Способ гашения пены

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 69) (11) 19/02 3 (51) З 0 БЕЕТСНИЯ А У КОМУ б ин,ского во СССР публик. Ьаа СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Московский ордена ТрудоКрасного Знамени институт химмашиностроения(54)(57) СПОСОБ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ, включающий разделение пены на потоки ивоздействие на них электрическимполем, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения процесса ценогашения, повышения его эффективностии снижения электроопасности, исполь-,зуют переменное электрическое полепромышленной частоты напряжением24-220 В с плотностью тока 0,010,1 А/см.58 2ленной частоты 50 Гц в пределах 24-220 В, При попадании пены 1 в пространство между электродами 2 по ней протекает электрический ток плотностью 0,01-0,1 А/см. В результате теплового действия электрического тока, проходящего через пену, и действия электродинамических сил пена разрушается в течение 0,5-2 с. Выделяющийся при разрушении пены газ проходит в пространство между электродами, а жидкость стекает вниз.Кроме силы взаимного отталкивания, на элементарные участки пленки и молекулы раствора действуют пондеромоторная сила, которая меняется в результате пульсаций электромагнитногополя, вследствие чего пузырьки подвергаются попеременному сжатию и расширению, что,уменьшает устойчивостьи прочность пенной структуры. Такимобразом, в предлагаемом способе пенаразрушается в результате действиянескольких факторов, в том числе дов, при котором происходит короткое замыкание. Увеличение расстояниямежду электродами более 1,2 см резко снижает эффективность пеногашения и при этом возникает необходимость прикладывать к электродам высокое напряжение. Следовательно,пена достаточно эффективно гаситсяпри расстоянии между электродамив пределах 0,2-1,2 см. Так как площадь.поперечного сечения потока пеныбольше этой величины, то весь потокнеобхрдимо разделить несколькимиэлектродами на отдельные участкис расстоянием между электродами 0,21,2 см,Предлагаемый способ гашения пены45 осуществляется по следующей технологии.Пена 1 проходит по корпусу, который может представлять собой технологический аппарат или трубопровод и поступает в пространство между50 электродами 2 Электроды крепятся изоляторами 3 на расстоянии 2-12 мм друг от друга и разделяют пену на отдельные участки указанной ширины, при:этом крупные пузырьки пены могут 555 разрушаться краями электродов.К электродам 2 через регулятор 4 напряжения подается напряжение промьппДиапазон напряжений 24-220 В промьппленной частоты достаточно эффективен для гашения пены по предлагаемому способу. Применение напряжения менее 24 В недостаточно эффективно и приводит к нестабильности процесса, а использование высоких напряжений требует применения крупногабаритного и дорогостоящего оборудования 11.012,Изобретение относится к пищевойпромышленности и может использоваться в технологических процессах длягашения пены, например, молока, пива,растворов жировых и белковых веществи других,Известен способ гашения пены, заключающийся в расположении электрода над поверхностью жидкости, помещенной в металлический заземленный 10сосуд, подаче на электрод отрицательного электрического потенциалаот источника постоянного тока величиной 10 1 ОЭ В и разрушенииЭпены 1.15Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ гашения пены, включающий разделение пенына потоки и воздействие на них электрическим полем 2.Недостатками известного способагашения пены являются сложность осуществления способа и повышенная электроопасность, так как для гашения пе механического - при разрезании пеныны используется высокое напряжение.электродами на узкие участки.Целью изобретения является упро- Параметры способа гашения пеныщение процесса пеногашения, повышение определены экспериментальным путем,его эффективности и снижение электро- Установлено, что уменьшение толщиопасности. ны участков пены менее 0,2 см неЦель достигается тем, что соглас- дает значительного увеличения эфно способу гашения пены, включающе- фективности пеногашения, но можетму разделение пены на потоки и воз-привести к соприкосновению электро"действие на них электрическим полем,используют переменное электрическое35поле промьппленной частоты напряжением 24-220 В с плотностью тока 0,010,1 А/см 2.На чертеже приведена схема осуществления способа,40На схеме представлены пена 1, электроды 2, изоляторы 3, источник 4 регулируемого напряжения, жидкость 5.311012 и соблюдения специальных мер безопасности при обслуживании.Пены различной степени устойчивости и кратности пенообразования достаточно эффективно гасятся предлагаемым способом при плотности тока 0,01-0, 1 А/см в течение 0,5-2 с, Гашение пены за время менее 0,5 с не требуется, так как в промышленности нет процессов, где пена генери-О руется с такой большой скоростью, следовательно, нет необходимости уве- личивать плотность тока более 0,1 А/см. Кроме того, это потребует дополнительные знергозатраты. Гашение пены 5 при плотности тока менее 0,01 А/см происходит за время более 2 с, при котором возможен проскок пены за пределы зоны действия электродов, поэтому уменьшение плотности тоКа 2 р менее 0,01 А/см приводит к сни 1.- я нию эффективности процесса пеногашения. Таким. образом, с точки зрения минимальныхэнергозатрат на проведение процесса пеногашения и максимальной эффективности, диапазон токов плотностью 0,01-0,1 А/см является оптимальным.Н р и м е р 1. Предлагаемым способом производилось гашение пены молока жирностью 2,57, Над поверхностью молока 5 располагают электроды 2, расстояние между которыми составляет 1,2 см. Электроды подключают к источнику регулируемого напря 35 жения промышленной частоты 50 Гц. На электроды подают напряжение 24 В. До поступления пены в пространство между электродами ток по цепи не протекает, поэтому энергозатраты . , 40 отсутствуют. Поступающая пена разделяется электродами на участки толщиной 1,2 см и по ней пропускается электрический ток плотностью 0,01 А/см В результате теплового действия элекрического тока и воздействия электро- динамических сил на каждый из пузырьков пена разрушается в течение 1-2 с, при этом температура пены в зоне разрушения, между электродами, не .превышает 38-.50 ОС, а температура молока не повышается (в пределах точности измерений +0,5 С),;П р и м е р 2, Гашение пены, образуемой при барботировании пива . 55 "Жигулевское" воздухом, проводится при следующих параметрах: ширина участков, на которые разделяется 58 4пена, 0,4 см, подаваемое на электроды переменное напряжение 200 В, плот"ность электрического тока 0,01 А/смф,время гашения пены 1-1,5 с.П р и м е р 3, Исследовалось гашение пены раствора пенообразователя типа ПО-ЗА, используемого для получения устойчивости огнетушащей пены,при ширине участков пены 0,2 см, переменном напряжейии 220 В и плотности электрического тока О,1 А/см 2 .Время гашения пены 0,5-1 с,П р и м е р 4. Для гашения пены пенообразователя типа САМПО, используемого для получения устойчивыхогнетушителей пен, определены следующие оптимальные параметры предлагаемого способа гашения устойчивой пены:ширина участков разделения пены электродами 0,3 см, переменное напряжениечастоты 50 Гц, подаваемое на участки,200 В, плотность тока 0,08 А/см, время гашения пены 1-1,5 с.В отличие от известного в предлагаемом способе гашения пены происходит плавно (а не скачкообразно приразряде) и равномерно по всемуфсечению потока пены (а не по 1-2 отдельным траекториям). При этом,так как пена разделяется на узкиеучастки, схлопывание пузырьков происходит уже при величине плотноститока, несколько порядков меньше,по сравнению с известным способом,поэтому в предлагаемом способе физико-химические свойства пены не изменяются. Более того, в процессахкультивирования микроорганизмов предлагаемый способ позволяет достигнутьявления "активации", при котором число жизнеспособных клеток начинаетувеличиваться. Следовательно, в срав"ненни с известным, предлагаемый способ увеличивает эффективность и ско 3рость технологического процесса,кроме того, достигается упрощениепроцесса пеногашения и снижениеэлектроопасности,ЮТаким образом, предлагаемый способ гашения пены обладает высокой эффективностью и надежностью при разрушении самых различных пен, в том числе наиболее устойчивых. Использо" ванне способа не требует применения специальных мер безопасности, необходимых при работе с высоким напряжением и СВЧ импульсами, к которой допускается только высококвалифицированЗаказ 4693/4 Тираж 682 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб.д. 45Подписное Фппи;и ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ный персонал, прошедший соответствующую подготовку.Осуществление способа гораздо проще по сравнению с известными способами, для которых необходимо применение сложного, громоздкого .оборудования.4, Параметры электровоздействия обеспечивают высокую экономическую и техническую эффективность процесса гашения пены за короткийпромежуток1времени 0,5-2 с. При отсутствии пены в зоне действия электродов нет энер гозатрат, а при попадании пены в этузону ее гашение происходит автоматически, поэтому нет необходимости ис-.польэовать датчики уровня пены,