скоростью проходит по траекториям, близким к кривым спиралям Архимеда, охлаждая теплообменный диск 2. Из полости ротора хладагент посредством направляющей 4 выводится в емкость 9, а оттуда через патрубок 11 - в сборник хладагента.

Исходное сырье предварительно охлаждается в емкости 15 и поступает по трубопроводу 14 в коническую камеру 12, а затем через прорезь 13 на поверхность верхнего диска 2 ротора. Жидкость в камере 12, контактируя с диском 2, приобретает вращательно движение. Поскольку меньшее основание конической камеры 12 расположено ближе к центру вращения диска 2, а большее ее основание находится дальше от указанного центра вращения, то при принятом отнощении диаметров оснований

усеченного конуса, соответствующим отнощению расстояний от оси ротора до точек касания этих оснований к его поверхности, угловая скорость жидкости одинакова по длине конической камеры 12 и ;Пропорциональная угловой скорости диска 2. Все это.

способствует достаточно плавному вводу жидкости, подлежащей концентрированию, на поверхность теплообменного диска 2. При вращении ротора жидкость, напримёр молочная сыворотка, поступая из камеры 12, омывает поверхность диска 2 и при этом образует тонкую пленку, из которой на охлаждаемой поверхности ротора выпадают кристаллы льда. Образовавшаяся корочка льд снимается неподвижно установленным ножом 16 и им же направляется

в бункер 17, где смещивается с водой, подогретой в емкости 19 и подаваемой насосом 18в бункер 17. Расплав льда с поступает из бункера 17 через слив в емкость 19 и по мере ее заполнения отводится в канализацию.

Оставшаяся незамерзшей жидкость под действие.м центробежной силы уносится с наружней поверхности теплообменного диска 2, пройдя 3/4 оборота, что можно обеспечить подбором скорости вращения ротора.

0 Примерные траектории частиц маточного раствора показаны на фиг. 2. Ориентация кристаллов льда в направлении центробежной силы способствует свободному стоку концентрата с поверхности кристаллизации. Накопивщийся в корпусе 1 концентрат жид5 кости отводится через патрубок 20 в сборник концентрата.

Таким образом, производительность предI лагаемого устройства превыщает производительность известнь1х установок того же назначения за счет распределения исходного

сырья широким факелом по охлаждающей поверхности ротора, более полного использования этой поверхности, сокращения времени на промывку полости ротора. Кроме того, упрощается конструкция устройства

5 вследствие применения плоского ротора вместо конического.

Формула изобретения

Устройство для концентрирования жидкостей, содержащее полый ротор, сообщен0 ный с системой подачи хладагента, приспособление для подачи жидкости на поверхность/ротора, неподвижно установленный над ротором нож для снятия кристаллов льда, сборники для льда, концентрата . и хладагента, отличающееся тем, что, с це5 лью повышения производительности, поверхность ротОра образована двумя дисками, верхний из которых имеет направляющую для отвода хладагента из полости ротора, а приспособление для подачи жидкости вы