RU204882U1

RU204882U1 - Ultrasonic Extractor

Info

Publication number: RU204882U1
Application number: RU2021106317U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Валентинович Алексеев; Вячеслав Алексеевич Шанин; Ольга Алексеевна Егорова; Анна Геннадьевна Леу; Асемгуль Амамбаевна Токбаева
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-06-16

Abstract

Полезная модель относится к пищевой промышленности. Предложено устройство содержащее корпус с входным участком, патрубок для отвода экстрагируемой смеси, привод и ультразвуковой генератор возвратно-поступательных перемещений, который размещен на конце подающей экстрагируемую смесь магистрали. Конец подающей магистрали расположен внутри колпака с цилиндрической боковой стенкой и сферическим днищем, прикрепленным к верхней крышке корпуса. Расстояние от конца магистрали до верхней точки днища равно половине радиуса кривизны сферы. Открытая часть колпака расположена ниже ультразвукового генератора, а на уровне конца магистрали вне колпака установлена сливная воронка, уровень входного отверстия в которой совпадает с верхним уровнем экстрагируемой смеси. Воронка соединена с подающей магистралью при помощи патрубка, в котором установлена заслонка, управляемая поплавковым регулятором уровня экстрагируемой смеси. Место соединения патрубка с подающей магистралью расположено на участке между установленными на ней приводом и ультразвуковым генератором. Устройство обеспечивает увеличение массового выхода и улучшение качества экстракта. 1 ил.The utility model relates to the food industry. The proposed device contains a housing with an inlet section, a branch pipe for withdrawing the extracted mixture, a drive and an ultrasonic generator of reciprocating movements, which is located at the end of the line supplying the extracted mixture. The end of the supply line is located inside a bell with a cylindrical side wall and a spherical bottom attached to the top cover of the body. The distance from the end of the line to the top of the bottom is equal to half the radius of curvature of the sphere. The open part of the bell is located below the ultrasonic generator, and a drain funnel is installed at the level of the line end outside the bell, the level of the inlet in which coincides with the upper level of the extracted mixture. The funnel is connected to the supply line by means of a branch pipe in which a damper is installed, controlled by a float regulator of the level of the extracted mixture. The junction of the branch pipe with the supply line is located in the area between the drive and the ultrasonic generator installed on it. The device provides an increase in mass yield and an improvement in the quality of the extract. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к пищевой и биотехнологической отраслям промышленности и может быть использована с применением кавитационных эффектов при переработке вторичного пищевого сырья, в частности для извлечения из него таких полезных ингредиентов как пектин и инулин.The utility model relates to the food and biotechnological industries and can be used with the use of cavitation effects in the processing of secondary food raw materials, in particular for extracting useful ingredients such as pectin and inulin from it.

Известно устройство, включающее корпус с входным участком и патрубками для ввода и отвода обрабатываемой смеси и расположенный в корпусе ротор с приводом вращательного движения, причем ротор снабжен ультразвуковым генератором возвратно-поступательных перемещений [1].A device is known that includes a housing with an inlet section and nozzles for inlet and outlet of the processed mixture and a rotor with a rotary motion drive located in the housing, and the rotor is equipped with an ultrasonic generator of reciprocating movements [1].

В результате вращения ротора от привода и осевых колебаний, возбуждаемых ультразвуковым генератором, грубая эмульсия интенсивно перемешивается и диспергируется, а получаемая тонкая эмульсия через патрубок отводится из корпуса. При необходимости, в зависимости от вязкости, заданной дисперсности и производительности регулируются частота вращения привода и частота ультразвуковых колебаний генератора.As a result of the rotor rotation from the drive and axial vibrations excited by the ultrasonic generator, the coarse emulsion is intensively mixed and dispersed, and the resulting fine emulsion is discharged from the body through the branch pipe. If necessary, the frequency of rotation of the drive and the frequency of ultrasonic vibrations of the generator are regulated depending on the viscosity, the specified dispersion and productivity.

Успешно используется устройство для выделения пектина из плодово-ягодных выжимок, включающее цилиндрический корпус с конусным днищем, в котором установлен вал с мешалкой и узлы выгрузки и загрузки шрота, сырья и экстрагента. На боковой поверхности корпуса смонтированы магнитострикционные преобразователи, соединенные с источником тока высокой частоты [2].A device for the extraction of pectin from fruit and berry pomace is successfully used, including a cylindrical body with a conical bottom, in which a shaft with a stirrer is installed, and units for unloading and loading meal, raw materials and extractant. Magnetostrictive transducers are mounted on the side surface of the housing, connected to a high-frequency current source [2].

В этом случае результат достигается за счет того, что в установке для ультразвуковой обработки жидких продуктов, сборная емкость для продукта дополнительно снабжена постоянным магнитом с расположением полюсов симметрично оси концентратора.In this case, the result is achieved due to the fact that in the installation for ultrasonic processing of liquid products, the collection container for the product is additionally equipped with a permanent magnet with the arrangement of the poles symmetrically to the axis of the concentrator.

Наиболее близким к заявляемому является устройство, которое включает корпус с входным участком и патрубком для отвода продукта, привод и ультразвуковой генератор возвратно-поступательных перемещений, размещенный на роторе, причем входной участок корпуса выполнен в форме расширяющегося по ходу движения эмульсии усеченного конуса. [3].The closest to the claimed device is a device that includes a housing with an inlet section and a branch pipe for removing the product, a drive and an ultrasonic generator of reciprocating movements, placed on the rotor, and the inlet section of the housing is made in the form of a truncated cone expanding along the direction of movement of the emulsion. [3].

Такая конструкция устройства позволяет повышать эффективность экстрагирования благодаря равномерности перемешивания продукта, подвергаемого ультразвуковым колебаниям.This design of the device makes it possible to increase the extraction efficiency due to the uniformity of mixing of the product subjected to ultrasonic vibrations.

Недостатками устройства является то, что несмотря на увеличение равномерности приготавливаемого продукта за счет установки на корпусе ультразвукового генератора возвратно-поступательных перемещений, под действием которого возбуждается ультразвуковое поле, способствующее возникновению кавитации в компонентах экстрагируемой смеси с мгновенным ее диспергированием, обеспечение доступа экстрагента к мельчайшим твердым частицам, находящимся в составе смеси затруднено из-за малого промежутка времени воздействия ультразвука на смесь.The disadvantages of the device are that, despite the increase in the uniformity of the prepared product due to the installation of an ultrasonic generator of reciprocating displacements on the body, under the action of which an ultrasonic field is excited, contributing to the occurrence of cavitation in the components of the extracted mixture with its instant dispersion, providing the extractant access to the smallest solid particles , which are in the composition of the mixture, is difficult due to the short period of time of exposure to ultrasound on the mixture.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении эффективности работы устройства.The problem to be solved by the proposed utility model is to increase the efficiency of the device.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в увеличении массового выхода и улучшении качества экстракта.The task is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the mass yield and improving the quality of the extract.

Данный технический результат достигается тем, что в ультразвуковом экстракторе, содержащем корпус с входным участком, патрубок для отвода экстрагируемой смеси, привод и ультразвуковой генератор возвратно-поступательных перемещений, новым является то, что ультразвуковой генератор размещен на конце входного участка, выполненного в виде подающей экстрагируемую смесь магистрали, включающей привод. Конец подающей магистрали расположен внутри колпака с цилиндрической боковой стенкой и сферическим днищем, прикрепленным к верхней крышке корпуса. Расстояние от конца магистрали до верхней точки днища равно половине радиуса кривизны сферы. Открытая часть колпака расположена ниже ультразвукового генератора, а на уровне конца магистрали вне колпака установлена сливная воронка, уровень входного отверстия в которой совпадает с верхним уровнем экстрагируемой смеси. Воронка соединена с подающей магистралью патрубком, снабженным заслонкой, управляемой поплавковым регулятором уровня экстрагируемой смеси. Место соединения патрубка с подающей магистралью расположено на участке между установленном на ней приводом и ультразвуковым генератором.This technical result is achieved by the fact that in an ultrasonic extractor containing a housing with an inlet section, a branch pipe for withdrawing the extracted mixture, a drive and an ultrasonic generator of reciprocating movements, the new thing is that the ultrasonic generator is located at the end of the inlet section, made in the form of a feed extractable mixture of the line including the drive. The end of the supply line is located inside a bell with a cylindrical side wall and a spherical bottom attached to the top cover of the body. The distance from the end of the line to the top of the bottom is equal to half the radius of curvature of the sphere. The open part of the bell is located below the ultrasonic generator, and a drain funnel is installed at the level of the line end outside the bell, the level of the inlet in which coincides with the upper level of the extracted mixture. The funnel is connected to the supply line by a branch pipe equipped with a valve controlled by a float regulator of the level of the extracted mixture. The junction of the branch pipe with the supply line is located in the area between the drive installed on it and the ultrasonic generator.

Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой изображена общая схема устройства.The essence of the utility model is illustrated by the figure, which shows the general diagram of the device.

Ультразвуковой экстрактор содержит корпус 1 с входным участком, выполненным в виде подающей экстрагируемую смесь магистрали 2, патрубок для отвода экстрагируемой смеси 3, привод 4 и ультразвуковой генератор возвратно-поступательных перемещений 5, размещенный на конце магистрали 2. Конец подающей магистрали расположен внутри колпака 6 с цилиндрической боковой стенкой и сферическим днищем, прикрепленным к верхней крышке 7 корпуса 1. Расстояние от конца магистрали до верхней точки днища равно половине радиуса кривизны сферы. Открытая часть колпака 6 расположена ниже ультразвукового генератора 5, а на уровне конца магистрали установлена сливная воронка 8, входное отверстие которой совпадает с верхним уровнем экстрагируемой смеси. В патрубке 9, соединяющем воронку 8 с подающей магистралью 2, в месте между приводом 4 и ультразвуковым генератором 5 установлена заслонка 10, наделенная вместе с поплавком 11 функцией регулирования уровня смеси в корпусе 1.The ultrasonic extractor contains a housing 1 with an inlet section made in the form of a line 2 supplying the extracted mixture, a branch pipe for withdrawing the extracted mixture 3, a drive 4 and an ultrasonic generator of reciprocating displacements 5, located at the end of the line 2. The end of the supply line is located inside the hood 6 s a cylindrical side wall and a spherical bottom attached to the top cover 7 of the housing 1. The distance from the end of the line to the top point of the bottom is equal to half the radius of curvature of the sphere. The open part of the bell 6 is located below the ultrasonic generator 5, and a drain funnel 8 is installed at the end of the line, the inlet of which coincides with the upper level of the extracted mixture. In the branch pipe 9 connecting the funnel 8 with the supply line 2, in the place between the drive 4 and the ultrasonic generator 5, a damper 10 is installed, endowed, together with the float 11, with the function of regulating the mixture level in the housing 1.

Устройство работает следующим образом. Экстрагируемая смесь подается в корпус 1 через подающую магистраль 2 с помощью привода 4. Достигая конца магистрали 2, жидкость подвергается воздействию ультразвуковых колебаний от ультразвукового генератора 5, под действием которых в потоке развивается кавитация. Частицы сырья, находящиеся в смеси, при выходе из магистрали 2 под напором ударяются в сферическое днище колпака 6 и дополнительно измельчаются. Форма колпака обеспечивает равномерное распределение смеси в его объеме. После заполнения корпуса 1 экстрагируемой смесью до уровня, определяемого регулирующим поплавком 11, кавитация происходит не только в конце магистрали 2, но и во всем пространстве колпака 6, способствуя диспергированию мисцеллы с более полным выделением экстрагируемого вещества, которое сливается через сливной патрубок 3. Обогащенная газами из образовавшихся пузырьков часть экстрагируемой смеси с оставшимися полезными веществами всплывает вверх и через воронку 8, соединенную с подающей магистралью 2 патрубком 9, подается на участок между приводом 4 и ультразвуковым генератором 5 для повторной обработки, что повышает эффективность работы установки за счет рециркуляции и повторной обработки сырья. При превышении заданного уровня экстрагируемой смеси в корпусе 1, то есть повышении количества легкой, недостаточно глубоко экстрагируемой фракции, поплавок 11 всплывает и обеспечивает более интенсивное поступление жидкости для повторной обработки.The device works as follows. The extracted mixture is fed into the housing 1 through the supply line 2 using the drive 4. Reaching the end of the line 2, the liquid is exposed to ultrasonic vibrations from the ultrasonic generator 5, under the action of which cavitation develops in the flow. The particles of raw materials in the mixture, when leaving the line 2, under pressure hit the spherical bottom of the bell 6 and are additionally crushed. The shape of the cap ensures uniform distribution of the mixture in its volume. After filling the housing 1 with the extractable mixture to the level determined by the control float 11, cavitation occurs not only at the end of the line 2, but also in the entire space of the bell 6, contributing to the dispersion of the miscella with a more complete release of the extractable substance, which is discharged through the drain pipe 3. Enriched with gases from the formed bubbles, a part of the extracted mixture with the remaining useful substances floats up and through the funnel 8, connected to the supply line 2 by the branch pipe 9, is fed to the section between the drive 4 and the ultrasonic generator 5 for reprocessing, which increases the efficiency of the installation due to recirculation and reprocessing raw materials. When the predetermined level of the extracted mixture in the housing 1 is exceeded, that is, the amount of light, insufficiently deeply extracted fraction increases, the float 11 floats up and provides a more intensive flow of liquid for repeated processing.

При необходимости чистки корпуса от технологических отходов в магистраль 2 подается чистая вода, которая обеспечивает удаление этих отходов через воронку 8 и патрубок 9 при открытой заслонке 10 через отвод 3. Далее эти отходы транспортируются для передачи на утилизацию.If it is necessary to clean the housing from process waste, clean water is supplied to the line 2, which ensures the removal of this waste through the funnel 8 and the branch pipe 9 with the valve 10 open through the outlet 3. Further, this waste is transported for transfer to utilization.

В результате оптимального расположения ультразвукового генератора, измельчения частиц сырья и рециркуляции экстрагируемой смеси обеспечивается высокая эффективность работы устройства с достижением увеличения массового выхода и улучшения качества экстракта.As a result of the optimal location of the ultrasonic generator, crushing of the raw material particles and recirculation of the extracted mixture, high efficiency of the device is provided with an increase in the mass yield and an improvement in the quality of the extract.

[1] Патент РФ №1 544 342, МПК В 01 F 7/30, публ. 23.02.1990.[1] RF Patent No. 1 544 342, IPC B 01 F 7/30, publ. 02/23/1990.

[2] Патент РФ №2 063 148, МПК A23 L 1/05, публ. 07.10. 1996.[2] RF Patent No. 2 063 148, IPC A23 L 1/05, publ. 07.10. 1996.

[3] Патент РФ №194194, МПК A 23 L 3/30, публ. 02.12.2019.[3] RF Patent No. 194194, IPC A 23 L 3/30, publ. 02.12.2019.

Claims

An ultrasonic extractor containing a housing with an inlet section, a branch pipe for withdrawing the extracted mixture, a drive and an ultrasonic generator of reciprocating movements, characterized in that the ultrasonic generator is located at the end of the inlet section, made in the form of a line supplying the extractable mixture, while its end is located inside the cap with a cylindrical side wall and a spherical bottom attached to the top cover of the housing, the distance from the end of the line to the top point of the bottom is equal to half the radius of curvature of the sphere , the open part of the bell is located below the ultrasonic generator, and at the level of the end of the line outside the bell, a drain funnel is installed, the level of the inlet of which coincides with the upper level of the extracted mixture, and the funnel is connected to the supply line by a branch pipe equipped with a valve controlled during operation of the device by a float regulator of the level of the extractable mixture, and the junction of the branch pipe with the supply line is located in the area between the drive installed on it and the ultrasonic generator.