Пристрій для гомогенізації

Винахід відноситься до харчової промисловості і може бути використаний для утворення тонкодисперсних емульсій і суспензій, зокрема, для гомогенізації молока і молочних продуктів. Гомогенізація молока і молочних продуктів призначена для одержання однорідної структури кінцевого продукту з мінімальними розмірами дисперсної фази (жирових кульок і білкових тіл). Найчастіше цей процес здійснюється в клапанних гомогенізаторах. Недоліком існуючих клапанних пристроїв для гомогенізації є висока енергоємність і металоємність. Ці недоліки обумовлені недосконалою організацією потоку оброблюваного середовища в клапанній щілині [1]. Відома конструкція статичного пристрою для гомогенізації, що представляє собою ряд перфорованих перегородок вставлених у корпус [2], причому розмір отворів у кожній наступній перегородці міняється від 3мм до 1мм. Недоліком зазначеної конструкції є неможливість одержання заданої якості гомогенізації молока, на виході одержують великі 4...10мкм частки дисперсної фази. Як прототип, використаний пристрій [3] для гомогенізації, що містить корпус, з парами дисків, котрі чергуються, причому кожна пара містить один диск із великим числом (30...240 штук) отворів малого діаметра (0,1...0,3мм) і іншої- із двома отворами 1,5мм у діаметрі. Розмір дисперсної фази на виході складає 0,88...2,58мкм, він залежить від числа пар дисків і від розміру отворів малого діаметра. Недоліком прототипу є складність і дорожнеча, зв'язані з необхідністю виготовлення 10...20 пар дисків з тонкими отворами діаметром (0,1...0,3мм), а також недостатньо висока для молока ступінь дисперсності продукту. Технічною задачею винаходу є створення простого пристрою для гомогенізації, що забезпечує високий ступінь дисперсності продукту. Технічний результат полягає в зниженні металоємності пристрою і підвищенні якості готової продукції. Поставлена задача досягається тим, що в пропонованій конструкції на відміну від прототипу встановлені два перфорованих диски з отворами кінцевого (не малого) розміру. Діаметр отворів може складати 5мм і вище. Принциповою відмінністю є те, що диски щільно притиснуті один до другого, а отвори в прилягаючих дисках виконані з рівним шагом, але на несумісних діаметрах. Таким чином у зборі утворюється один, чи декілька рядів отворів, кожний з яких представляє лабіринтний канал перемінного поперечного перерізу. Число рядів визначається продуктивністю гомогенізатора. Вузькі щілини, утворені перекриттями отворів чергуються з порожнинами отворів, що представляють для потоку камери розширення. Оброблюване середовище (наприклад, молоко) рухається у вузьких щілинах з великою швидкістю, а при вході в камеру розширення швидкість різко падає, виникає повздовжній градієнт швидкості. Крім того, потрапляючи в камеру розширення потік завихрюється, з виникненням пульсацій тиску, а на при кінці каналу завдяки падінні тиску виникає кавітація. Нестаціонарність плину призводить до розпаду дисперсних часток, тобто, до гомогенізації. Запропонований пристрій був установлений на промисловому гомогенізаторі в лінії готування питного молока і випробуваний в умовах молочного заводу. Якість гомогенізації оцінювали по середньому розмірі молочного заводу. Якість гомогенізації оцінювали по середньому розмірі жирових кульок молока на виході з пристрою. Дані експериментів показали високі результати роботи пристрою, наприклад, при тиску гомогенізації 11МПа середній розмір кульок склав 0,9мкм. (Такий же результат може бути отриманий при роботі прототипу, однак, при більшому тиску, 17,5МПа). Таким чином, запропонований пристрій, у порівнянні з - прототипом, вимагає менших витрат енергії (розрахунок показує, що використання даного пристрою для гомогенізації молока в лінії продуктивністю 5м3/год, знизить витрати електроенергії на 9квт×ч), у порівнянні з прототипом він простіший, дешевший у виготовленні і компактніший. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, фіг.1 і фіг.2. На фіг.1 показана схема одного з варіантів пристрою для гомогенізації у розрізі. В корпусі 1 закріплена нижня підстава 2 і дві пластини 4, притиснуті за допомогою верхньої підстави 3 натискним пристроєм 6, що проходить через кришку 5. На фіг.2 показана схема розміщення радіально розташованих отворів (наприклад, круглих) у пластинах 4. В обох пластинах 4 отвори зміщені так, що при накладенні пластин вони перекривають один другого й утворять суцільний лабіринтний канал з поперечним перерізом, який змінюється по довжині. Фіксація пластин 4 від взаємного переміщення по площині контакту здійснюється штифтами 7. На фіг.2 показані чотири ряди отворів, число рядів визначається продуктивністю, мінімальне число рядів - один. Пристрій для гомогенізації працює таким чином. Продукт, котрий піддається гомогенізації, подають у корпус 1 (напрямок показаний стрілками) через центральний отвір у нижній підставі 2. Потім потік проходить по радіальних каналах, утвореним рядами отворів у пластинах 4. Оброблюване середовище, проходячи по каналах перемінного перетину, багаторазово змінює величину і напрямок швидкості, а, крім того, піддається впливу пульсацій, викликаних вихровими течіями в камерах розширення. Нестаціонарність плину призводить до розпаду часток дисперсної фази на дрібні фракції. Гомогенізований продукт виходить із пристрою через вихідний патрубок корпуса 1. Запропонований пристрій для гомогенізації може використовуватися в консервній, харчосмаковій, фармацевтичній і хімічній галузях промисловості. Список використаних джерел інформації 1. Технологическое оборудование консервних заводов / И.С. Аминов, М.Я. Дикис, А.Н. Мальский, А.К. Гладушняк. -5-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986, -319с. 2. Гринь В.Т. Статический смеситель - гомогенизатор для производства наливных маргаринов // Пищ. Промсть, №6. -1989. -С.23-25. 3. Патент ЕВП 0285725, А2, МКИ В01F5/06, Опубл. Bulletin 88/41. -12.10.88.