UA71760A - A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same - Google Patents

A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same Download PDF

Info

Publication number
UA71760A
UA71760A UA20031211206A UA20031211206A UA71760A UA 71760 A UA71760 A UA 71760A UA 20031211206 A UA20031211206 A UA 20031211206A UA 20031211206 A UA20031211206 A UA 20031211206A UA 71760 A UA71760 A UA 71760A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
flow
liquid
pasteurization
walls
flow capacity
Prior art date
Application number
UA20031211206A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Sylvestr Oleksiiovych Soroka
Iryna Mykolaivna Kosenko
Pavlo Stepanovych Bernyk
Vladyslav Ananiiovyc Pashystyi
Bohdan Ivanovych Kalyta
Original Assignee
Lviv Ct Of The Inst For Scient
Vinnytsia State Agrarian Unive
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lviv Ct Of The Inst For Scient, Vinnytsia State Agrarian Unive filed Critical Lviv Ct Of The Inst For Scient
Priority to UA20031211206A priority Critical patent/UA71760A/en
Publication of UA71760A publication Critical patent/UA71760A/en

Links

Landscapes

  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)

Abstract

A method for pasteurization of liquid flow provides for cavitation treatment of liquid in running capacities. An acoustic field having intensity of 140-160 dB at frequency being equal to the resonancefrequency of running capacity is applied on running capacities and liquid, and due to elastic oscillations of running capacity walls the cavitation in liquid is formed.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до харчової промисловості і може бути використаний при пастеризації соку, молока та 2 інших рідких продуктів.The invention relates to the food industry and can be used in the pasteurization of juice, milk and 2 other liquid products.

Зважаючи на те, що більшість мікроорганізмів гине при температурах 158"С, найбільше поширення набув тепловий спосіб пастеризації рідких продуктів, при якому продукт нагрівають до температури -70-757С, а при стерилізації до 1207"С. Основними недоліками теплового способу обробки рідинних продуктів є досить великі витрати теплової енергії, недостатньо висока продуктивність процесу пастеризації і необхідність ретельного 70 дотримання температурного режиму обробки. Окрім того, при тепловій обробці продуктів погіршуються поживні та органолептичні властивості продуктів. Відомі пристрої для теплової обробки рідинних продуктів -пластинчасті пастеризатори, які обробляють продукт при прокачуванні його Через щілини, що утворюють пластини, а також тунельні пастеризатори, теплові ванни і автоклави. Ці пристрої мають ті недоліки, що і спосіб теплової обробки рідинних матеріалів. 12 Розповсюдженим технічним рішенням є спосіб подовження терміну зберігання хлібного квасу, прийнятий нами за прототип (Патент України Мо38972 М, 2001р., А23І 3/30). Суть способу полягає у дії на хлібний квас ультразвуковими коливаннями в режимі кавітації рідини. Цей спосіб не вимагає великих витрат теплової енергії і суворої витримки температурно-часових режимів. Недоліком зазначеного способу є невисока продуктивність, через локальну дію ультразвукових коливань і необхідність безпосереднього вводу ультразвуку в рідину.Considering the fact that most microorganisms die at temperatures of 158"C, the thermal method of pasteurization of liquid products has become the most widespread, in which the product is heated to a temperature of -70-757C, and during sterilization to 1207"C. The main disadvantages of the thermal method of processing liquid products are rather large costs of thermal energy, insufficiently high productivity of the pasteurization process, and the need to carefully observe the temperature regime of processing. In addition, during heat treatment of products, nutritional and organoleptic properties of products deteriorate. Well-known devices for heat treatment of liquid products are plate pasteurizers, which process the product by pumping it through the slits forming the plates, as well as tunnel pasteurizers, heat baths and autoclaves. These devices have the same disadvantages as the method of heat treatment of liquid materials. 12 A common technical solution is the method of extending the shelf life of bread kvass, which we adopted as a prototype (Patent of Ukraine Mo38972 M, 2001, A23I 3/30). The essence of the method is to act on bread kvass with ultrasonic vibrations in the mode of liquid cavitation. This method does not require large expenditures of thermal energy and strict endurance of temperature and time regimes. The disadvantage of this method is low productivity, due to the local effect of ultrasonic vibrations and the need for direct introduction of ultrasound into the liquid.

Найбільш близьким по технічній суті є пристрій для інтенсифікації звукохімічних реакцій (Патент УкраїниThe closest in technical terms is a device for intensification of sonochemical reactions (Patent of Ukraine

Мо36047 М, 2001р., ВО1119/10). Пристрій виконаний у вигляді ультразвукового генератора, над яким встановлений капіляр, який відводить із зони ультразвукової обробки рідину, яка пройшла обробку. Таке виконання пристрою забезпечує надійну обробку всієї рідини, яку за допомогою капілярів відводять із зони дії ультразвукових коливань. 29 Недоліком пристрою є його низька продуктивність, зумовлена локальною дією ультразвукового поля, малою /«Ф, пропускною здатністю капіляра.Mo36047 M, 2001, VO1119/10). The device is made in the form of an ultrasonic generator, above which a capillary is installed, which removes the treated liquid from the zone of ultrasonic treatment. This design of the device ensures reliable processing of all liquid, which is removed from the zone of action of ultrasonic vibrations with the help of capillaries. 29 The disadvantage of the device is its low productivity, due to the local effect of the ultrasonic field, the small /"F, the permeability of the capillary.

В основу винаходу поставлена задача створення способу, та розробка пристрою для обробки рідких харчових продуктів шляхом дії на оброблюваний продукт у потоці звукових хвиль з метою забезпечення зниження загального забруднення мікроорганізмами та збереження фізико-хімічних та поживних властивостей о 30 продукту. Ге)The invention is based on the task of creating a method and developing a device for processing liquid food products by acting on the processed product in a stream of sound waves in order to ensure the reduction of general contamination by microorganisms and the preservation of the physico-chemical and nutritional properties of the product. Gee)

Спосіб обробки потоку рідини передбачає кавітаційну обробку рідини в проточних ємностях. Згідно винаходу, на проточні ємності і на рідину накладають акустичне поле інтенсивністю 140-16ОдБ із частотою, що рівна в частоті резонансу ємності і за рахунок пружних власних коливань стінок проточних ємностей створюють -е кавітацію в рідині.The method of liquid flow treatment involves cavitation treatment of liquid in flow containers. According to the invention, an acoustic field with an intensity of 140-16OdB is imposed on the flow containers and on the liquid with a frequency equal to the resonance frequency of the container and due to the elastic natural oscillations of the walls of the flow containers, cavitation is created in the liquid.

Зо Власні пружні коливання стінок проточних ємностей збуджуються вимушеними акустичними коливаннями - повітряного середовища внаслідок дії акустичного генератора.З Inherent elastic vibrations of the walls of the flow vessels are excited by forced acoustic vibrations of the air medium as a result of the action of the acoustic generator.

При опроміненні ємності акустичним полем частина енергії хвилі відбивається від зовнішньої поверхні цієї ємності, а частина поглинається стінками та рідиною, яка знаходиться всередині проточної ємності. При цьому, « акустична хвиля частину своєї енергії витрачає на збудження коливань стінок ємності і створення кавітації в З 50 рідині, що іде на руйнування мікроорганізмів. с Таким чином, рідина, яка прилягає до внутрішніх стінок ємностей, піддається власним коливанням стінок з» ємності Ї одночасно вся рідина обробляється акустичним полем генератора. Коливання стінок проточних ємностей генерують кавітаційні бульбашки, які інтенсивно руйнують мікроорганізми.When a container is irradiated by an acoustic field, part of the wave energy is reflected from the outer surface of this container, and part is absorbed by the walls and the liquid inside the flow container. At the same time, "the acoustic wave spends part of its energy on the excitation of vibrations of the walls of the container and the creation of cavitation in the Z 50 liquid, which leads to the destruction of microorganisms. c Thus, the liquid that adheres to the inner walls of the containers is subjected to its own oscillations of the walls of the container, and at the same time, the entire liquid is processed by the acoustic field of the generator. Oscillations of the walls of flow containers generate cavitation bubbles that intensively destroy microorganisms.

Нижня межа інтенсивності акустичного поля (1404Б) вибрана із умови забезпечення збудження кавітації |11. 45 Верхня межа (160дБ) вибрана із врахуванням технічних можливостей генераторів звуку. Частотний діапазон 7 звукового генератора вибраний із умови резонансу звуку з проточною ємністю. - Пристрій для пастеризації потоку рідини містить акустичну камеру із генератором потужного акустичного поля і проточну ємність. Згідно з винаходом, проточна ємність виконана у вигляді плоских елементів, з'єднаних і з вхідним і вихідним патрубками подачі рідини, а розміри проточних елементів вибрані з умови резонансу з б 20 акустичним полем.The lower limit of the intensity of the acoustic field (1404B) is selected from the condition of ensuring cavitation excitation |11. 45 The upper limit (160dB) is selected taking into account the technical capabilities of sound generators. The frequency range 7 of the sound generator is selected from the condition of sound resonance with current capacity. - The device for pasteurization of liquid flow contains an acoustic chamber with a generator of a powerful acoustic field and a flow capacity. According to the invention, the flow capacity is made in the form of flat elements connected to the inlet and outlet nozzles of the liquid supply, and the dimensions of the flow elements are selected from the condition of resonance with the b 20 acoustic field.

Конструкція пристрою дозволяє підвищити продуктивність процесу обробки потоку рідини за рахунок с прокачки її через велику кількість плоских проточних елементів, в яких проходить кавітаційна і звукова обробка, завдяки збудженню генератором звуку стінок проточних елементів.The design of the device makes it possible to increase the productivity of the liquid flow processing process by pumping it through a large number of flat flow elements in which cavitation and sound processing takes place, due to the excitation of the walls of the flow elements by the sound generator.

Поставлена мета досягається тим, що у пристрої розміри плоских проточних елементів прямокутного січення вибираються виходячи з умови забезпечення резонансу власних частот стінок проточних елементів з частотою в. акустичного генератора, що забезпечує кавітаційну обробку потоку рідини. Проточні ємності встановлені перпендикулярно до напрямку розповсюдження акустичних хвиль генератора. Таке розташування дозволяє максимально ефективно використовувати акустичну енергію.The set goal is achieved by the fact that in the device, the dimensions of flat flow elements of rectangular cross-section are selected based on the condition of ensuring the resonance of the natural frequencies of the walls of the flow elements with a frequency of acoustic generator that provides cavitation treatment of the liquid flow. Flow capacities are installed perpendicular to the direction of propagation of acoustic waves of the generator. Such an arrangement allows the maximum effective use of acoustic energy.

На кресленні зображена принципова схема запропонованого пристрою, на Фіг.1 - пристрій для оброблення 60 рідких харчових продуктів у потоці, на Фіг.2 - січення А-А пристрою, зображеного на Фіг.1.The drawing shows the schematic diagram of the proposed device, Fig. 1 shows a device for processing 60 liquid food products in a stream, Fig. 2 shows the A-A section of the device shown in Fig. 1.

Пристрій складається із акустичної камери 1, усередині якої розташований генератор звуку 2 і проточна ємність. Проточна ємність складається із вхідного З і вихідного 4 патрубків, з'єднаних проточними елементами 5. Для регулювання подачі рідини на вході і виході патрубків З і 4 встановлені засувки 7. Для забезпечення можливості обслуговування в камері передбачений люк (на Фіг.1 він не показаний). Стінки камери і люка бо звукоіїзольовані, наприклад, бетоном 6.The device consists of an acoustic chamber 1, inside which there is a sound generator 2 and a flow capacity. The flow capacity consists of inlet 3 and outlet 4 nozzles, connected by flow elements 5. To regulate the supply of liquid at the inlet and outlet of nozzles 3 and 4, valves 7 are installed. To ensure the possibility of maintenance, a hatch is provided in the chamber (it is not shown in Fig. ). The walls of the chamber and hatch are sound-insulated, for example, with concrete 6.

Акустичний випромінювач забезпечує генерування потужного акустичного поля. Проточна ємність дозволяє розподілити потік рідини по багатьох елементах 5 і тим самим забезпечити високу продуктивність і якість обробки.The acoustic emitter ensures the generation of a powerful acoustic field. The flow capacity allows you to distribute the flow of liquid over many elements 5 and thereby ensure high productivity and processing quality.

Розміри елементів 5 вибираються з умови резонансу коливань стінок проточних елементів і акустичного збудження. Якщо кожний проточний елемент розглядати як трубку прямокутного січення, то коливання тонких фронтальних стінок можна розглядати як коливання мембрани, защемленої по краях. Частота коливань прямокутної мембрани (21: 1 в Е те й пі о 2 вй- о) а в де Е - модуль пружності матеріалу мембрани; в - густина матеріалу; те1, 2,...; пЕ1, 2,...; а - довжина мембрани;The dimensions of the elements 5 are selected from the condition of resonance of the vibrations of the walls of the flow elements and acoustic excitation. If each flow element is considered as a tube of rectangular section, then the oscillations of the thin frontal walls can be considered as oscillations of a membrane pinched at the edges. The frequency of oscillations of a rectangular membrane (21: 1 in E te and pi o 2 vy- o) and in where E is the modulus of elasticity of the membrane material; c - material density; te1, 2,...; pE1, 2,...; a - membrane length;

Ь - ширина мембрани.b - the width of the membrane.

Пристрій працює так: включають акустичний генератор 2. По впускному патрубку З закачують оброблювану рідину, яка рівномірно розподіляється по проточних елементах 5. Під час прокачування рідини через трубки 5 вона піддається акустичній і кавітаційній обробці. Пастеризований рідинний продукт поступає на розфасовку у стерильний посуд. Для припинення подачі рідинного продукту на вході і на виході патрубків З і 4 передбачені засувки 7.The device works as follows: turn on the acoustic generator 2. Through the inlet pipe C, the processed liquid is pumped, which is evenly distributed over the flow elements 5. During the pumping of the liquid through the tubes 5, it is subjected to acoustic and cavitation processing. The pasteurized liquid product is packaged in sterile containers. To stop the supply of liquid product at the inlet and outlet of nozzles C and 4, latches 7 are provided.

Приклад конкретного виконання способу.An example of a specific implementation of the method.

Проточна ємність утворена багатоелементною системою плоских трубок прямокутного січення. Кожна трубка має тонкі фронтальні стінки, які можна розглядати як прямокутні мембрани із защемленими краями. «The flow capacity is formed by a multi-element system of flat tubes of rectangular section. Each tube has thin frontal walls that can be thought of as rectangular membranes with pinched edges. "

Згідно з (1) для стальної мембрани (Е-2.1.10бкг/см2, Р -0.078кг/см?, є -0,28) з розмірами а-100см Б-10см отримуємо значення частоти першої гармоніки (1-1, К-1): 1 21109 1 1 о п - пра ті пи ж 2тО0гц. 2 уоо78и- 028231 100 10 «оAccording to (1), for a steel membrane (E-2.1.10bkg/cm2, P -0.078kg/cm?, is -0.28) with dimensions a-100cm B-10cm, we obtain the value of the frequency of the first harmonic (1-1, K -1): 1 21109 1 1 o p - pra ti pi same 2tO0hz. 2 uoo78y- 028231 100 10 "o

На таку ж частоту був настроєний акустичний випромінювач. мThe acoustic emitter was tuned to the same frequency. m

Використана література 1. Г.А. Кардашев "Физические методьі интенсификации процессов химической технологии", М.: Химия 1990г., че с.205.References 1. G.A. Kardashev "Physical methods of intensification of processes of chemical technology", Moscow: Chemistry 1990, p. 205.

Зо ч ч - в. 2. М.С. Седов, "Решение некоторьїх основньїх задач о собственньїх колебаниях упругих тел", Горьковский инженерно-строительньй институт 1970Г., с.47. 1 Б 2 5 27 « ж ЛИЙ у і 4 о Драми укквук кьья пл і шщFrom h h - in 2. M.S. Sedov, "Solution of some basic problems of natural oscillations of elastic bodies", Gorky Institute of Engineering and Construction, 1970, p. 47. 1 B 2 5 27 « j LIY u i 4 o Dramas ukkkvuk kya pl i shsh

Й ДІAnd DI

- ; 2 "» й й : а я " й яті А ДЕ А- ; 2 "» и и : а я " и яти А DE А

Е Е т . и й, мя Я й В І з у /г Я и г я - Я -і й й З Й й т. т шле - й Я «ЩЕ ее дЕ- ; ч. АЙ й й -і й й й й й й (о) Іо Зк Я Я т А чт Я в Я В Я в Я, Як Як м) Фіг 60 б5 йоE E t. и и, мя Я и В И з у /г Я и г я - I -i и и Z Й etc. t shle - и I "ШЭ ee dE- ; h.

КЕ 7 т Й а - їй" і и и г й тя , й гі - м - ій я чтKE 7 t Y a - her" and и и г и тя , и ги - m - ий я т

Фо --Щ----Fo --Щ----

Й ле (їY le (i

Фіг.2Fig. 2

Claims (4)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Спосіб пастеризації потоку рідини, який передбачає кавітаційну обробку рідини в проточних ємностях, який відрізняється тим, що з метою інтенсифікації процесу пастеризації на проточні ємності і на рідину 29 накладають акустичне поле інтенсивністю 140-160 дБ із частотою, що рівна частоті резонансу проточної ємності, « і за рахунок пружних коливань стінок проточної ємності створюють кавітацію в рідині.1. The method of liquid flow pasteurization, which involves cavitation treatment of liquid in flow containers, which differs in that, in order to intensify the pasteurization process, an acoustic field with an intensity of 140-160 dB with a frequency equal to the resonance frequency of the flow container is imposed on the flow containers and on the liquid 29 , " and due to elastic vibrations of the walls of the flow container, they create cavitation in the liquid. 2. Пристрій для пастеризації потоку рідини, який містить проточну ємність, який відрізняється тим, що з метою інтенсифікації процесу пастеризації проточна ємність, виконана у вигляді багатоелементної системи о плоских трубок прямокутного перерізу, з'єднаних з вхідним і вихідним патрубками подачі рідини, поміщена в камеру, де встановлено генератор звуку. (Те)2. A device for pasteurizing a liquid flow, which contains a flow capacity, which is characterized by the fact that, in order to intensify the pasteurization process, the flow capacity is made in the form of a multi-element system of flat tubes of rectangular cross-section, connected to the inlet and outlet nozzles for the supply of liquid, placed in a camera where a sound generator is installed. (That) З. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що розміри елементів проточної ємності вибираються із умови забезпечення резонансу коливань стінок елементів проточної ємності і звукових коливань, збуджених т генератором звуку. «--C. The device according to claim 2, which differs in that the dimensions of the flow capacity elements are selected from the condition of ensuring the resonance of the vibrations of the walls of the flow capacity elements and the sound vibrations excited by the sound generator. "-- 4. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що трубки проточної ємності встановлені у площині, Зо перпендикулярній до напрямку розповсюдження звукових хвиль генератора. т Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2004, М 12, 15.12.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і « науки України.4. The device according to claim 2, which is characterized by the fact that the flow capacity tubes are installed in a plane perpendicular to the direction of propagation of sound waves of the generator. t Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 12, 15.12.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. - . и? -і - -і (о) (42) 60 б5- and? -i - -i (o) (42) 60 b5
UA20031211206A 2003-12-09 2003-12-09 A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same UA71760A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA20031211206A UA71760A (en) 2003-12-09 2003-12-09 A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA20031211206A UA71760A (en) 2003-12-09 2003-12-09 A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA71760A true UA71760A (en) 2004-12-15

Family

ID=34512629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA20031211206A UA71760A (en) 2003-12-09 2003-12-09 A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA71760A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Charoux et al. Applications of airborne ultrasonic technology in the food industry
US2578505A (en) Supersonic agitation
EP3632473A2 (en) Process and machine for the ultrasonic treatment of liquid food mixtures
RU2479346C1 (en) Method of simultaneous ultrasound cavitation processing of different-composition media
RU2455086C1 (en) Method of ultrasonic cavitation processing of fluids and objects placed therein
US11013242B2 (en) Disinfection of foodstuffs
RU2291712C2 (en) Method and device for disinfecting product be means of surface treatment
JP2002181490A (en) Heat exchanger and method of heat exchange
JP7385890B2 (en) Non-heat sterilization inactivation system for beverages, etc.
WO2013147636A1 (en) Method for simultaneous cavitation treatment of liquid media varying in composition
AU2002252970A1 (en) Method and apparatus for disinfecting a product by surface treatment thereof
RU2510850C2 (en) Ultrasonic milk treatment device
UA71760A (en) A method for pasteurization of liquid foodstuffs in the flow and a mechanism for realization of the same
Altaf et al. Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation
RU180045U1 (en) Disintegrator for the destruction of biomass cells
RU105197U1 (en) LIQUID TREATMENT DEVICE
CN213939606U (en) Multipurpose ultrasonic steam quick and efficient disinfection and sterilization equipment
US20050058579A1 (en) Acoustic energy transducer
Nazir et al. Ultrasound: A food processing and preservation aid
JP6835489B2 (en) Stirrer
JP3812286B2 (en) Water treatment equipment
RU104868U1 (en) Apparatus for processing a liquid medium
RU2254911C1 (en) Method of treatment of liquid in cavitation reactor
AU2015263857A1 (en) "An ultrasound device"
KR20180100082A (en) Sonicator suppressing calescence in the processing fluid