Спосіб пастеризації рідких харчових продуктів у потоці та пристрій для його реалізації

1. Спосіб пастеризації потоку рідини, який передбачає кавітаційну обробку рідини в проточних ємностях, який відрізняється тим, що з метою інтенсифікації процесу пастеризації на проточні ємності і на рідину накладають акустичне поле інтенсивністю 140-160дБ із частотою, що рівна частоті резонансу проточної ємності, і за рахунок 3 71760 4 Недоліком пристрою є його низька продуктивхвиль генератора. Таке розташування дозволяє ність, зумовлена локальною дією ультразвукового максимально ефективно використовувати акустиполя, малою пропускною здатністю капіляра. чну енергію. В основу винаходу поставлена задача ствоНа кресленні зображена принципова схема рення способу, та розробка пристрою для обробки запропонованого пристрою, на Фіг.1 - пристрій для рідких харчови х продуктів шля хом дії на оброблюоброблення рідких харчових продуктів у потоці, на ваний продукт у потоці звукових хвиль з метою Фіг.2 - січення А-А пристрою, зображеного на Фіг.1. забезпечення зниження загального забруднення Пристрій складається із акустичної камери 1, мікроорганізмами та збереження фізико-хімічних усередині якої розташований генератор звуку 2 і та поживних властивостей продукту. проточна ємність. Проточна ємність складається із Спосіб обробки потоку рідини передбачає кавхідного 3 і вихідного 4 патрубків, з'єднаних протовітаційну обробку рідини в проточних ємностях. чними елементами 5. Для регулювання подачі Згідно винаходу, на проточні ємності і на рідину рідини на вході і виході патрубків 3 і 4 встановлені накладають акустичне поле інтенсивністю 140засувки 7. Для забезпечення можливості обслуго160дБ із частотою, що рівна частоті резонансу вування в камері передбачений люк (на Фіг.1 він ємності і за рахунок пружних власних коливань не показаний). Стінки камери і люка звукоізольостінок проточних ємностей створюють кавітацію в вані, наприклад, бетоном 6. рідині. Акустичний випромінювач забезпечує генеруВласні пружні коливання стінок проточних ємвання потужного акустичного поля. Проточна ємностей збуджуються вимушеними акустичними ність дозволяє розподілити потік рідини по багаколиваннями повітряного середовища внаслідок тьох елементах 5 і тим самим забезпечити високу дії акустичного генератора. продуктивність і якість обробки. При опроміненні ємності акустичним полем Розміри елементів 5 вибираються з умови речастина енергії хвилі відбивається від зовнішньої зонансу коливань стінок проточних елементів і поверхні цієї ємності, а частина поглинається стінакустичного збудження. Якщо кожний проточний ками та рідиною, яка знаходиться всередині проелемент розглядати як трубку прямокутного січенточної ємності. При цьому, акустична хвиля частиня, то коливання тонких фронтальних стінок можну своєї енергії витрачає на збудження коливань на розглядати як коливання мембрани, защемлестінок ємності і створення кавітації в рідині, що іде ної по краях. Частота коливань прямокутної на руйнування мікроорганізмів. мембрани [2]: Таким чином, рідина, яка прилягає до внутріæ m2 n2 ö 1 E шніх стінок ємностей, піддається власним колиç (1) u= + 2 ÷, 2 ç 2 ванням стінок ємності і одночасно вся рідина об2 r 1- s è a b ÷ ø робляється акустичним полем генератора. де Е - модуль пружності матеріалу мембрани; Коливання стінок проточних ємностей генерують r - густина матеріалу; кавітаційні бульбашки, які інтенсивно руйнують m=1, 2,...; n=1, 2,...; мікроорганізми. а - довжина мембрани; Нижня межа інтенсивності акустичного поля b - ширина мембрани. (140дБ) вибрана із умови забезпечення збудження Пристрій працює так: включають акустичний кавітації [1]. Верхня межа (160дБ) вибрана із врагенератор 2. По впускному патрубку 3 закачують хуванням технічних можливостей генераторів звуоброблювану рідину, яка рівномірно розподіляєтьку. Частотний діапазон звукового генератора вибся по проточних елементах 5. Під час прокачуванраний із умови резонансу звуку з проточною ня рідини через трубки 5 вона піддається акустичємністю. ній і кавітаційній обробці. Пастеризований Пристрій для пастеризації потоку рідини місрідинний продукт поступає на розфасовку у стеритить акустичну камеру із генератором потужного льний посуд. Для припинення подачі рідинного акустичного поля і проточну ємність. Згідно з випродукту на вході і на виході патрубків 3 і 4 переднаходом, проточна ємність виконана у вигляді бачені засувки 7. плоских елементів, з'єднаних з вхідним і вихідним Приклад конкретного виконання способу. патрубками подачі рідини, а розміри проточних Проточна ємність утворена багатоелементною елементів вибрані з умови резонансу з акустичним системою плоских трубок прямокутного січення. полем. Кожна трубка має тонкі фронтальні стінки, які моКонструкція пристрою дозволяє підвищити жна розглядати як прямокутні мембрани із защемпродуктивність процесу обробки потоку рідини за леними краями. рахунок прокачки її через велику кількість плоских Згідно з (1) для стальної мембрани проточних елементів, в яких проходить кавітаційна (E=2.1×106кг/cм 2, r =0.078кг/см 3, s =0,28) з розміі звукова обробка, завдяки збудженню генераторами а=100см b=10см отримуємо значення частором звуку стінок проточних елементів. Поставлена мета досягається тим, що у прити першої гармоніки (i=1, k=1): строї розміри плоских проточних елементів прямо1 2 .1 × 106 æ 1 1 ö кутного січення вибираються виходячи з умови u= ç + 2 ÷ = 270Гц. ÷ 2 ç 2 2 0 . 078(1 - 0,28 ) è 100 10 ø забезпечення резонансу власних частот стінок проточних елементів з частотою акустичного генеНа таку ж частоту був настроєний акустичний ратора, що забезпечує кавітаційну обробку потоку випромінювач. рідини. Проточні ємності встановлені перпендикуВикористана література лярно до напрямку розповсюдження акустичних ( ) 5 71760 6 1. Г.А. Кардашев "Физические методы интен2. М.С. Седов, "Решение некоторых основных сификации процессов химической технологии", М.: задач о собственных колебаниях упруги х тел", Химия 1990г., с.205. Горьковский инженерно-строительный институт 1970г., с.47. Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601