RU2074245C1

RU2074245C1 - Installation for production of clarified juices and wines

Info

Publication number: RU2074245C1
Application number: RU94036023A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: food industry and wine making. SUBSTANCE: installation comprises reservoirs for supplying juice or wine material and sorbent suspension; mixer; reservoir for ultrasound treatment of mixture made in the form of perforated drum installed on hollow horizontal drive shaft, and it has perforation holes in the form of ultrasound nozzles on which inputs swirls are installed; embracing drum of steam chamber; and separative unit. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и виноделия и может быть использовано в производстве осветленных стерилизованных соков и вин. The invention relates to equipment for the food industry and winemaking and can be used in the production of clarified sterilized juices and wines.

Известна установка для производства осветленных соков и вин, содержащая емкости для подачи сока или виноматериала и суспензии сорбента, смеситель, стационарную емкость для ультразвуковой обработки смеси с установленными в ней струнами из упругого материала и сепарационный узел (авт.св. СССР N 1721084, кл. С 12 Н 1/02, 1992). A known installation for the production of clarified juices and wines containing containers for supplying juice or wine material and a suspension of sorbent, a mixer, a stationary container for ultrasonic treatment of a mixture with strings of elastic material installed in it and a separation unit (ed. St. USSR N 1721084, class. C 12 H 1/02, 1992).

Недостатком этой установки является низкая энергоемкость генерируемых в смеси ультразвуковых колебаний, снижающая надежность отделения взвесей и стерилизации. The disadvantage of this installation is the low energy intensity of the ultrasonic vibrations generated in the mixture, which reduces the reliability of suspension separation and sterilization.

Задача изобретения повышение энергоемкости генерируемых в смеси ультразвуковых колебаний за счет энергии подаваемого пара. The objective of the invention is to increase the energy intensity of the ultrasonic vibrations generated in the mixture due to the energy of the supplied steam.

Задача решается тем, что в установке для производства осветленных соков и вин, содержащей емкости для подачи сока или виноматериала и суспензии сорбента, смеситель, емкость для ультразвуковой обработки смеси и сепарационный узел, согласно изобретению, емкость для ультразвуковой обработки смеси выполнена в виде установленного на полом горизонтальном приводном валу барабана с перфорацией в виде сверхзвуковых сопел, на входах в которые установлены завихрители, и охватывающей барабан паровой камеры. The problem is solved in that in the installation for the production of clarified juices and wines, containing containers for supplying juice or wine material and a suspension of sorbent, a mixer, a container for ultrasonic treatment of the mixture and a separation unit, according to the invention, the container for ultrasonic processing of the mixture is made in the form of installed on the floor horizontal drive shaft of the drum with perforation in the form of supersonic nozzles, at the inputs of which swirls are installed, and covering the drum of the steam chamber.

Это позволяет увеличить энергоемкость генерируемых в смеси ультразвуковых колебаний за счет энергии вдуваемого в нее пара; в том числе за счет использования скрытой теплоты его конденсации. This allows you to increase the energy intensity of the ultrasonic vibrations generated in the mixture due to the energy of the vapor injected into it; including through the use of the latent heat of its condensation.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг.2 показан увеличенный фрагмент 1 фиг.1. Figure 1 shows a diagram of the proposed installation; figure 2 shows an enlarged fragment 1 of figure 1.

Установка для производства осветленных соков и вин содержит емкости 1 и 2 для подачи сока или виноматериала и суспензии сорбента соответственно, смеситель 3, емкость для ультразвуковой обработки смеси, выполненную в виде установленного на горизонтальном полом приводном валу 4 барабана 5 с перфорацией в виде сверхзвуковых сопел 6, на входах в которые установлены завихрители 7, охватывающей барабан паровой камеры 8, и сепарационный узел 9. A plant for the production of clarified juices and wines contains containers 1 and 2 for supplying juice or wine material and a suspension of sorbent, respectively, a mixer 3, a container for ultrasonic treatment of the mixture, made in the form of a drum 5 mounted on a horizontal hollow drive shaft 4 with perforation in the form of supersonic nozzles 6 , at the entrances to which swirlers 7 are installed, covering the drum of the steam chamber 8, and a separation unit 9.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Сырье из емкости 1 подают в смеситель 3 одновременно с заданным количеством суспензии сорбента из емкости 2. Полученную смесь через полость вала 4 подают на внутреннюю поверхность вращаемого на валу 4 барабана 5. В поле центробежных сил смесь распределяется по внутренней поверхности барабана 5 в виде пленки. Одновременно из паровой камеры 8 через сверхзвуковые сопла 6 в пленку смеси подают пар, закрученный завихрителями 7. На выходе из сопел 6 происходит турбулентный срыв струй пара с образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Закрученный сверхзвуковой поток пара имеет бочкообразную форму и создает регулярные скачки уплотнения сверхзвуковой частоты до дробления потока на отдельные пузырьки, всплывающие в пленке смеси под действием силы инерции и архимедовой силы и при противодействии сил трения и поля центробежных сил. В таких условиях в пузырьках возникают тороидальные потоки и пульсации объема. Пленка смеси турбулизируется струями и пузырьками пара. Это приводит к ускоренному обновлению поверхности контакта фаз и уменьшению толщины пограничного ламинарного слоя. В результате при характерных для данного устройства числах Рейнольдса, равных 100 1000, осредненные по времени числа Нуссельта составляют 30 50. В условиях теплообмена такой интенсивности происходит резкий разогрев смеси сопровождающийся спонтанной термокоагуляцией белков, и охлаждение и конденсация пузырьков пара со схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой. Под действием высокоэнергоемких ультразвуковых колебаний взвеси суспензии коагулируют в крупные агломераты, а микрофлора как в вегетативной, так и в споровой формах, гибнет в результате коагуляции содержимого клеток при ускоренной ультразвуком диффузии горячей жидкости через клеточные мембраны или в результате разрушения ультразвуком потерявших в результате теплового воздействия прочность клеточных оболочек. Далее обработанная таким образом смесь поступает в сепарационный узел 9, где происходит отделение скоагулированной совместно с сорбентом и адсорбированными на нем окислительными ферментами твердой фазы от жидкой фазы стерильного сырья. The raw materials from the tank 1 are fed into the mixer 3 simultaneously with a predetermined amount of the sorbent suspension from the tank 2. The resulting mixture is fed through the shaft 4 to the inner surface of the drum 5 rotated on the shaft 4. In the field of centrifugal forces, the mixture is distributed on the inner surface of the drum 5 in the form of a film. At the same time, steam twisted by swirls 7 is fed into the mixture film from the steam chamber 8 through supersonic nozzles 6 and turbulent disruption of steam jets occurs at the exit from nozzles 6 with the formation and collapse of cavitation cavities with an ultrasonic frequency. The swirling supersonic steam flow has a barrel-shaped shape and creates regular shock waves of supersonic frequency compaction before the flow splits into individual bubbles that pop up in the film of the mixture under the action of inertia and Archimedean forces and when the friction and centrifugal forces are counteracted. Under such conditions, toroidal flows and volume pulsations appear in the bubbles. The film of the mixture is turbulized by jets and bubbles of steam. This leads to accelerated updating of the contact surface of the phases and a decrease in the thickness of the boundary laminar layer. As a result, at Reynolds numbers characteristic of this device equal to 100 1000, the time-averaged Nusselt numbers are 30 50. Under conditions of heat transfer of this intensity, the mixture undergoes rapid heating accompanied by spontaneous thermocoagulation of proteins, and the vapor bubbles cool and condense with collapse of cavitation cavities with ultrasonic frequency . Under the action of high-energy-intensive ultrasonic vibrations, suspension suspensions coagulate into large agglomerates, and the microflora, both in the vegetative and spore forms, dies as a result of coagulation of the cell contents during ultrasound-accelerated diffusion of hot fluid through cell membranes or as a result of the destruction by ultrasound of heat-lost strength cell membranes. Then, the mixture thus treated enters the separation unit 9, where the separation of the solid phase coagulated together with the sorbent and the oxidizing enzymes adsorbed on it from the liquid phase of the sterile material takes place.

Предлагаемая установка обладает более высокой надежностью стерилизации и осветления за счет увеличенной энергоемкости генерируемых в ней ультразвуковых колебаний. The proposed installation has a higher reliability of sterilization and clarification due to the increased energy intensity of the ultrasonic vibrations generated in it.

Claims

Installation for the production of clarified juices and wines, containing containers for supplying juice or wine material and a suspension of sorbent, a mixer, a container for ultrasonic processing of the mixture and a separation unit, characterized in that the container for ultrasonic processing of the mixture is made in the form of a perforated drum mounted on a hollow drive shaft in the form of supersonic nozzles, at the entrances of which swirlers are installed, and covering the drum of the steam chamber.