УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГОМОГЕНИЗАТОР
ULTRASONIC HOMOGENISER

Изобретение относится к ультразвуковым устройствам для приготовления суспензий, смесей, гомогенизированных пищевых продуктов и может использоваться в пищевой промышленности.
Известно ультразвуковое устройство, имеющее рабочую камеру в виде прямоугольного параллелепипеда, расположенного горизонтально, на гранях которого размещены ультразвуковые преобразователи, в рабочей камере также имеется перфорированная пластина [1].
Недостатками известного ультразвукового устройства являются низкие эксплуатационные и функциональные свойства, связанные с тем, что интенсивность ультразвуковых колебаний снижается с увеличением расстояния от ультразвукового излучателя.
Известно ультразвуковое устройство, обеспечивающее гомогенизацию топливовоздушной смеси, содержащее рабочую камеру, имеющую ультразвуковой излучатель. В рабочую камеру погружена фокусирующая линза, увеличивающая плотность ультразвукового излучения [2].
Недостатком этого устройства является неравномерное воздействие ультразвука на обрабатываемую смесь, так как пучок сфокусированного ультразвука имеет строго коническую форму.
Задачи, на решение которых направлено предлагаемое устройство, - повышение эксплуатационных и функциональных свойств ультразвукового гомогенизатора путем интенсификации ультразвукового воздействия на продукт применением специальных фокусирующих линз совместно с коническим устройством подачи продукта, угол конусности которого совпадает с углом конусности сфокусированного пучка ультразвука.
Недостатки вышеупомянутых устройств исключаются тем, что ультразвуковой гомогенизатор содержит рабочую камеру в виде воронки, в которую погружены ультразвуковой излучатель и фокусирующая линза, а к сужающейся части камеры крепится конический выходной патрубок для отвода суспензии, эмульсии, гомогенизированных пищевых продуктов. При движении продукта в зоне действия ультразвуковых возмущений по мере приближения к фокусу плотность ультразвукового потока и его интенсивность воздействия на обрабатываемый продукт увеличиваются, при этом выходной патрубок имеет клапан для регулирования давления и расхода жидких продуктов в полости рабочей камеры.
На фиг.1 изображен общий вид ультразвукового гомогенизатора.
На фиг.2 - соединение рабочей камеры и выходного патрубка.
Ультразвуковой гомогенизатор состоит из рабочей камеры 1 и гомогенизирующей воронки 2. В полость рабочей камеры 1 погружен ультразвуковой излучатель 3, сигналы на который передаются с ультразвукового генератора 4, и фокусирующая линза 5 с точкой фокуса 6, расположенной ниже выходного отверстия 7 воронки 2. К гомогенизирующей воронке 2 крепится выходной конический патрубок 8 для отвода гомогенизированной жидкости. На патрубке 8 имеется клапан 9 для регулирования производительности и времени пребывания продукта в гомогенизирующей воронке 2. К рабочей камере 1 присоединен входной патрубок 10.
Принцип действия ультразвукового гомогенизатора заключается в следующем. По входному патрубку 10 в полость рабочей камеры 1 под давлением поступают жидкие продукты для гомогенизации. Под действием ультразвукового излучателя 3 происходит процесс ультразвуковой гомогенизации в потоке, движущемся по гомогенизирующей воронке 2. Проходя через линзу 4, ультразвуковой поток фокусируется в точке 6. По мере приближения потока к точке 6 возрастает интенсивность воздействия ультразвукового излучения на гомогенизируемый продукт. Для того чтобы весь продукт попадал в зону действия ультразвука, гомогенизирующая воронка 2 выполнена в виде сужающегося конуса, угол конусности которого α совпадает с углом схождения ультразвукового излучения. По мере движения продукта с уменьшением площади сечения потока интенсивность воздействия ультразвука на продукт возрастает. Такая конструкция исключает проскальзывание недогомогенизированного продукта. Обработанный продукт отводится через конический патрубок 8. Таким образом, весь поток обрабатываемых жидких продуктов (молоко, смеси, соки…) проходит через область максимальной интенсивности ультразвуковых колебаний и это обеспечивает эффективный процесс смешивания и гомогенизации продуктов.
Площадь выходного сечения 7 гомогенизирующей воронки 2 определяет производительность Q ультразвукового гомогенизатора и степень гомогенизации продукта.
Это устройство подходит для всех видов гомогенизируемых продуктов.
Источники информации
1. Патент РФ, МКИ B01F 11/02. Ультразвуковой диспергатор./ Лебедев Николай Михайлович, Саутин Андрей Геннадиевич (РФ) №2304459 С2. Заяв. 28.01.2005. Опубл. 20.08.2007.
2. Авторское свидетельство F02M 27/08. Карбюратор./ Резник Я.А. (SU) №1346841 A1. Опубл. 23.10.1987.