УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ЭМУЛЬСИЙ И СУСПЕНЗИЙ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ ДИСПЕРСНЫХ ФАЗ
DEVICE FOR DISPERSION OF EMULSIONS AND SUSPENSIONS WITH REGULATION OF PARTICLE SIZE IN DISPERSED PHASES

Изобретение относится к устройствам для диспергирования эмульсий и суспензий может найти применение в пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для диспергирования эмульсий и суспензий, содержащее систему создания импульсов, гибкую мембрану и рабочую камеру [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 в системе создания импульсов не предусмотрено варьирование частотой и амплитудой импульсов в широком диапазоне, следовательно, и регулирование размеров частиц дисперсных фаз.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для ультрагомогенизации эмульсий, состоящее из корпуса в виде неравноплечей U-образной трубы с размещенным с торца одного плеча поршнем и боковым патрубком входа исходного продукта, а в другом плече - с расположенным патрубком выхода гомогенизированного продукта на одном уровне с патрубком входа, при этом над патрубком выхода имеется замкнутая полость для воздуха, поршень совершает возвратно-поступательные движения от пневматического генератора ударных возмущений [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 невозможность регулирования частотой и амплитудой ударных возмущений и большие конструкционные размеры пневматического генератора.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства, в котором предусмотрено варьирование частотой и амплитудой импульсов в широком диапазоне, регулирование размеров частиц дисперсных фаз обрабатываемых продуктов и уменьшение конструктивных размеров аппарата.
Это достигается в предлагаемом устройстве для диспергирования эмульсий и суспензий с регулированием размеров частиц дисперсных фаз, состоящем из корпуса, выполненного в виде неравноплечей U-образной трубы с размещенными с торца одного плеча системой генерирования возмущений давления и боковым патрубком входа исходного продукта, а в другом плече - с расположенным патрубком выхода гомогенизированного продукта на одном уровне с патрубком входа, при этом над патрубком выхода имеется замкнутая полость для воздуха, ограниченная с одной стороны обрабатываемым продуктом, а с другой крышкой, в котором система генерирования возмущений давления согласно изобретению содержит герметичную камеру, где помещен разрядник, соединенный посредством высоковольтного кабеля с электронной катушкой зажигания, коммутатором и генератором импульсов и гибкую мембрану, установленную между герметичной камерой и корпусом, при этом возможно регулирование частотой в пределах от 10 до 200 Гц и амплитудой импульсов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство для диспергирования эмульсий и суспензий с регулированием размеров частиц дисперсных фаз.
Устройство для диспергирования эмульсий и суспензий с регулированием размеров частиц дисперсных фаз состоит из корпуса 1, выполненного в виде неравноплечей U-образной трубы, с размещенным с торца одного плеча боковым патрубком 2 входа исходного продукта, а в другом плече - с расположенным патрубком 3 выхода гомогенизированного продукта на одном уровне с патрубком входа, над патрубком выхода имеется замкнутая полость 4 для воздуха, ограниченная с одной стороны обрабатываемым продуктом, а с другой крышкой 5, служащая для обеспечения движения продукта при распространении в нем возмущений давления, системы генерирования возмущений давления, содержащей гибкую мембрану 6, герметичную камеру 7, в которой помещен разрядник 8, соединенный посредством высоковольтного кабеля 9 с электронной катушкой зажигания 10, коммутатором 11 и генератором импульсов 12.
Устройство работает следующим образом.
Через патрубок 2 продукт поступает в корпус 1 и заполняет его объем до уровня патрубка 3, при этом создается замкнутая полость 4, включается генератор импульсов 12, который создает последовательность электрических импульсов с фиксированной скважностью и регулируемой частотой, коммутатором 11 формируются импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания 10, форма импульсов определяется параметрами катушки зажигания - индуктивностью и сопротивлением, возникает искровой разряд в узком зазоре между электродами разрядника 8, соединенного посредством высоковольтного кабеля 9 с электронной катушкой зажигания 10, образуются возмущения давления вследствие создания электрических искровых разрядов, которые проходят с большой скоростью из камеры 7 через гибкую мембрану 6 в корпус 1. При распространении возмущений давлений в корпусе за счет разности скоростей дисперсионной среды относительно дисперсной фазы происходит дробление частиц дисперсной фазы путем срыва поверхностных слоев. Регулирование размером частиц дисперсной фазы достигается путем варьирования частотой и амплитудой электрических импульсов, сформированных последовательно соединенными генератором импульсов, коммутатором и катушкой зажигания. При прохождении продукта через корпус происходит его обработка заданным количеством возмущений давления. Диспергированный продукт через патрубок 3 выходит из корпуса. Непрерывность процесса достигается путем непрерывной подачи продукта через патрубок ввода 2 и его отвода через патрубок выхода 3.
После завершения процесса отключается генератор 12, снимается герметичная камера 7, мембрана 6 и крышка 5. Осуществляется санитарная обработка устройства.
Данное устройство позволяет управлять дисперсностью частиц в широком диапазоне, при этом минимальный размер раздробленных частиц может достигать порядка 0,1 мкм, то есть возможно в зависимости от технологических требований проводить сверхтонкое диспергирование эмульсий и суспензий, в результате чего готовый продукт в течение длительного времени не разделяется по фазам.
При этом конструкционные размеры данного устройства в два раза меньше по сравнению с прототипом при равнозначной их производительности.
Данное устройство может использоваться для сверхтонкого диспергирования пищевых эмульсий, которыми являются продукты на основе коровьего молока, фруктового сока, многокомпонентные смеси.