Пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей

Корисна модель відноситься до харчової промисловості, зокрема до змішувальної техніки і може бути використана у різних галузях народного господарства, переважно при виробництві багатокомпонентних продуктів дитячого харчування загального та лікувально-профілактичного призначення, а також таких продуктів, як маргарин, майонез, ікра кабачкова та баклажанна, пасти. Відомий дисковий змішувач для механічної та термічної обробки продуктів в рідкому, пастоподібному та порошкоподібному стані, який містить корпус з водяною сорочкою, в якому установлені дискові і змішувальні елементи [див. А.С. СССР №1687025, МПК5 В01F7/02, опубл. 23.10.1991г., Бюл. №39]. Але конструкція цього пристрою не дозволяє проводити одночасно операції змішування, подрібнення і гомогенізації багатокомпонентних сумішей з отриманням рівномірних систем різної в'язкості. Найбільш близьким технічним рішенням є тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей [див. патент України №49029, МПК6 В01F3/00, В01F3/14, Опубл. 16.09.2002. Бюл. №9]. Цей пристрій містить фільтр, дисковий фільтр, теплові блоки, які мають реактори з мішалками і водяними сорочками, продуктовий насос, продуктові трубопроводи з запірними клапанами. До водяних сорочок підключені контури теплообміну з водяними насосами і зовнішніми нагрівачами, а також роторно-пульсаційний диспергатор з байпасними трубопроводами і запірними клапанами. Тепломасообмінний пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей працює таким чином. В реактор завантажуються тверді та рідкі компоненти, кількість яких може бути від 3 до 20, вмикається мішалка, яка працює згідно з регламентом. Одночасно у верхню частину водяної сорочки через водяний насос і нагрівач подається нагріта вода, яка циркулює. Таким чином підтримується стабільна температура в водяній сорочці. Після підігріву суміші компонентів до температури, яка задається регламентом, продуктовим насосом через продуктовий трубопровід суміш подається на фільтр, потім на дисковий фільтр і на роторно-пульсаційний диспергатор, в якому суміш остаточно диспергується і гомогенізується. Таким же чином працює другий контур, але замість підігріву цей контур може здійснювати охолодження суміші. Готову суміш вивантажують з реактора. Якщо диспергація та гомогенізація не потрібні, робота здійснюється з виключеним роторно-пульсаційним диспергатором через байпасний трубопровід. Прототип співпадає з корисною моделлю, що заявляється, у наявності спільних ознак: — реактор з мішалкою та водяною сорочкою; — зовнішній теплообміний блок з водяним насосом; — продуктовий насос; — продуктові трубопроводи з запірними клапанами; — роторно-пульсаційний диспергатор з фільтрами; — байпасний трубопровід з запірними клапанами. До основних недоліків вищевказаного пристрою треба віднести наступне. Всі компоненти в реактор завантажуються одноразово, а потім включається мішалка, що при виготовленні багатокомпонентних продуктів для дитячого харчування призводить до налипання окремих компонентів на внутрішню поверхню реактора та мішалці. Таким чином неможливо отримати однорідну суміш завданої рецептури. Крім цього, у складі продуктів дитячого харчування є компоненти, які мають значно різні умови утворення розчинів або тонких суспензій, що потребує змінення параметрів роботи реактора. За регламентом технології виробництва продуктів дитячого харчування необхідно послідовне введення компонентів у вже циркулюючі компоненти без контакту нових компонентів зі стінками реактора. Конструкція реактора не забезпечує відсутність зон, де можуть прилипнути або окремі компоненти, або утворена суміш, що також призведе до порушення рецептури. В основу корисної моделі поставлено задачу створити пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей, в якому шляхом змінення конструкції реактора, введення нових елементів і взаємного їх розташування, що дає можливість досягти високої якості змішування, диспергації та гомогенізації компонентів за рахунок змінення режиму змішування, розширити функціональні можливості і галузь застосування пристрою, забезпечити підвищення його продуктивності і ефективності, а також якості готового продукту. Поставлена задача вирішується у пристрою для виготовлення багатокомпонентних сумішей, що містить реактор з мішалкою та водяними сорочками, теплообмінний блок з водяним насосом та нагрівачем, продуктовий насос, фільтр, росторно-пульсаційний диспергатор, що з'єднані продуктовими трубопроводами з запірними клапанами та байпасний трубопровід, згідно з винаходом, реактор додатково забезпечений мішалкою, яка установлена на горизонтальній осі співвісно першій, обидві мішалки розташовані з можливістю обертання навколо горизонтальної осі однонаправлено, протилежно з однаковими та різними швидкостями і з'єднані з приводом регулювання швидкості обертання, причому мішалки виконані у вигляді втулок з закріпленими на них лопатями, які вигнуті гвинтоподібно і розташовані під кутом до осі обертання, лопаті мішалок забезпечені скребками, які встановлені під іншим кутом у відносно осі обертання, ніж кут під яким розташовані лопаті мішалок, крім того, реактор забезпечений принаймні чотирма завантажувальними пристроями циклонного типу, а корпус виконаний у вигляді двох порожнистих конусів, з'єднаних між собою основами. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним технічним результатом полягає у наступному. Забезпечення реактора принаймні чотирма пристроями циклонного типу, в яких циркулюючий потік утворює кільцевий рух, в центр якого завантажуються важко змішуємій компонент, дозволило проводити завантажування одночасно або послідовно у циркулюючий потік одного з компонентів, або суміші з декількох компонентів без торкання до стінок реактору до моменту їх попереднього змішування. Внаслідок цього, стає можливим проведення процесу утворення рівномірних тонких суспензій компонентів, які не утворюють розчини, а також проводити процес змішування у безперервно циркулюючому потоці. Корпус реактора виконаний у вигляді двох порожнистих конусів, які з'єднані між собою основами і мають горизонтальну вісь, на якій розташовані дві мішалки, які, в свою чергу, конструктивно виконані таким чином, що при обертанні утворюють два конуси, що повністю очищують внутрішню поверхню реактора, за рахунок цього, забезпечується відсутність внутрішніх поверхонь, на яких можливо налипання окремих компонентів або суміші. Це дозволило забезпечити підвищення продуктивності та ефективності роботи реактора. Наявність двох мішалок, що крім горизонтального розташування мають привід з регульованою швидкістю обертання, дозволяє забезпечити в залежності від технологічного регламенту різні режими змішування, шляхом включення приводів на обертання мішалок в одну сторону з однаковими або різними швидкостями обертання, та у протилежні сторони з однаковими або різними швидкостями обертання. Лопаті мішалок мають гвинтову побудову і розташовані під кутом a , який можна змінювати, крім того, лопаті мішалок забезпечені скребками, які мають інший кут у відношенні до осі реактора, ніж кут, під яким розташовані лопаті мішалок. Застосування продуктового насосу із змінною продуктивністю, або із забезпеченням однакової продуктивності в умовах змінення в'язкості суміші в процесі змішування шляхом змінення швидкості його роботи, а також накладення на потік продукту гідравлічних пульсацій, у сукупності з іншими факторами, що наведені вище, забезпечує можливість проведення змішування різних по структурі компонентів і утворювання рівномірних тонких суспензій, які не утворюють розчини. Для зручності спостереження за процесом зміщування у реакторі, його обладнано смотровими вікнами, одно з яких може мати лампу для підсвічування. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: Фіг.1 - загальний вигляд реактора; Фіг.2 - боковий вигляд реактора; Фіг.3 - схема пристрою для виготовлення багатокомпонентних сумішей. Пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей містить реактор 1, що має корпус 2, виконаний у вигляді двох конусів 3 і 4, що з'єднані основами і мають горизонтальну вісь розташування. Корпус 1 містить мішалки 5, які закріплені на валах 6. Вали 6 установлені у підшипникові вузли 7 і приводяться в обертання навколо горизонтальної осі за допомогою електропривода 8 (на Фіг.1 і 2 не показано), що має регульовану швидкість обертання. Конуси 3 та 4 корпусу 2 мають водяні сорочки 9 та 10, які за допомогою штуцерів 11 і 12 приєднані до трубопроводу 13 подачі підігрітої води та трубопроводу 14 відводу підігрітої води, що циркулює через водяні сорочки 9, 10. Конуси 3 та 4 корпусу 1 містять завантажувальні пристрої у вигляді циклонів 15 та воронки 16, що підключені до продуктових трубопроводів 17, а також смотрові вікна 18 та лампу 19. Мішалки 5 мають втулку 20, на якій закріплені лопаті 21, що мають гвинтову форму і розташовані під кутом a до осі корпусу 2, та додаткові кільця 22 та 23 зі скребками 24 та 25, що мають інший кут відносно осі корпусу 2. Реактор 1 трубопроводами води 13 і 14 підключений до насосу води 25 та нагрівачу 27, а трубопроводами продукту 17 - до продуктового насосу 28, до фільтру 29 та роторно-пульсаційного диспергатора 30. Для можливості виконання процесу змішування без застосування диспергатора 30, пристрій містить байпасний трубопровід 31 із запірними клапанами 32, 33 і 34. Заповнення системи циркулюючою водою здійснюється через трубопровід 13 запірним клапаном 35, а спорожнювання - через трубопровід 14 клапаном 36. Для відводу виготовленої багатокомпонентної суміші установлено клапан 37, а для звільнення пристрою від залишків продукту та від розчинів миючих речовин та води під час санітарної обробки, установлений клапан 38. Можлива побудова пристрою для виготовлення багатокомпонентних сумішей з двома або декількома реакторами. Пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей працює таким чином. Включаються у роботу мішалки 5, продуктовий насос 28, та якщо потрібно, роторно-пульсаційний диспергатор 30. У реактор 1 через завантажувальні пристрої циклонного типу 15 та воронки 16 подаються один або декілька компонентів рідких, або пюреподібних компонентів з найменшою в'язкістю. Починається процес циркуляції компонентів. Водяним насосом 26 через нагрівач 27 по трубопроводам води 13 та 14 у водяну сорочку подається підігріта вода у циркулюючому режимі. Після досягнення циркулюючим компонентом заданої температури, у реактор 1 через завантажувальний пристрій 15 подається компонент, який найбільш трудно змішується (у більшості випадків - це сухі порошкові компоненти), або компонент, який додається у малих кількостях, наприклад, вітаміни. Далі послідовно або одночасно додаються інші компоненти. В процесі змішування здійснюється зміна режиму змішування шляхом змінення напряму і швидкості обертання мішалок 5, регулювання параметрів роботи продуктового насосу 28, температури суміші, включення або виключення роторно-пульсаційного диспергатора 30 та переключення завантажувальних пристроїв 15. Таким чином, пристрій для виготовлення багатокомпонентних сумішей, що заявляється, є універсальним багатофункціональним виробом, за допомогою якого здійснюється змішування одночасно або послідовно за завданим регламентом компонентів у різному співвідношенні, різного агрегатного стану, при різних технологічних параметрах, наприклад, при різних температурах. Крім цього, можливо проводити плавлення речовин у процесі змішування або без змішування, диспергування, гомогенізацію, екстрагування, нагрівання, охолодження та інші технологічні операції, а головне отримувати продукт завданої якості, що дуже важливо при виробництві багатокомпонентних продуктів для дитячого харчування лікувально-профілактичного призначення.