RU2018527C1

RU2018527C1 - Apparatus for stabilization of juices and wines by cooling

Info

Publication number: RU2018527C1
Application number: RU92011613A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков; О.И. Андронова; Б.Л. Флауменбаум; Ифеаний Габриэль Окафор; Г.И. Касьянов
Original assignee: Ассоциация делового сотрудничества "Росинтранс"
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: food-processing industry. SUBSTANCE: apparatus has heat-insulated vessel with unstable raw material and coolant supply devices and devices for withdrawal of stable raw material, crystallized sediment and spent coolant, mixer mounted on shaft and coolant supply source, with liquid carbonic dioxide being used as coolant. Shaft and mixer are made hollow and communicated with liquid carbonic dioxide source. Nozzles mounted on mixer at opposite sides of shaft are communicated with mixer cavity and provided with outlet openings disposed in planes extending parallel to shaft axis and oriented in opposite directions perpendicular to shaft axis. EFFECT: high-quality product. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и виноделия и может быть использовано для удаления винного камня из соков или вин. The invention relates to equipment for the food industry and winemaking and can be used to remove tartar from juices or wines.

Известно устройство для стабилизации соков или вин охлаждением, включающее теплоизолированную емкость со средствами подачи нестабильного сырья и хладагента, средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка и отработанного хладагента, источник хладагента и эжектор суспензии осадка (заявка Франции N 2450872, кл. C 12 H 1/06, 1980). A device is known for stabilizing juices or wines by cooling, including a thermally insulated container with means for supplying unstable raw materials and refrigerant, means for removing stable raw materials, crystalline precipitate and spent refrigerant, a source of refrigerant and an ejector of a suspension of sediment (French application No. 2450872, class C 12 H 1 / 06, 1980).

Недостатком этого устройства являются высокие энергозатраты на взмучивание кристаллического осадка посредством эжектора и опосредованный емкостью теплообмен сырья с хладагентом, а также низкая надежность устройства из-за высокого абразивного износа эжектора при пропускании по нему суспензии. The disadvantage of this device is the high energy consumption for agitating the crystalline precipitate by means of an ejector and the heat exchange of the raw materials with the refrigerant mediated by the capacity, as well as the low reliability of the device due to the high abrasive wear of the ejector when the suspension is passed through it.

Наиболее близким к изобретению является устройство для стабилизации соков или вин охлаждением, включающее теплоизолированную емкость со средствами подачи нестабильного сырья и хладагента, средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка с отработанного хладагента, закрепленную на приводном валу мешалку и источник хладагента [1]. Closest to the invention is a device for stabilizing juices or wines by cooling, including a thermally insulated container with means for supplying unstable raw materials and refrigerant, means for removing stable raw materials, crystalline precipitate from spent refrigerant, a mixer and a source of refrigerant fixed to the drive shaft [1].

Это устройство обладает большей надежностью, но сохраняет высокую энергоемкость из-за опосредованного емкостью теплообмена между хладагентом и обрабатываемым сырьем и необходимости механического привода для вала с мешалкой. This device is more reliable, but retains high energy consumption due to heat exchange mediated by the capacity between the refrigerant and the processed raw materials and the need for a mechanical drive for a shaft with a stirrer.

В предлагаемом устройстве для стабилизации соков или вин охлаждением, включающем теплоизолированную емкость со средствами подачи и нестабильного сырья и хладагента, средствами отвода стабильного сырья, кристаллического осадка и отработанного хладагента, закрепленную на валу мешалку и источник хладагента, согласно изобретению источник хладагента выполнен в виде источника жидкой двуокиси углерода, вал и мешалка выполнены полыми и сообщены с источником жидкой двуокиси углерода, а на мешалке по разные стороны вала установлены сопла, сообщенные с ее полостью, выходные отверстия которых расположены в плоскостях, параллельных валу, и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси вала. In the proposed device for stabilizing juices or wines by cooling, including a thermally insulated container with means for supplying and unstable raw materials and refrigerant, means for removing stable raw materials, crystalline precipitate and spent refrigerant, a stirrer and a refrigerant source fixed to the shaft, according to the invention, the refrigerant source is made in the form of a liquid source carbon dioxide, the shaft and the mixer are hollow and in communication with the source of liquid carbon dioxide, and nozzles are installed on the mixer on either side of the shaft, flanged with its cavity, the outlet openings of which are located in planes parallel to the shaft and directed in opposite directions perpendicular to the axis of the shaft.

Это позволяет снизить энергоемкость устройства за счет непосредственного теплообмена сырьем и хладагентом и дополнительного поглощения тепловой энергии за счет выполнения хладагентом работы по вращению вала с мешалкой. This allows you to reduce the energy consumption of the device due to direct heat exchange by raw materials and refrigerant and additional absorption of thermal energy due to the work of the refrigerant to rotate the shaft with the mixer.

Одним из предпочтительных вариантов воплощения изобретения предусмотрена симметричная установка сопл относительно оси вала. One of the preferred embodiments of the invention provides a symmetrical installation of nozzles relative to the axis of the shaft.

Это позволяет избежать несимметричных нагрузок на вал и повысить надежность работы устройства. This avoids asymmetric loads on the shaft and increase the reliability of the device.

Другим предпочтительным вариантом воплощения изобретения предусмотрено выполнение мешалки из пористого материала. Another preferred embodiment of the invention provides for the implementation of the mixer of a porous material.

Это позволяет увеличить поверхность контакта фаз при барботировании в сырье жидкой двуокиси углерода, чем повышается эффективность обработки сырья и производительность процесса. This allows you to increase the contact surface of the phases when bubbling liquid carbon dioxide in the feed, which increases the processing efficiency of the feed and the productivity of the process.

Предусмотрено шарнирное закрепление мешалки на валу со смешением тяжести относительно оси вала, выполнение вала съемным, а соединения полостей вала и мешалки в виде гибкого шланга. The agitator is pivotally mounted on the shaft with a mixture of gravity relative to the axis of the shaft, the shaft is removable, and the connection of the shaft cavities and the mixer in the form of a flexible hose.

Это позволяет обрабатывать с помощью одного комплекта вала с мешалкой сырье в нескольких емкостях. This allows you to process raw materials in several containers with one set of a shaft with a mixer.

В том случае возможно выполнение мешалки из телескопически соединенных секций. In that case, it is possible to make the mixer from telescopically connected sections.

Это упрощает транспортировку вала с мешалкой от емкости к емкости. This simplifies the transport of the shaft with the mixer from tank to tank.

Еще одним предпочтительным вариантом предусмотрено снабжение мешалки дополнительным соплом, выходное отверстие которого направлено ниже выходных отверстий основных сопл. Another preferred option is to provide the mixer with an additional nozzle, the outlet of which is directed below the outlet openings of the main nozzles.

Это позволяет повысить эффективность взмучивания осадка и облегчает выделение кристаллического осадка за счет постоянной циркуляции центров кристаллизации в объеме обрабатываемого сырья. This allows to increase the efficiency of sediment agitation and facilitates the precipitation of crystalline precipitate due to the constant circulation of crystallization centers in the volume of processed raw materials.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - мешалка с симметричным расположением сопл; на фиг. 3 - съемный узел мешалки с телескопическим соединением секций и дополнительным соплом. In FIG. 1 shows a device, a General view in section; in FIG. 2 - a mixer with a symmetrical arrangement of nozzles; in FIG. 3 - removable node of the mixer with telescopic connection of sections and an additional nozzle.

Устройство для стабилизации соков или вин охлаждением включает теплоизолированную, например помещенную в винный погреб, емкость 1 с патрубком 2 подачи нестабильного сырья, служащим одновременно выхлопным патрубком для отвода отработанного хладагента в виде газообразной двуокиси углерода, и патрубком 3 отвода стабильного сырья и кристаллического осадка, источник 4 жидкой двуокиси углерода, сообщенный с полостями вала, и мешалки 6, установленные с возможностью вращения в подшипниковом узле 7. Полость мешалки 6 сообщена с соплами 8, установленными по разные стороны вала, выходные отверстия 9 которых расположены в плоскостях, параллельных валу 5, и направлены в противоположные стороны перпендикулярно оси вала 5. A device for stabilizing juices or wines by cooling includes a thermally insulated container, for example, placed in a wine cellar, 1 with a pipe 2 for supplying unstable raw materials, which simultaneously serves as an exhaust pipe for removing spent refrigerant in the form of gaseous carbon dioxide, and a pipe 3 for removing stable raw materials and crystalline precipitate, source 4 liquid carbon dioxide in communication with the cavities of the shaft, and the agitator 6 mounted rotatably in the bearing assembly 7. The cavity of the agitator 6 is in communication with the nozzles 8, installed nnym on opposite sides of the shaft, the outlet openings 9 which are located in planes parallel to the shaft 5 and directed in opposite directions perpendicular to the axis of the shaft 5.

Возможно (фиг. 2) симметричное расположение сопл 8 относительно оси вала 5 и выполнение мешалки 6 из пористого материала. Perhaps (Fig. 2) a symmetrical arrangement of the nozzles 8 relative to the axis of the shaft 5 and the implementation of the mixer 6 of porous material.

Для использования вала 5 с мешалкой 6 при обработке сырья в нескольких емкостях 1 (фиг. 3) подшипниковый узел 7 выполняют по внутреннему диаметру патрубка 2 и съемным совместно с валом 5, мешалкой 6 и источником 4 жидкой двуокиси углерода. При этом полость вала 5 соединена с полостью лопасти 6 посредством гибкого шланга 10 и лопасть 6 закреплена на валу посредством шарнира 11 со смешением центра тяжести относительно оси вала 5, выполнена из телескопически соединенных секций 12 и снабжена дополнительным соплом 13, выходное отверстие 14 которого направлено ниже выходных отверстий основных сопл 8. Желательно расположение сопла 13 со стороны центра тяжести лопасти 6 относительно шарнира 11. To use the shaft 5 with the mixer 6 when processing raw materials in several containers 1 (Fig. 3), the bearing assembly 7 is made according to the inner diameter of the pipe 2 and is removable together with the shaft 5, the mixer 6 and the source 4 of liquid carbon dioxide. In this case, the cavity of the shaft 5 is connected to the cavity of the blade 6 by means of a flexible hose 10 and the blade 6 is fixed to the shaft by a hinge 11 with mixing of the center of gravity relative to the axis of the shaft 5, made of telescopically connected sections 12 and provided with an additional nozzle 13, the outlet 14 of which is directed below the outlet of the main nozzle 8. It is desirable that the nozzle 13 is located on the side of the center of gravity of the blade 6 relative to the hinge 11.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Обрабатываемое сырье, например виноматериал Ркацители, заливают в емкость 1 через патрубок 2. Из источника 4 через полости вала 5 и лопасти 6 в сопла 8 подают жидкую двуокись углерода при давлении выше атмосферного. Жидкая двуокись углерода, выходя из сопл 8, подвергается адиабатному расширению, охлаждается с поглощением теплоты, одновременно приводя во вращение вал 5 с лопастью 6 в подшипниковом узле 8 за счет реактивной силы газового потока, возникающей в выходных отверстиях 9 сопл 8 и создающей на валу 5 крутящий момент за счет их расположения. The processed raw materials, for example, Rkatsiteli wine material, are poured into the tank 1 through the pipe 2. From the source 4 through the cavity of the shaft 5 and the blade 6 into the nozzle 8 serves liquid carbon dioxide at a pressure above atmospheric. Liquid carbon dioxide exiting the nozzles 8 undergoes adiabatic expansion, cools with absorption of heat, and simultaneously rotates the shaft 5 with the blade 6 in the bearing assembly 8 due to the reactive force of the gas flow arising in the outlet openings 9 of the nozzles 8 and creates on the shaft 5 torque due to their location.

При выполнении лопасти 6 из пористого материала часть двуокиси углерода барботируется в сырье через поры лопасти 6, увеличивая количество пузырьков и развивая поверхность контакта, которая ускоряет охлаждение сырья и выпадение из него кристаллического осадка. Симметричное расположение сопл 8 относительно вала 5 не вызывает возникновения изгибающего момента на валу и в подшипниковом узле 7, чем увеличивает надежность и долговечность работы устройства. Если лопасть 6 соединена с валом 5 посредством шарнира 11 за счет центробежной силы в процессе работы лопасть занимает горизонтальное положение. Наличие дополнительного сопла 13 и его расположение позволяет направить часть потока двуокиси углерода ко дну емкости 1, взмучивая струей из выходного отверстия 14 сопла 13 осадок на дно емкости и осуществляя его циркуляцию в сырье для постоянного наличия в нем центров кристаллизации. When the blades 6 are made of a porous material, part of the carbon dioxide is bubbled into the feed through the pores of the blades 6, increasing the number of bubbles and developing a contact surface that accelerates the cooling of the feed and the precipitation of a crystalline precipitate from it. The symmetrical arrangement of the nozzles 8 relative to the shaft 5 does not cause a bending moment on the shaft and in the bearing assembly 7, which increases the reliability and durability of the device. If the blade 6 is connected to the shaft 5 through the hinge 11 due to centrifugal force during operation, the blade occupies a horizontal position. The presence of an additional nozzle 13 and its location allows you to direct part of the flow of carbon dioxide to the bottom of the tank 1, stirring up a stream from the outlet 14 of the nozzle 13 of the sediment to the bottom of the tank and circulating it in the feed for the constant presence of crystallization centers in it.

Барботирование двуокиси углерода приводит к охлаждению сырья до температуры, близкой к температуре замерзания сырья, что приводит к выпадению осадка солей винной кислоты, растворимость которых резко падает, их кристаллизации на вносимых в реакционный объем центрах кристаллизации взмученного осадка. Sparging of carbon dioxide leads to cooling of the raw material to a temperature close to the freezing temperature of the raw material, which leads to the precipitation of tartaric acid salts, the solubility of which sharply decreases, their crystallization at the centers of crystallization of the turbid sediment introduced into the reaction volume.

Отработанный хладагент, двуокись углерода в газовой фазе, удаляется из емкости 1 через патрубок 2. После завершения обработки сырья подачу двуокиси углерода из источника 4 прекращают. Съемный узел мешалки в этом случае складывается за счет смешения центра тяжести мешалки 6 относительно оси вала 5 и ее проворота в шарнире 11 с деформацией гибкого шланга 10 до положения, близкого к вертикальному. В таком положении узел извлекают из обработанной емкости 1 через патрубок 2, складывают телескопические секции 12 для удобства транспортировки и переносят в другую емкость 1, где через патрубок 2 вводят в рабочий объем для обработки следующей дозы сырья с фиксацией подшипникового узла 7 в патрубке 2 емкости 1, а обработанное сырье из предыдущей емкости 1 совместно с кристаллическим осадком удаляют на разделение. The spent refrigerant, carbon dioxide in the gas phase, is removed from the tank 1 through the nozzle 2. After completion of the processing of raw materials, the flow of carbon dioxide from the source 4 is stopped. The removable assembly of the mixer in this case develops by mixing the center of gravity of the mixer 6 relative to the axis of the shaft 5 and its rotation in the hinge 11 with deformation of the flexible hose 10 to a position close to vertical. In this position, the assembly is removed from the treated container 1 through the pipe 2, the telescopic sections 12 are folded for ease of transportation and transferred to another container 1, where it is introduced into the working volume through the pipe 2 to process the next dose of raw materials with the bearing assembly 7 fixed in the pipe 2 of the container 1 and the processed raw materials from the previous tank 1 together with the crystalline precipitate are removed for separation.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает сниженной энергоемкостью за счет использования хладагента для перемешивания сырья в процессе обработки, непосредственного теплообмена между сырьем и хладагентом и привода мешалки, что повышает КПД его использования. Thus, the proposed device has a reduced energy consumption due to the use of a refrigerant for mixing the raw materials during processing, direct heat exchange between the raw materials and the refrigerant and the drive of the mixer, which increases the efficiency of its use.

Claims

1. A DEVICE FOR STABILIZING JUICES AND WINE COOLED, containing a thermally insulated container with means for supplying unstable raw materials and refrigerant and means for removing stable raw materials, crystalline precipitate and spent refrigerant, a mixer and a source of refrigerant fixed to the shaft, characterized in that the source contains liquid as a refrigerant carbon dioxide, the shaft and the mixer are hollow and connected to the source of liquid carbon dioxide, and on the mixer on the opposite sides of the shaft are installed communicated with its cavity nozzles, the outlet openings of which are located in planes parallel to the axis of the shaft, and directed in opposite directions perpendicular to the axis of the shaft.

2. The device according to claim 1, characterized in that the nozzle is installed symmetrically to the axis of the shaft.

3. The device according to claim 1, characterized in that the mixer is made of porous material.

4. The device according to claim 1, characterized in that the mixer is pivotally mounted on the shaft with a shift of the center of gravity relative to the axis of the shaft, the shaft is removable, and the connection of the cavity of the shaft with the cavity of the mixer is made in the form of a flexible hose.

5. The device according to claim 4, characterized in that the mixer is made of telescopically connected sections.

6. The device according to claim 1, characterized in that the mixer is equipped with an additional nozzle, the outlet of which is directed below the outlet openings of the main nozzles.