УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАТОНКОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЭМУЛЬСИЙ И СУСПЕНЗИЙ
DEVICE FOR ULTRAFINE DISPERSION OF EMULSIONS AND SUSPENSIONS

Изобретение относится к устройствам для диспергирования эмульсий и суспензий, может найти применение в пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для ультрагомогенизации эмульсий, состоящее из пневматического генератора ударных возмущений, поршня и корпуса. [Пат. №2271858 (RU), «Устройство для ультрагомогенизации эмульсии» / М.Н.Орешина, Д.М.Зарубо и др., B01F 11/00, заявл. 15.06.2004, опубл. 20.03.2006, Бюл.№8].
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и большие конструкционные размеры пневматического генератора.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является электроимпульсный аппарат, состоящий из электроимпульсного генератора с электродной системой, гибкой мембраны и корпуса. [Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов / И.А.Рогов, А.В.Горбатов. - М.: Пищевая промышленность, 1974. - 583 с.]
Недостатком этого устройства является то, что из-за большого объема обрабатываемого продукта, находящегося в камере диспергирования, размеры частиц дисперсной фазы не опускаются ниже 1…2 мкм, что, является неудовлетворительным показателем при разработке эмульсий и суспензий с заданным размером частиц дисперсных фаз порядка 0,1 мкм.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства, в котором осуществляется дробление частиц дисперсных фаз до размеров порядка 0,1 мкм, в котором также предусмотрено упрощение конструкции и уменьшение конструктивных размеров.
Это достигается тем, что в устройстве для ультратонкого диспергирования эмульсий и суспензий, состоящем из корпуса, гибкой мембраны, электроимпульсного генератора с электродной системой в виде центрального изолированного положительного электрода и цилиндрического отрицательного, согласно изобретению корпус имеет форму конуса, сужающегося книзу, на внутренней боковой поверхности которого выполнена коническая резьба, причем мембрана повторяет форму корпуса и установлена в пазы верхней и нижней крышек на расстоянии порядка 1 мм между мембраной и корпусом, а на внешней поверхности корпуса расположены патрубки для ввода и вывода продукта.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство для диспергирования эмульсий и суспензий.
Устройство для ультратонкого диспергирования эмульсий и суспензий состоит из электроимпульсного генератора 1 с электродной системой в виде центрального изолированного положительного электрода 2 и цилиндрического отрицательного 3, тонкой мембраны 4, конического корпуса 5, при чем мембрана повторяет форму корпуса, верхней и нижней крышек 6,7, на внутренних поверхностях которых имеются пазы для установки мембраны, патрубка 8 входа и патрубка 9 выхода продукта. Внутренняя поверхность мембраны ограничивает электродную камеру 10. Внешняя поверхность мембраны и корпуса образуют полость 11 диспергирования. В верхней крышке 6 выполнено осевое отверстие 12 с резьбой для размещения электродов. На внутренней поверхности корпуса имеется коническая резьба.
Устройство работает следующим образом. При подаче продукта через патрубок 8 ввода в полость 11 диспергирования, ограниченную внутренней поверхностью корпуса 5 и мембраной 4, включается электоимпульсный генератор 1, между электродами 2, 3 создаются импульсные разряды, при этом в электродной камере 10 распространяются возмущения давления, которые заставляют колебаться мембрану 4 и таким образом передаются обрабатываемому продукту. В полости 11 диспергирования в результате воздействия возмущений давлений происходит дробление частиц дисперсной фазы продукта за счет разности скоростей дисперсионной среды относительно дисперсной фазы путем срыва их поверхностных слоев. Увеличение разности скоростей дисперсионной среды относительно дисперсной фазы достигается посредством прохождения продукта по внутренней резьбовой поверхности корпуса при колебаниях мембраны. При амплитудных значениях колебаний мембраны она практически касается выступов резьбовой поверхности корпуса, при этом скорость движения продукта согласно закону Бернулли увеличивается. Дробление частиц до размеров 0,1 мкм достигается посредством обработки возмущениями давления в малом объеме продукта, то есть воздействия возмущениями давления на продукт во всем его объеме одинаково, без затухания. Габаритные размеры данного устройства в несколько раз меньше размеров аналогов. Непрерывность процесса достигается путем непрерывной подачи продукта через патрубок 8 ввода продукта и его отвода через патрубок выхода 9 продукта. После завершения процесса отключается электроимпульсный генератор 1, снимается верхняя крышка 6, которая крепится к корпусу с помощью болтовых соединений, и осуществляется мойка устройства.
Данное устройство позволяет создавать эмульсии и суспензии с одинаковым размером частиц дисперсных фаз порядка 0,1 мкм, это качество жидких дисперсных систем дает возможность получать новые лекарственные композиции и пищевые многокомпонентные смеси. При этом устройство несложной конструкции, и его конструкционные размеры в несколько раз меньше по сравнению с аналогами.