Способ электроплазмолиза биологического сырья

жду гранями электро дно см;ка, А/м,еляют из е=- где- длина зо0 - произв ра, т/ч;т- времяр- плотно ы плазмолиза,м;дительность плаз лизатоистЕ - средняякамеры, м 2,Изменениев процессе обравению неоднордлине рабочей лазмолиза сырья, с; ь сырья, т/ч; величина рабочего сечен электропроводности сырья ботки приводит к возникно- ОДНОСТИ ПЛОТНОСТИ ТОКд ПО камеры, и в последствии к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Институт прикладной физики АН МССР (72) А.Я,Папченко, Н.И.Ботошан, С.Е.Берзой, М.К.Болога и В.Г.Чебану(56) Авторское свидетельство СССР М 244880, кл. А 23 й 1/00, 1968.Авторское свидетельство СССР М 535076, кл, А 23 й 1/00. 1976.(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОПЛАЗМОЛИЗА БИОЛОГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ(57) Изобретение относится к обработке пищевых продуктов растительного и животноИзобретение относится к пищевой промышленности,в частности к способу электрообработки биологических сред,Целью изобретения является повышение эффективности электрообработки сырья. Способ электроплазмолиза биологических сред включающий его обработку в зоне плазмолиза, оборудованной электродами, снабженными скошенными входными и выходными участками, предусматривает его обработку в зоне плазмолиза, образованной электродами выполненными в форме трехгранных усеченных пирамид. поперечное сечение которых представляет собой равносторонние трехугольники с уменьшающимся размером сторон по направлению движения сырья, при этом расстояние между гранями соседних элек 1 родов и радиус окружности описанной по вершинам равносторонних треугольников равны и определяются из соотношения: 5 Ы 1762879 А 1 го происхожденеия, а более точно к плазмолизу биологических сред электрическим током. Изобретение может быть использовано в технологических линиях первичной переработки плодов, овощей и фруктов или при переработке рыбы и мяса животных. Сущность изобретения: электроды в зоне плазмолиза выполнены в форме трехгранных усеченных пирамид, поперечные сечения которых представляют собой равносторонние треугольники с уменьшающимся размером сторон по направлению движения сырья. 2 ил. 0 - удельная электропр сырья, см/м;О - разность потенциалов, В )и - оптимальная плотность т а длину зоны плазмолиза опре соотношения:образованию токовых каналов в месте обрабатывемого сырья. Это нежелательное явление при электроплазмолизе сопровождается уносом металла электродов, ухудшению качества готового продукта.Обработка сырья в зоне плазмолиза, образованной злеткродами выполненными в форме усеченных пирамид, исключает образование неоднородности электропроводности сырья в процессе обработки. При этом минимальное расстояние между свободными рабочими гранями пирамид, в любом поперечном сечении рабочей камеры, равны радиусу вписанной окружности к свободным ребрам пирамид, а их величины, для различных сечений, соотносятся друг к другу как динамические значения удельное электропроводности сырья,К трем электродам, отстоящих на 120по центральному углу, подсоединяются три фазы трехфазного источника питания, а к остальным злеткродам присоединяется нулевая точка источника, Поперечное сечение рабочей камеры злектроплЬзмолизатора формально можно разделить на рабочие зоны, в которых вклад в плотность тока электрообработки сырья дают от одной до трех пар электродов.В зоне можду гранями соседних пирамид-электродов вклад в плотность тока будут давать лишь два электрода, а в центре трубы суммарная плотность тока создается симметричными точками противоположных электродов - шести электродов. Плотность тока в зоне, где суммарный ток определяется соседними электродами, равнадО,ггдео и г - удельная электропроводность и радиус вписанной окружности к ребрам пирамид-электродов в соответствующем сечении. В центре трубы, только вклад от ближайших симметричных точек - вершин электродов с окружности радиуса г, равенЦ= 2 -оОЕсли выполнить интегрирование вклада от всех симметричных точек чьи линии тока проходят через заданную точку, тогда убедимся, что плотность тока однородна во всех точках живого сечения рабочей камеры. В этом и состоит одна иэ главных преимуществ предложенной рабочей камеры электроплазмолизатора, Кроме этого, учет динамики изменения удельной электропроводности сырья по длине рабочей камеры дает возможность поддержать постоянную и однородную плотность тока во всем объеме камеры. Заметим для примера, что навыходе и входе из зоны обработки, несмотря на изменения удельной электропроводности сырья при электрообработке,плотность тока одна и та же:Оо = ОоЕо = бо -- на выходе;го0;= и Е = о -- в производном попеГречном сечении, однако учитывая, чтог сгг.=хато мы получим 5 10 О Ооигн; -и тогда на выходе)и = 1 оВажно отметить также, что минимальноерасстояние между двумя электродами, к которым подсоединены фазы источника пита 20 ния, равно 1/3 Г, и поэтому плотностьмежфазного тока также ограничена значениемаОф г,гОф=д .=, =оДля обеспечения элетрообработки в оптимальном режиме, для заданного видасырья, определенном значениями плотности тока полного плазмолиза р, и длительностью процесса г, радиус трубы й иЗ 0 длина рабочей камеры 1 согласованы с производительностью линии переработки 6 соотношением=ф %36где р - плотность обрабатываемого сырья,Г - средняя величина живого сечения рабочей камеры, На фиг.2 видно, что увеличениерадиуса трубы электропламолизатора не отражается на межэлектродные расстояния -они остаются постоянными, и поэтому изменения В не влияют на другие параметрыустройства, кроме отмеченных 6 и 1 черезплощадь живого сечения,Рабочее сечение камеры равно той части поперечного сечения, по которой сырьепродвигается сквозь рабочую камеру. Этообстоятельство очень выгодно отличаетпредложенное устройство от других, тем,что увеличением радиуса трубы мы можемувеличить пропускную способность устройства без ущерба для режима оптимальногоплазмолиза сырья, при этом меняется только полный рабочий ток установки, или в конечном счете потребляемая мощность.Расстояние го между электродами навыходе в зону обработки согласовано с оптимальной плотностью тока /о и удельнойэлектропроводностью сырья на входе 6 соотношением:40 45 50 и, Ьго = -Ьгде О - разность потенциала между соседними электродами.Расстояние между электродами по мере продвижения вглубь рабочей камеры изменяется пропорционально изменениям удельной электропроводности сырья при электрообработкег = - го.ОоНа выходе из эоны обработки расстояние между электродами равно% 0гп =пгде 6 п - удельная электропроводность электроплазмолизованного сырья фактически при радиусе трубы Я, равном г электроды имеют вид пирамид, а живое сечение устролства, в этом частном случае, является минимально возможным для обработки заданного вида сырья, Учитыва эти обстоятельства-зависимости от радиуса только 1 и 6, можно добиться для заданного виды сырья технологически и конструктивно выгодных значений величин Е, 6 и . Перечисленные возможности, предложенного способа, позволяют хорошо согласовать камеру плазмолиза, с требованиями производства. На фиг,1 представлен продольный, а на фиг,2 поперечные разрезы электроплазмолизатора, с помощью которого реализуется способ,Электроплазмолизатор состоит из цилиндрического, диэлектрического корпуса - 1, в котором установлены три пары электродов - 2, 3, 4, выполненных в форме усеченных треугольных пирамид, вход - 5 и выход - 6 устройства, рабочая зона - 7, и диэлектрических скосов 8, установленных на противоположных концах электродов.Плазмолизатор работает следующим образом, через вход - 5 подается сырье в рабочую камеру - 7, на три пары электродов падают напряжения, Форма и размещение электродов - 2,3,4 позволяетсоздать однородную плотность тока во всех точках рабочей зоны - 7, что обеспечивает эффективность обработки сырья и увеличение срока эксплуатации устройства.Электроплазмолизатор обеспечивает создание в рабочем обьеме однородной и постоянной плотности тока, которая является основной характеристикой электроплазмолизатора заданного вида сырья, Динамика удельной электропроводности различна у разных биологических сред, и следовательно, устройство может быть предназначено для обработки только одно 5 10 15 20 25 25 30 35 го вида сырья, с определенной только для нее динамикой удельной электропроводности при электрообработке, В рамках заданного вида сырья, характеризуемого своей динамикой электропроводности, обработка производится одним и тем же аппаратом и не зависитот факторов состояния сырья, так как влажность, температура и т,д.Применение способа в технологической линии по переработке яблок производительностью 10 т/ч позволит, благодаря повышению эффективности процесса электрообработки (одинаковой плотности тока и высокой концентрации энергии в зоне обработки), йовысить выход сока на 2 - Зо/о и увеличить срок эксплуатации плазмолизатора в 2-3 раза,Расчет на этой основе годового экономического эффекта от использования способа в указанной технологической линии составит около 2 тыс. рублей,П р и м е р 1. Томатная пульпа обрабатывается электрическим током в трехфазном, динамическом электроплазмолизаторе, с целью интенсификации выпаривания томат- пасты, Устройство включено в технологическую линию производительностью 10 т/ч, Удельная электропроводность сырья на входе оо = 0,258 см/м, на выходе Оп = 0,497 см/м. Пирамидальные электроды с высотой 91,3 см и стороной основания - 4,8 см вмонтированы в текстолитовую трубу радиуса 6,2 см. Расстояние между электродами на входе в рабочую камеру и радиус го с рисунка равны 3,2 см, Полный рабочий ток установки равен 134,1 А, при эффективной рабочей площади одного электрода 438,7 см,В результате в устройстве создается по-. стоянная и однородная плотность тока во всех точках объема рабочей камеры, равная оптимальной для эффективного электроплазмолиза сырья 1 о = 0,177 А/см,П р и м е р 2. Томатная масса, из которой было уделен 80% первоначального содержания влаги, обрабатывается проточным, трехфазным электроплазмолизатором, Производительность линии переработки 10 т/ч. Удельная электропроводность сырья на входе оо = 0,156 см/м, на выходе - ол = 0,285 см/м. Электроды устройства имеют форму треугольной, усеченной пирамиды высотой 46,1 см со сторонами оснований - 3,5 см и 1,7 см, и вмонтированы в технологическую трубу радиуса 4,7 см. Расстояние между электродами на входе, равное радиусу Яо с рисунка, равно 1,93 см. Полный рабочий ток установки 67,7 А, при эффективной рабочей площади одного электрода 241 см .В результате а устройстве создается однородная по обьему сырья постоянная плотность тока, равная 0,162 А/см .П р и м е р 3. Яблочная мезга с удельной эпектропроаодностьо оо = 0,119 см/м до обработки и оп= 0,215 смlм после обработки, электроплазмолизуется в проточном, трехфазном трубчатом электроплазмолизаторе, включенном в линию производительностью 2,5 тонн в час. Электроды - в виде треугольной усеченной пирамиды с высотой 37,7 см и сторонами оснований 4,3 см и 1,8 см, вмонтированы в изоляционной, текстолитовой трубе радиуса 6,1 см. Рабочая площадь одного электрода 217 см, при полном токе установки 37 А, обеспечивается расстоянием между электродами на входе в рабочую камеру и радиусе го с рисунка 2,8 см, Постоянная и однородная но объему сырья в рабочей амере плотность тока равна 0,094 А/см, которая соответствует наиболее эффективному плазмолизу сырья.П р и мер 4. Фарш иэ маса ставриды обрабатывается трехфазным электроплазмолизатором с электродами в виде пирамид, размеры которых определены по динамике электропроводности сырья для создания однородной плотности тока в аппарате. Высота пирамид-электродов 285 см, сторона основания - 3,6 см, расстояние между электродами и радиус го с рисунка, равны 4,4 см, радиус трубы Я = 5,5 см, Производительность линии переработкит/ч, Удельная эпектропроводность сырья с добавленной подсоленной водой из расчета 10; воды+ 90 фарша, до обработки равна 0,59 см/м, и 0,73 см/м - после обработки. Полный ток установки 516 А, при эффективной площади одного электрода 1010 см 2.В результате создается однородная, постоянная плотность тока в рабочем объеме зоны плазмопиза, равная 0,292 А/см .П р и м е р 5. Дробленная клюква обрабатывается трехфаэным электроплазмолиэатором, установленном в линию переработки производительностью 5 т/ч. Удельная электропроаодность сырья до обработки оо = 0,102 см/мм, после обработки оп= 0,142 см/м, Электроды имеют Формутреугольных пирамид с высотой 110 см истороной основания 7,0 см. Расстояние5 между элеткродами на входе и радиус го срисунка, равны 7,3 см. Полный рабочий токустановки 41 А, при эффективной рабочейплощади одного электрода 774 см, Радиустекстолитовой трубы электроппазмопизато 10 ра 1.0,2 см. В результате, в зоне плазмопизасоздается однородная постоянная плотность тока, равная 0,031 А/см,Формула изобретенияСпособ электроплазмолиза биопогиче 15 ского сырья, включающий его обработку взоне плазмолиза, образованной электродами, снабженными скошенными входным ивыходным участками, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с цепью повышения эффективно 20 сти электрообработки, электроды в зонеплазмолиза выполнены в форме трехгранных усеченных пирамид, поперечные сечения которых представляют собойравносторонние треугольники с уменьшаю 25 щимся размером сторон по направлениюдвижения сырья, при этом расстояние гмежду гранями соседних электродов и радиус окружности, описанной по вершинамравносторонних треугольников, равны и оп 30 ределяются из соотношенияоОг =по - удельная электроп роаодностьсырья, Ом/м;0 - разность потен.циалов, В;- оптимальная плотность тока, А/м;2,а длину 1 зоны электроплазмолиза определяют из соотношения0 ргде 6 - производительность плазмолизатора, т/с;т - время плаэмолиза сырья, с;р - плотность сырья, т/м;з.45 Е - средняя величина рабочего сечениякамеры плазмолизатора, м .1762879 Составитель А.Панченкоехред М.Моргентал Корректо линич акт оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина Заказ 3400 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5