Пристрій для виробництва в’язких пастоподібних харчових продуктів

Пристрій для виробництва в'язких харчових продуктів, що містить циліндричну робочу ємність з конічним дном, теплообмінною сорочкою і поворотною кришкою, на якій встановлено привід з тихохідною скребковою мішалкою та патрубок для підключення вакуумного насоса, з'єднану в нижній точці конічного дна відводом із роторно-статорним механізмом, виконаним у вигляді колоїдного млина з вихідним патрубком, трубопроводом та триходовим краном із випускним і циркуляційним патрубками, останній з яких підключено до верхньої частини робочої ємності тангенціально, який відрізняється тим, що затилля зубчастого ротора, звернуте до приводу, виконане у вигляді лопатного колеса відцентрового насоса, осьова зона якого сполучається за допомогою кільцевої камери з додатковим патрубком для подачі вихідних в'язких, пастоподібних і твердих компонентів продукту, при цьому сумарна площа радіальних і/або радіально-аксіальних канавок зубчастого ротора й статора в 4 - 10 разів перевищує площу радіального зазору між ротором і статором Винахід належить до обладнання харчової промисловості, зокрема, до пристроїв для механічної, теплової та вакуумної обробки в'язких пастоподібних харчових продуктів, і може бути використаний у молочній та фармацевтичній промисловості Виробництво в'язких, пастоподібних молочних десертів, білкових та вершкових паст, а також плавленого сиру, які мають високі біологічні й фізіологічні властивості є актуальним для задоволення попиту населення в цих продуктах, особливо в сучасних екологічних умовах України Для промислового виробництва в'язких, пастоподібних продуктів застосовують різні види технологічного обладнання які забезпечують виконання процесів завантаження вихідних рідких, сухих і твердоподібних компонентів, їх, тонкого змішування, емульгування, нагрівання, пастеризації, вакуумної обробки, охолодження і подальшого вивантаження на фасування Відомо пристрій для виробництва в'язких, пастоподібних молочних продуктів (десертів із кисломолочного сиру, плавленого сиру) фірми «Stephan» (Німеччина), який складається з поворотної конічної робочої ємності з овальним дном, теплообмінною сорочкою та випуклою відкидною кришкою, на якій установлено привод із тихохідною скребковою мішалкою й патрубок для підклю чення вакуумного насоса В нижній частині дна робочої ємності встановлені інжекційні форсунки для подачі пари і швидкохідна ножова мішалка з приводом (проспект фірми «A Stephan u Sohne GmbH & Co» Stephanplatz 2, D-3250 Hameln 1, 1991 p , Німеччина) Технологічний процес здійснюється шляхом попереднього дозування й завантаження через верхню, відкидну кришку вихідних компонентів продукту в робочу ємність пристрою Після завантаження й герметизації робочої ємності виконують механічну, теплову і вакуумну обробку згідно з вимогами технологічного регламенту, на конкретний вид продукції, яка виробляється Готовий продукт вивантажують через край відкритої робочої ємності, при її повороті Недоліком цього пристрою є те, що при одночасному завантаженні всієї рецептурної КІЛЬКОСТІ ВИХІДНИХ компонентів продукту приводи мішалок повинні витримувати значні перевантаження, крім того, на початковій стадії процесу, коли змішування пастоподібних, сухих і рідких компонентів не здійснене повністю, не можливий ефективний теплообмін Усе це призводить до зростання тривалості технологічного процесу, надмірної механічної обробки продукту і невиправданого зростання встановленої потужності приводів Крім цього, вивантаження готового продукту через край, шляхом 1 00 ю 51287 повороту робочої ємності не відповідає необхідним санітарним нормам сучасного харчового виробництва Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, по технічній суті й ефекту, що досягається, є пристрій фірми «Fnma» (Швейцарія) для виробництва в'язких харчових продуктів (майонезу, соусів, кетчупів), який складається з циліндричної робочої ємності з конічним дном, теплообмінною сорочкою і відкидною кришкою, на якій установлено привод із тихохідною скребковою мішалкою й патрубок для підключення вакуумного насоса Нижня частина конічного дна робочої ємності за допомогою відводу з'єднана з роторно-статорним механізмом, виконаним у вигляді колоїдного млина Вихідний патрубок роторно-статорного механізму трубопроводом та триходовим краном з'єднано з випускним та циркуляційним патрубками, останній з яких тангенціальне підведений до верхньої частини робочої ємності (Проспект фірми «FRIMA-Maschinen AG» СН-4310 Rheinfelden, Schweiz, 1992г, Швейцарія) - прототип Технологічний процес здійснюють таким чином, що ВИХІДНІ компоненти попередньо дозують і завантажують по черзі в робочу ємність за допомогою вакууму, з одночасною механічною, тепловою і вакуумною обробкою потоку продукту, що циркулює в пристрої Недоліком прототипу являється те, що при завантаженні вихідних компонентів із пастоподібною або твердоподібною консистенцією в робочу ємність, безпосередньо перед роторно-статорним механізмом, майже повністю виключена циркуляція цих компонентів через зазор між робочими органами, що значно знижує якість та ефективність технологічного процесу змішування Завдання винаходу - розробка пристрою для виробництва в'язких пастоподібних харчових продуктів, в якому, за рахунок конструктивних змін роторно-статорного механізму та взаємодії його елементів, забезпечується підвищення якості харчових продуктів при одночасному підвищенні надійності роботи пристрою та зниженні енергетичних і трудових витрат Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрої для виробництва в'язких харчових продуктів, який складається з циліндричної робочої ємності з конічним дном, теплообмінною сорочкою і поворотною кришкою, на якій установлено привод з тихохідною скребковою мішалкою та патрубок для підключення вакуумного насоса, з'єднаної в нижній точці конічного дна відводом з роторностаторним механізмом, виконаним у вигляді колоїдного млина з вихідним патрубком, трубопроводом та триходовим краном з випускним і циркуляційним патрубками, останній підключено до верхньої частини робочої ємності тангенціальне, згідно запропонованому винаходу, затилля зубчастого ротора, звернуте до приводу, виконане у вигляді лопатного колеса відцентрового насоса, осьова зона якого сполучається за допомогою кільцевої камери з додатковим патрубком для подачі вихідних в'язких, пастоподібних і твердоподібних компонентів продукту При цьому для забезпечення ефективної циркуляції продукту сумарна площа радіальних і/або радіально-аксіальних канавок зубчастого ротора й статора повинна в 4 - 10 раз перевищувати площу радіального зазору між ротором і статором Виконання затилля зубчастого ротора, звернутого до приводу, у вигляді лопатного колеса відцентрового насоса, осьова зона якого сполучається за допомогою кільцевої камери з додатковим патрубком дозволяє створювати додаткове розрядження в кільцевій камері, що забезпечує ефективне всмоктування і інтенсивне гідродинамічне змішування вихідних в'язких, пастоподібних і твердоподібних компонентів із потоком продукту, який циркулює в пристрої Виконання зубчастих поверхонь ротора і статора із розрахунку, що сумарна площа радіальних і/або радіально-аксіальних канавок зубчастого ротора й статора в 4 - 10 раз перевищує площу радіального зазору між ними, забезпечує дієздатність пристрою при підвищенні в'язкості циркулюючого продукту Винахід пояснюється наступними кресленнями На фіг 1 зображено загальний вид пристрою для виробництва в'язких пастоподібних харчових продуктів, вид збоку На фіг 2 зображено загальний вид пристрою для виробництва в'язких пастоподібних харчових продуктів, вид зверху, На фіг 3 зображено роторно-статорний механізм у розрізі, патрубки умовно повернуті у вертикальній площині Пристрій для виробництва в'язких пастоподібних продуктів (фіг 1 і 2) складається із рами 1, дозуючих ємностей 2 і 3 з кранами 4 і 5 для завантаження сухих і рідких компонентів, циліндричної робочої ємності 6 із конічним дном і теплообмінною сорочкою, поворотної кришки 7, на якій установлено привод 8 із тихохідною скребковою мішалкою 9 та патрубок 10 із зворотним клапаном для підключення вакуумного насоса Нижня частина конічного дна робочої ємності за допомогою відводу 11 із патрубками завантаження 12 і 13, з'єднана з роторно-статорним механізмом 14, виконаним у вигляді колоїдного млина Вихідний патрубок 15 роторно-статорного механізму за допомогою трубопроводу 16 і триходового крана 17 з'єднаний з випускним 18 та циркуляційним 19 патрубками, останній з яких, підключено тангенціальне до верхньої частини робочої ємності Роторно-статорний механізм (фіг 3) складається з корпуса 20, вхідного патрубка 21 для подачі в'язких, пастоподібних і твердоподібних вихідних компонентів, кришки 22 та зубчастого статора 23 Корпус роторно-статорного механізму за допомогою стакана 24 з'єднаний із фланцем приводного електродвигуна 25 Стакан разом із корпусом утворюють кільцеву камеру 26 На валі електродвигуна встановлена проміжна насадка 27 і зубчастий ротор 28, з'єднані за допомогою стяжки 29,яка виконана у вигляді болта з конічною шнековою головкою Затилля ротора, звернуте до приводу, виконане у вигляді лопаткового колеса ЗО відцентрового насоса Герметизація проміжної насадки забезпечується торцевим ущільненням, розміщеним у стакані 51287 Пристрій, який пропонується для виробництва в'язких пастоподібних харчових продуктів, працює наступним чином При закритій поворотній кришці 7, в робочій ємності 6, за допомогою вакуумного насоса, створюють розрядження - 0,05 - 0,07МПа і через вхідний патрубок 13 із дозуючої ємності 3 завантажують ВИХІДНІ рідкі компоненти Потім включають привод роторно-статорного механізму 14 і скребкової мішалки 9 При цьому рідкі компоненти продукту захоплюються ротором 28, проходять гідродинамічну обробку в робочому зазорі роторностаторного механізму й опиняються в трубопроводі 16, звідки через триходовий кран 17 та циркуляційний патрубок 19 знов надходять у робочу ємність Сухі компоненти з дозуючої ємності 2 за допомогою вакууму подають на вхід роторностаторного пристрою 14, в якому здійснюють їх інтенсивне розчинення й змішування з циркулюючими рідкими компонентами продукту Після завантаження рідких і сухих компонентів у додатковий вхідний патрубок 21 подають в'язкий пастоподібний або твердоподібний компонент, який за допомогою розрядження, створюваного вакуумним насосом у робочих порожнинах пристрою, всмоктується з кільцевої камери 26 і попадає на лопаткове колесо ЗО затильної частини зубчастого ротора Під ДІЄЮ гідродинамічних і відцентрових сил в'язкий, пастоподібний компонент інтенсивно змі шується з циркулюючими рідкими компонентами продукту і потім через патрубок 15, трубопровід 16, триходовий кран 17 та патрубок 19 повертається в робочу ємність 6 на рециркуляцію Таким чином, в результаті послідовного завантаження в пристрій в'язких пастоподібних або твердоподібних вихідних компонентів поступово зростає в'язкість І концентрація продукту При цьому одночасно здійснюється теплова обробка продукту (нагрівання, пастеризація або охолодження) шляхом подачі пари, гарячої або холодної води в теплообмінну сорочку робочої ємності Скребкова мішалка підвищує ефективність процесу теплообміну в'язкого продукту через стінку робочої ЄМНОСТІ Після завершення завантаження, механічної і теплової обробки, або при досягненні необхідної концентрації суміші тиск у ємності зрівнюють з атмосферним, а готовий продукт вивантажують на фасування шляхом переключення триходового крана 17 у положення вивантаження через випускний патрубок 18 Пристрій, що пропонується, дозволяє забезпечити надійне вакуумне завантаження вихідних в'язких, пастоподібних і твердоподібних компонентів, їх ефективне гідродинамічне розчинення і змішування з потоком рідких фракцій продукту, які циркулюють через роторно-статорний механізм При цьому одночасно підвищується якість харчового продукту, що виробляється, знижуються енергетичні і трудові витрати ФІГ.1 ФіГ.2 51287 / I I / / I \P6 ФІг.3 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71