Устройство для коагуляции белка

Сфез СаветеимкСфциаянетмчееимкРвенубдми ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯй . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1944527(51)М. Кл. А 23 .1 /04 1 веуаерепащЮ квюктвт СССР ае юаи взебретеккВ в вткаытвв(63) УДК 664.9 Я е 7/8(088. 8) Дата опубликования описания 23. 07, 82(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОАГУЛЯЦИИ БЕЛКА 1Изобретение относится к устройствам для коагуляции и отделениябелка, содержащегося в жидких средах, и может быть использовано в пищевой промышленности, в рыбнойпромышленности при обработке море 5продуктов, а также в тех случаях,когда необходимо извлечение с цельюутилизации относительно небольшихколичеств белка, содержащегося всточных водах различных производств.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для коагуляции белка,содержащее корпус цилиндрической формы с патрубками для подвода белоксодержащей жидкости и отвода бульонаи белка, коаксиально расположенныеэлектроды, один из которых представляет собой пружину, укрепленную с зовозможнос 1 ью осевого поджатия, и накопитель белка, выполненный в видедиэлектрического наполнителя раэмеменмого меиду электродами 1 а,2Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность коагуляции белка, особенно при полидисперсных частицах белка в широком диапазоне их размеров, что имеет место в реальных белоксодержащих. жидкостях, например в сточных водах пищевых производств.Недостаточная эффективность коагуляции обьясняется тем, что накопитель белка выполнен из моноволокон, имеющих постоянную толщину, что, исключает воэможность еоэдания между волокнами зон с большим и меньшим р.змером щелей при условии их плотной упаковки. Этот недостаток не позволяет дфференцированно извлекать вначале более крупные частицы белка, а это снижает эффективность иэвече ния. наиболее мелких частиц и в результате - эффективность работы устройства в целом.25 30 55 40 45 50 3 9К недостаткам известного устройства относится также недостаточновысокая эффективность выгрузки белкаиз накопителя. Этот недостаток обусловлен тем,что накопитель выполнен из натянутых нитей, закрепленныхв корпусе. При выгрузке белка такаяконструкция не позволяет до необходимых размеров увеличить щели междунитями, особенно в местах их крепления, Кроме того, жесткое закрепление волокон снижает эффективностьиспользования взаимного трения ос"лабленных нитей одна о другую в цикле выгрузки белка,Недостаточно качественная выгрузка снижает эффективность последующего рабочего цикла устройстваЦелью изобретения является повышение эффективности процесса коагуляции путем дифференцированного извлечения частиц белка и улучшения условий выгрузки последнего.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для коагуляциибелка, содержащем корпус цилиндрической формы с патрубками для подво.да белоксодержащей жидкости и отводабульона и белка, коаксиально расположенные электроды, один из которыхпредставляет собой пружину, укрепленную с возможностьюосевого поджатия, и накопитель белка, выполненныйв виде диэлектрического наполнителя,размещенного между электродами, корпус имеет Ч-образную форму, в местеизгиба его установлен съемный сетчатый патрон, а диэлектрический наполнитель состоит из двух частей,расположенных в соответствующихветвях корпуса, при этом одна частьнаполнителя образована полидисперсным зернистым плавающим материалом,а другая " монодисперсным зернистымплавающим материалом,На фиг. 1 изображена схема устройства для коагуляции белка, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 с изображением характерного вида силовых линий электрического поля и степени его неоднородности; на фиг. 3- сечение Б-Б на фиг, 1; на фиг.схема сгущения силовых линий между зернами загрузки.Устройство для коагуляции белка состоит из корпуса 1 из диэлектрического материала, выполненного в виде трубы Ч-образиной формы, подвижных 44527 4крышек 2 с уплотнительными кольцами 3, патрубков с клапаном 4 дляподвода белоксодержащей жидкостии с клапаном 5 для отвода бульона.В месте изгиба корпуса установленцилиндрический стакан 6 со съемнымсетчатым патроном 7 и патрубкомс клапаном 8 для отвода белка.Сетчатый патрон в цикле белка 1 О служит дренажным устройством и одновременно разделяет корпус надве ветви 9 и 1 О. В ветвях корпусаразмещен диэлектрический наполнительдля накопления белка, причем в ветви9 наполнитель образован полидисперсным зернистым плавающим материалом 11 (с удельным весом меньше единицы), например вспененным полистиролом, а в ветви 10 - монодисперсным зернистым плавающим материалом 12,например, полистиролом невспененным с размером зерен 0,1-1,0 мм.В.ветвях 9 и 1 О корпуса размещены пружинные электроды 13, а по оси пружин расположен центральный электрод 14, выполненный в виде струны. Электрод 14 может быть выполнен в виде пружины. Электроды соединены с источником постоянного или переменного тока, Для отвода газов предусмотрены патрубки с клапанами 15. Дляограничения уровня плавающего наполнителя по высоте и предотвращения его выноса установлены сетки 16,Устройство работает следующим образом.Открываются клапаны 4 и 5, а клапан 8 закрывается, корпус заполняется исходной белоксодержащей жидкостью, наполнитель в ветвях 9 и 10 всплывает, причем в ветви 9 полидисперсный материал 11 самопроизвольно фракционируется по размерам зерен (вверху образуется слой более крупных зерен, а внизу - мелких), В ветви 10 фракционирования практически не происходит из-за монодисперсности материала 12. Подается электропитание на электроды 13 и 14 из расчета обеспечения напряженности поля в загрузке 50-80 8/см, а через клапан 4 продолжает подаваться исходная жидкость. Последовательно проходя через крупные и мелкие зерна полидисперсного наполнителя в ветви 9, а затем через монодисперсный наполнитель в ветви 1 О, белоксодержащая жидкость меха5 944 нически освобождается вначале от крупных, а затем от мелких частиц белка. При этом одновременно с механическим отделением частиц белка идет процесс электрокоагуляции.(укрупнение) и электрофильтрования (отделение) частиц белка под действием внешнего электрического поля.Сущность электрокоагуляции сводится к действию на заряженные частицы 1 О 527 бклюцается электропитание, открываетсяклапан 8 и промывочная жидкость подается одновременно сверху в ветви 9и 10 через клапаны 4 и 5 и скоагулированный белок вместе с промывочнойжидкостью, например чистой водой,отводится из устройства через сетчатый патрон 7 и клапан 8, Причем размер. ячеек сетки в патроне 7 подбирается так, чтобы обеспечивался беспрепятственный проход частиц скоагулированного белка при выгрузке, но небыло выноса из устройства материала11 и 12.Расход промывочной жидкости должен обеспечивать условие псевдоожижения (растягивание) слоя наполнителя.Улучшение выгрузки белка в пред".лагаемом устройстве достигаетсяблагодаря исключению закреплениянаполнителя в корпусе, что позволяет,при растягивании слоя, в несколькодесятков раз увеличить расстояниемежду зернами. Кроме того, так как,загрузка выполнена зернистой и пла"вающей, максимально растянутый слойнаполнителя с потоком промывочнойжидкости деформируется и закручивается как в изогнутых частях Ч-образного корпуса, так и в сяиральном канале между втулками пружин 13, Такойхарактер выгрузки способствуетбыстрому и эффективному вымываниюиз загрузки частиц скоагулированногобелка,белка сил диполь-дипольного взаимодействия, а электрофильтрования - к действию сил электрофореза (транспортирование частиц белка к электродам) и диполофореза. Неоднородное 15 электрическое поле образуется между . электродами 13 и 14 в объеме диэлектрического наполнителя где силовые линии электрического поля сгущаются между зернами наполнителя и 2 О образуют зоны локальной неоднородности поля (фиг, Ц . На частицы белка,оказавшиеся вблизи этих зон неоднородности, действует диполофоретическая сила, направленная в сторону 25максимальной неоднородности, т,е.в зазоры между зернами.В результате под действием диполофореза в зазорах между зернамипроисходит извлечение, концентриро- ЗОвание коагуляции и задержание частиЦбелка, в том числе особо мелких(менее 10 см) и их равномерное распределение в объеме наполнителя.Причем в ветви 10 размер зерен ма- териала 12 значительно меньше, чем зерен материала 11, а следовательно, щели между зернами материала 12 уже и неоднородность поля в щели выше (на фиг. 3 силовые линии поля 17 мО изображены более плотными, чем на фиг. 2), Благодаря большей неоднородности поля в ветви 10, происходит окончательное отделение наиболее мелких частиц белка, которые не смогли отфильтроваться в предыдущих слоях наполнителя. При необходимости регулирование эффективности процесса коагуляции белка производится посредством поджатия или ослабления пружинных электродов 13 и соответственно изменения ша 1 а Ь и напряженности поля в рабочем объеме (фиг. 1).с помощью завинчивания или отвинцивания подвиж- ф ных крышек 2.Выгрузка белка из устройства производится следующим образом: от По окончании цикла выгрузки белка клапан 9 закрывается и устройство переводится на рабочий цикл.Для подтверждения преимуществ предложенного решения были проведе" ны сравнительные лабораторные испытания модели предлагаемого и известного устройств.. 8 качестве зернистого диэлектрического наполнителя в предлагаемом устройстве был использован полистирол марки ПСВ производства объединения "Пластполимер". Частицы товар" ной Фракции имели размер зерен 0,1 - 1,0 мм, При диаметре Ч-образ" ной трубы 50 мм и высоте наполните" чя 500 мм устройство обеспечивало. обработку 25 л/ч имитата белоксо" держащей воды, содержащей около 5 об.3 рыбного белка. В фильтрате остаточное содержание белка было менее 0,1 об.Ф.При аналогичных габаритах и производительности остаточное содер" жанне белка в известном устройстве не удавалось снизить меньше 0,2- 0,5 об.Ф.Опыты по выгрузке белка из накопителя также подтверждали преимущество предлагаемого устройства: полная выгрузка белка достигалась лишь через 3 - 4 мин.Таким образом, опыты подтвердили существенные преимущества пред" лагаемого устройства: повышение эффективности процесса коагуляции белка и улучшение его выгрузки.Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства, например, только на одном рыбоперерабатывающем судне типа БИРТ составит 3 тыс. руб. в год, что достигается за счет дополнительного извлечения белка из сборных промывных вод и сокращения затрат на регенерацию устройства. формула изобретения Устройство для коагуляции белка, содержащее корпус цилиндричес" 944527 8кой формы с патрубками для подводабелоксодержащей жидкости и отводабульона и белка, коаксиально расположенные электроды, один из которыхпредставляет собой пружину, и накопитель белка, выполненный в видедиэлектрического наполнителя, размещенного между электродами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 10 повышения эффективности процессакоагуляции путем дифференцированногоизвлечения частиц белка и улучшенияусловий выгрузки последнего, корпусимеет Ч-образную форму, в местеизгиба его установлен сьемный сетчатый,патрон, а диэлектрический наполнитель состоит из двух частей, расположенных в соответствующих ветвяхкорпуса, при этом одна часть наполнив теля образована полидисперснымзернистым плавающим материалом, адругая - монодисперсным зернистым плавающим метериалом.Источники информдцииу д принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Й 2750419,кл. А 23,3 1/04, 1979.