Устройство для концентрирования жидкостей

1 и 6822 1 О ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт (22) Заявлено 23.08.76 (21 98835 28 Кл,А 23 С 1/02 Р 25 С 1/14 с присоединением зая осударстоенныи комите иоритет 3) У Опубликовано 30.08,7 Бюллетень Меписания 30.08.7 7.142 88.8) по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Московский технологический институт мясной и молочной промышленностиКОНЦЕНТРИРОВАНИЯСТЕЙ сталлов и маточного раств Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности, а более конкретно к устройствам для концентрирования пищевых жидкостей, таких как молоко, пахта, сыворотка в молочной промышленности; мясной бульон, плазма крови в мясной промышленности; желчь, ферментные растворы в медицинской промышленности; соки, кофе, чай, вино, пиво в пищевой промышленности; а также для очистки сточных вод пищевых предприятий.Известно устройство для концентрирования жидкостей, содержащее ротор для отделения кристаллов льда от маточного раствора и ножи для снятия кристаллов льда 1. Это устройство предназначено для концентрирования молока и имеет кроме одного ротора дополнительный ротор, три барабана для замораживания молока и дополнительные скребки для отделения кристаллов льда, образующихся на поверхности охлаждаемых барабанов. Наличие этих узлов делает устройство сложным, громоздким и не обеспечивающим достаточно высокой производительности, поскольку оно предусматривает последовательное выполнение двух операций: сначала образования кристаллов льда на поверхности барабанов, а затем разделения смеси кри ора вроторах.Целью изобретения является увеличениепроизводительности устройства.б Это достигается тем, что ротор выполнен в виде двух установленных с зазоромдисков, в полости между которыми установлена неподвижно приемная воронка срасположенными внутри нее спиралевид 0 ными перегородками для хладагента, приэтом поверхность верхнего диска роторасо стороны воронки имеет оребрение, а ножи для снятия кристаллов льда установлены по касательной к траектории двиб кения частиц маточного раствора. Такоевыполнение устройства предусматриваетвыполнение операции образования кристаллов льда и маточного раствора одновременно.20 На фиг. 1 схематически изображеноустройство, общий вид; на фиг. 2 - вид наповерхность теплообмена со стороны, обращенной к хладагенту; на фиг. 3 - разрез по спиралевидным перегородкам приемной воронки; на фиг. 4 - устройство,вид сверху,Устройство для концентрирования жидкостей содержит установленный в неподвижном корпусе 1 ротор 2 центрифуги, при,) 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 водимый во вращение и подключенный с помощью патрубка 3 к источнику хлад- агента (на чертеже не изображен) и патрубка 4 к сборнику (на чертеже не изображен) хладагента. Ротор 2 образован двумя установленными с зазором дисками 5 и 6, образующими между собой полость 7 для хладагента. Диск 5 со стороны хлад- агента имеет оребрения для увеличения поверхности теплообмена, причем ребра 8 (см, фиг. 2) направлены от центра диска 5 к периферии по кривой - траектории частиц хладагента. В полостиустановлена неподвижная приемная воронка 9 для хладагента.Приемная воронка 9 образована двумя стенками 10 и 11, образующими между собой полость 12 для хладагента. В полости 12 между стенками 10 и 11 установлены спиралевидные перегородки 13 для плавного приема и отвода хладагента, (см. фиг. 3), причем изгиб перегородок выполнен по кривой спирали Архимеда.Ротор 2 имеет форму диска, выполненного с патрубками 14 и 15 с сальниковыми уплотнителями 16 и 17.Ротор 2 приводится во вращательное движение с помощью передачи 18.Ножи 19 укреплены неподвижно в корпусе 1 и предназначены для снятия с диска 5 кристаллов льда, которые собираются в бункер 20.Для уменьшения усилия срезания льда и отвода частиц в бункер 20 пять ножей 19 установлены под углом к направлению движения диска 5 и развернуты (см, фиг. 4) по касательной к траектории движения частиц маточного раствора.Бункер 20 для сбора и плавления кристаллов льда обогревается с помощью змеевика 21 теплом, снимаемым от поступающей на концентрирование жидкости 22.Устройство снабжено камерой 23 ввода для подачи сырья на ротор 2, подключенной через змеевик 21 трубопроводом 24 к источнику сырья (на чертеже не показан),Устройство работает следующим образом.Исходную биологическую жидкость, например молоко, предварительно подготовляют в бункере 20, охлаждая его посредством змеевика 21 до порядка 10 С, Затем молоко поступает по трубопроводу 24 и камере 23 в ротор 2, приводимый во вращение с такой скоростью, которая обеспечивает фактор разделения не менее 1000 д.Предварительно по патрубку 3 в полость 7 ротора 2 подают от холодильной установки (на чертеже не показана) в виде жидкости хладагент, например из группы фреонов, который проходит в зазоре 25 и, контактируя с внутренней стороной диска 5 ротора 2 и далее проходя в полости 12 между стенками 11 и 10 приемной воронки 9, в виде пара выходит по патрубку 4. Ребра 8, установленные в зазоре 25, для снижения сопротивления движению хлад- агента направлены вдоль траектории движущихся частиц так, что частицы испаряющегося хл ада гент а скользят с большой скоростью вдоль расширяющихся каналов, образованных ребрами 8, и омывают их, чем достигается улучшение теплообмена при снижении гидравлического сопротивления движущемуся потоку частиц,Причем между стенкой 11 и ребрами диска 5 должен быть зазор не более 0,1 мм.Из жидкости, поступающей на теплообменную поверхность диска 5 ротора 2, при охлаждении будут выпадать кристаллы льда. Оставшиеся незамерзшими частички сконцентрированной жидкости скользят по поверхности диска 5 под действием центробежной силы, проходя некоторое расстояние, ориентировочно равное з/4 оборота ротора 2. Чем дальше от центра ротора 2 находится камера 23 ввода, тем короче путь частиц жидкости на поверхности диска 5 ротора 2 и меньше частиц жидкости остается на поверхности ротора 2 при срезании намерзшего льда ножами 19, Таким образом, количество потерь жидкости со льдом регулируется удалением камеры 23 ввода от центра ротора 2,Так как вымораживаемая жидкость движется по теплообменной поверхности диска 5, то и кристаллы льда ориентированы по направлению движения жидкости - в направлении действия центробежных сил, что препятствует образованию замкнутых в кристаллах льда полостей с заключенными в них частицами жидкости. Такие полости образуются при росте кристаллов льда в неподвижной жидкости,Таким образом, ориентация кристаллов льда в направлении центробежной силы способствует свободному стоку частиц жидкости с поверхности диска 5. На фиг.2 показаны примерные траектории частиц жидкости.Для того чтобы жидкость охлаждалась равномерно и все ее частички проходили примерно равный путь по поверхности теплообмена диска 5, камера 23 ввода выполнена в виде дуги. Кристаллы льда, срезанные неподвижно установленными ножами 19, ими же направляются в бункер 20, где для использования теплоты плавления кристаллов льда установлен конденсатор 26, подключенный подающим 27 и обратным 28 патрубками к холодильной установке (на чертеже не показана).Готовый продукт - концентрат биологической жидкости, отводится из нижней части корпуса 1 по патрубку 29.Данное устройство обладает большей производительностью, чем известное.5Формула изобретения Устройство для концентрирования жидкостей преимущественно молока, содержащее ротор для отделения кристаллов льда от маточного раствора и ножи для снятия кристаллов льда, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности, ротор выполнен в виде двух установленных с зазором дисков, в полости между которыми установлена неподвижно приемная воронка с расположенными внутри 682210 нее спиралевидными перегородками для хладагента. при этом поверхность верхнего диска ротора со стороны воронки имеет оребрение, а ножи для снятия кристаллов 5 льда установлены по касательной к траектории движения частиц маточного раствора.Источники информации принятые во внимание при экспертизе 10 1, Патент США2602745, кл, 99 - 200,опублик, 1952,озова Сапунова,ипография Заказ 1795/1 Изд510 Тираж 575 Подписное 4 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5