RU156401U1 - Вихревая камера для концентрирования жидких пищевых продуктов в закрученном газовом потоке - Google Patents

Abstract

Вихревая камера для проведения концентрирования жидких пищевых продуктов в закрученном газовом потоке, содержащая цилиндрический корпус с плоской крышкой и днищем гиперболической формы, входные и выходные патрубки жидкого пищевого продукта и греющего газа, щелевой отсекатель со сливными стаканами, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тангенциально-лопаточный завихритель, газораспределительное устройство, смонтированное над крышкой корпуса, кольцевой трубчатый распределитель жидкого продукта с перфорацией в нижней части, установленный по периферии внутри камеры, охлаждающую рубашку, расположенную вокруг нижней части днища и центрального патрубка выхода газа.

Description

B01D 1/14

ВИХРЕВАЯ КАМЕРА ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ЗАКРУЧЕННОМ ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

Настоящая полезная модель относится устройствам для проведения тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость, в частности, к технике концентрирования жидких пищевых продуктов и может применяться в пищевой и других смежных отраслях промышленности.

Из существующего уровня техники известно тепломассообменное устройство для контакта газа и жидкости в вихревом потоке (см. патент RU 127881, опубл. 10.05.2013), состоит из корпуса, выполненного в форме усеченного конуса, патрубка для выхода газожидкостной смеси на сепарацию, расположенного в нижней части устройства, патрубков для входа и выхода жидкости, лопаточного тангенциального завихрителя и форсунки, обеспечивающей объемный факел распыла жидкости. Форсунка расположена в устройстве перед входным патрубком для подачи жидкости. Устройство имеет коническое днище без перфорации и коническое днище с перфорацией. Причем в стенке конического днища с перфорацией отверстия выполнены для отвода стекающей по внутренней поверхности корпуса жидкости. Недостатком данного технического решения является неравномерность распыления жидкости форсункой в рабочем объеме устройства, сложность конструкции днища способствует отложению загрязнений на ее поверхности, забиванию перфорации и снижению эффективности процесса сепарации.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является вихревая камера для проведения тепломассообменных процессов (авторское свидетельство SU 1816464 A1, опубл. 23.05.93). Вихревая камера состоит из корпуса с коаксиально размещенным в нем цилиндрическим направляющим аппаратом, имеющим тангенциально расположенные прорези. Внутренняя сторона направляющего аппарата совместно с верхней плоской торцевой крышкой и нижней конической крышкой образует рабочий объем вихревой камеры, причем торцовые крышки могут иметь различный профиль (плоский, конический, гиперболический и разные их сочетания). В рабочем объеме камере на верхней торцовой крышке на среднем диаметре установлена кольцевая перегородка. Для подвода газовой фазы к корпусу крепятся штуцеры. Штуцеры для подачи жидкости размещены у периферии нижней торцовой крышки. Верхняя торцовая крышка имеет центральное выходное отверстие, к которому крепится выходной патрубок, имеющий на расстоянии двух диаметров патрубка горизонтальную сепарационную прорезь и снабженный сливным стаканом. Недостатками данного технического решения являются точечность ввода жидкости, что приводит к неравномерности её распределения при подаче в камеру, боковой газоприток способствует потери входной скорости газа в результате удара о цилиндрическую направляющую, организация двухфазного взаимодействия предусматривает осаждение капель жидкости на нижней конической крышке.

Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является повышение эффективности концентрирования жидких пищевых продуктов при высоких нагрузках по газовой фазе при сравнительно низких энергетических затратах на его проведение.

Данная задача решается за счет того, что заявленная вихревая камера для проведения концентрирования жидких пищевых продуктов в закрученном газовом потоке, характеризующаяся тем, что она состоит из цилиндрического корпуса, плоской крышки, днища гиперболической формы, тангенциально-лопаточного завихрителя, щелевого отсекателя со сливными стаканами, патрубков для входа/выхода жидкого пищевого продукта и греющего газа, причем устройство для подачи газа установлено над крышкой камеры, а устройство для подачи жидкости расположено внутри по периферии камеры.

Ввод греющего газа в рабочую камеру может быть осуществлен через газораспределительное устройство.

Для подачи жидкого пищевого продукта может быть использован кольцевой трубчатый распределитель с перфорацией в нижней части.

Вокруг нижней части днища и центрального патрубка выхода газа может быть расположена охлаждающая рубашка.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является более высокая эффективность удалении воды без существенного изменения химических, питательных, органолептических и физиологических свойств исходного пищевого продукта при относительно низких затратах энергии, низкое гидравлическое сопротивление камеры.

Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фиг.1 схематично изображена вихревая камера, продольный разрез.

Вихревая камера состоит из цилиндрического корпуса 1, плоской крышки 2, днища 3 гиперболической формы, тангенциального завихрителя 4, изготовленного из профилированных по дуге окружности направляющих лопастей 5. Газораспределительное устройство 6, смонтированное над крышкой камеры, имеет осевой патрубок ввода греющего газа 7. Подвод жидкого пищевого продукта осуществляется через патрубки 8 в кольцевой трубчатый распределитель 9, расположенный по периферии внутри рабочей камеры. По всей длине окружности распределителя 9 имеются нижние оросительные отверстия. Центральный патрубок выхода газа 10 содержит щелевой отсекатель 11 и снабжен сливными карманами 12 для отвода отсепарированного концентрированного жидкого продукта. На наружной обечайке днища 3 и выходном патрубке 10 находится рубашка охлаждения 13, питаемая охлаждающим агентом через технологические патрубки ввода 14 и вывода 15.

Вихревая камера для концентрирования жидких пищевых продуктов в закрученном газовом потоке работает следующим образом.

Газ, предварительно нагретый в калорифере, подается через осевой патрубок 7 газораспределительного устройства 6 в вихревую камеру. Пройдя через тангенциально-лопаточный завихритель 4, газ приобретает вращательное движение, и в рабочей зоне камеры образуется завихренный газовый поток. В распределитель 9 через штуцеры 8 подается жидкий продукт, и через специальные отверстия распределителя подается в камеру, где дробится высокоскоростным потоком газа на капли, образуя вращающийся газожидкостный слой. Такое взаимодействие обеспечивает высокую тепломассообменную эффективность процесса испарения воды жидкого продукта, что способствует интенсификации процесса концентрирования. Под действием центробежной силы жидкий продукт отбрасывается к стенкам камеры. Газ удаляется через центральный патрубок 10. Чтобы избежать попадание продукта на стенку, имеющую достаточную температуру для гибели витаминов, ферментов и других полезных веществ, содержащихся в жидких пищевых продуктах, а также к пригоранию продукта к стенке и карамелизации сахаров, профиль днища имеет гиперболическую форму и нижняя часть днища 3, где непосредственно образуется движение стекающей пленки жидкости по стенке, постоянно охлаждается рубашкой 13. Далее концентрированный продукт стекает вниз под действием силы тяжести и в выходном патрубке 10 проходит через сепарационную щель 11, откуда в сливные стаканы 12 и выводится из вихревой камеры.

Claims (1)

1. Вихревая камера для проведения концентрирования жидких пищевых продуктов в закрученном газовом потоке, содержащая цилиндрический корпус с плоской крышкой и днищем гиперболической формы, входные и выходные патрубки жидкого пищевого продукта и греющего газа, щелевой отсекатель со сливными стаканами, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тангенциально-лопаточный завихритель, газораспределительное устройство, смонтированное над крышкой корпуса, кольцевой трубчатый распределитель жидкого продукта с перфорацией в нижней части, установленный по периферии внутри камеры, охлаждающую рубашку, расположенную вокруг нижней части днища и центрального патрубка выхода газа.

   

Images