Роторний гомогенізатор

Роторний гомогенізатор, що містить завантажувальну ємність, корпус з вихідним патрубком, всередині корпуса розміщені коаксіально до осі вала ніж, статори, ротор та диск з лопатками, який відрізняється тим, що завантажувальна ємність виконана у вигляді бака з ущільненою кришкою та сполучена з вакуум-насосом, причому у верхній частині завантажувальної ємності додатково встановлений тарілчастий розподільник рідини, що сполучений з вихідним патрубком за допомогою трубопроводу. Винахід відноситься до масообмінних апаратів і використовується для приготування розчинів шляхом змішування, розчинення або емульгування компонентів в рідкому середовищі у харчовій, хімічній, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Основним елементом роторних гомогенізаторів, що розглядаються, є роторно-пульсаційний апарат, дія якого основана на пульсаційній течії рідини внаслідок переривання течії ротором, що має отвори й перетини між ними. Відомий реактронний гомогенізатор Пат. України №20698, кл. В01F7/00, 1997 , що фактично являє собою роторно-пульсаційний апарат комбінованого типу - з дисковою і циліндричною зонами, який містить циліндричний корпус, в якому коаксіально встановлені циліндри ротора та статора, які чергуються між собою, з отворами на бокових поверхнях, що виконані з живим перерізом, який дорівнює живому перерізу щілинних отворів на боковій поверхні циліндрів ротора та статора, перегородки, що виконані у формі лопаток та кришку корпуса, причому ротор виконаний з двох дисків, які з'єднані з протилежним диском лопатками, в якому додатково виконані отвори. Недоліком відомого пристрою є те, що пульсаційна течія рідини внаслідок перекривання її ротором, що має отвори й перегородки, може ініціювати кавітаційний процес, дія якого при атмосферному тиску не може бути достатньо ефективною. Це унеможливлює отримання однорідного високодисперсного продукту. Відомий роторно-пульсаційний апарат Деклараційний патент України №55069 МПК В01F7/02, 2003 , що вибраний за прототип, який містить корпус з вхідним та вихідним патрубками, всередині якого розміщені коаксіальн до вісі вала з зазором між собою статор і ротор, перед статором встановлений диск із шістьома загнутими під кутом 60° до його поверхні лопатями, за ротором розміщені додатковий статор та П-подібний трикутно-загострений ніж, при цьому статори, ротор та ніж розташовані в нерухомому стакані, а на бокових поверхнях коаксіальних циліндрів ротора та статорів виконано не більш ніж по 36 повздовжніх прямокутних прорізів, при чому радіальний (19) UA (11) 65406 (13) C2 (21) 2003087330 (22) 04.08.2003 (24) 16.01.2006 (46) 16.01.2006, Бюл. № 1, 2006 р. (72) Долінський Анатолій Андрійович, Басок Борис Іванович, Кравченко Юрій Сергійович, Гартвіг Анатолій Петрович, Коба Андрій Романович, Піроженко Інна Анатоліївна (73) ІНСТИТУТ ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) SU 1183162 A, 07.10.1985 SU 997780, 23.02.1983 SU 1033169 A, 07.08.1983 RU 2195996 C2, 10.01.2003 UA 55069 A, 17.03.2003 3 65406 4 зазор між двома статорами та розміщеним між на Фіг.1 подана конструктивна схема роторними ротором складає 0,15÷0,20мм. ного гомогенізатора, Істотними недоліками відомого пристрою є на Фіг.2 поданий у збільшеному масштабі ронезначний гідродинамічний вплив елементів апаторно-пульсаційний вузол гомогенізатора. рата на сировину через подрібнюючу дію тільки Гомогенізатор складається з завантажувальодного ротора (диск з лопатками працює, головної ємності 1 у вигляді бака з кришкою 2, що має ним чином, як насос), а також спінення розчину і вакуумне ущільнення, виходного патрубка 3 та насичення його повітрям з довколишнього серекорпуса 4, який містить ніж 5, ротор 6, статори 7, довища при атмосферному тиску. В результаті 8 та диск з лопаиками 9, які встановлені на спільцього виникає проблема отримання нерозшароному приводному валу, що через вакуумне торваного гомогенного продукта високого ступеня цеве ущільнення 10 обертається в підшипникодисперсності. вому вузлі 11 і має клино-ремінний привід від В основу винаходу поставлена задача вдоселектродвигуна 12. У верхній частині завантажуконалення конструкції роторно-пульсаційного вальної ємності 1 встановлено тарілчастий розапарата, в якому шляхом виконання вхідного паподільник 13 рідини, що сполучений з вихідним трубка у формі бака з ущільненою кришкою, допатрубком за допомогою циркуляційного трубопдаткового встановлення у верхній частині бака роводу 14, за допомогою диска з лопатками 9. тарілчастого розподільника рідини та підключенВ циркуляційному контурі встановлено триня його до вакуумної системи забезпечується ходовий кран 15. Завантажувальна ємність 1 інтенсифікація процесів без збільшення витрат сполучена з вакуум-насосом 16 за допомогою енергії та підвищується енерго-технологічна ефетрубопроводу з водяним конденсатором 17. Для ктивність роторного гомогенізатора. контролю вакууму, величина якого повинна доріПоставлена задача вирішується тим, що у внювати 0,1...0,2 абсолютної атмосфери, служить роторно-пульсаційному апараті, що містить корвакуумметр 18. пус, в середині якого розміщені коаксіально до осі Запропонований апарат працює таким чином. вала із зазором між собою ніж, ротор, статори та Підготовлені за відповідною рецептурою комдиск з лопатками та ніж, згідно з винаходом, запоненти розчину, що підлягає гомогенізації, зававантажувальна ємність виконана у вигляді бака з нтажують у завантажувальну ємність 1, що викоущільненою кришкою та сполучена з вакуумнана у вигляді бака, закривають і ущільнюють насосом, причому у верхній частині завантажувакришку 2, триходовий кран 15 встановлюють в льної ємності додатково встановлений тарілчасположення циркуляції розчину і включають вакутий розподільник рідини, що сполучений з вхідум-насос 16. Після відкачки середовища до заданим патрубком за допомогою трубопроводу. ної глибини вакууму, що контролюється вакуумВиконання завантажувальної ємності у формі метром 18, включають електродвигун бака з ущільненою кришкою забезпечує підтригомогенізатора 12. При цьому компоненти рідинмання необхідного тиску робочого середовища в ної суміші з нижньої частини завантажувальної апараті при сполученні його до вакуум-насосом. ємності 1 проходять послідовно ніж 5, статор 7, Додаткове встановлення у верхній частині ротор 6та статор 8, де завдяки наявності вакууму завантажувальної ємності тарілчастого розподіу пульсаційному режимі забезпечується значна льника рідини, сполученого з вихідним патрубком інтенсифікація таких процесів як диспергування, за допомогою трубопроводу, забезпечує диспергомогенізація, розчинення або емульгування комгування розчину у верхній частині бака і розвипонентів у рідкому середовищі. Після чого напівнення поверхні масообміну, що обумовлює інтенфабрикат розчину за допомогою диска з лопатсивний процес видалення з рідини під дією ками 9 по циркуляційному трубопроводу 14 вакууму розчиненого повітря, газів і пари. Одноподається в розподільник 13, де шляхом напірночасно здійснюється дезодорація розчину. го стікання по периферії тарілок розподільника у Сполучення завантажувальної ємності з вавигляді плівок, струменів та крапель, завдяки куум-насосом забезпечує відкачку робочого сечому формується розширена поверхня масообредовища до тиску в апараті у межах від 0,1 до міну рідини з середовищем і під дією вакууму з 0,2 абсолютної атмосфери, що призводить в рідини ефективно видаляються всі газоподібні пульсаційному режимі до локального адіабатного компоненти (повітря, гази, пара), що робить нескипання розчину навіть при кімнатній темпераможливим спінення або насичення повітрям розтурі, а це призводить до розвинення кавітаційночину, після чого газові компоненти відкачуються го процесу, при якому взаємодія фаз у гетерогенвакуум-насосом 16 і викидаються у атмосферу, них середовищах підсилюється у десятки разів, при цьому водяна пара конденсується у кондентобто забезпечується значна інтенсифікація просаторі 17. Після багаторазової циркуляції рідини у цесів без суттєвого підвищення витрат енергії. контурі відключають вакуум-насос 16, переклюВинахід, що заявляється, пояснюється кресчають триходовий кран 15 в нижнє положення, ленням, де зливають готову порцію розчину та зупиняють привідний двигун 12 гомогенізатора. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 65406 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601