УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ

Полезная модель относится к комплексным техническим и технологическим решениям для продления сроков годности, повышения эффективности использования, качества и безопасности пищевых систем, в том числе жидких пищевых продуктов и водных растворов на предприятиях общественного питания.
Известно устройство для обработки воды электрическими разрядами, содержащее камеру смешения воды с озоновоздушной смесью, систему прокачки воды и воздуха, а также высоковольтный высокочастотный генератор, соединенный с камерой синтеза озона, которая выполнена в виде полого наружного электрода, внутри которого с зазорами размещена диэлектрическая трубчатая перегородка, причем внутри этой перегородки установлен центральный электрод, имеющий продольное отверстие для прокачки воды, отличающееся тем, что зазор между полым наружным электродом и диэлектрической трубчатой перегородкой заполнен диэлектрической жидкостью, в диэлектрической трубчатой перегородке укреплены промежуточные электроды грибообразной формы, шляпки которых размещены в диэлектрической жидкости, а ножки направлены в сторону центрального электрода, камера смешения воды с озоновоздушной смесью выполнена в виде эжекторного насоса, конусный корпус которого присоединен к полому наружному электроду, а центральный электрод расположен соосно с конусным корпусом эжекторного насоса. Устройство выполнено в виде нескольких наклонно или горизонтально расположенных камер для синтеза озона, на выходе которых установлен общий эжекторный насос. [Патент РФ №2126771, МПК C02F 1/46 (1995.01), опубл. 27.02.1999].
Недостатком аналога является использование коронирующих электродов, в процессе работы которых образуются значительные количества озона, который, являясь сильным окислителем, может испортить органолептические и физико-химические показатели качества пищевых продуктов и водных растворов, а также необходимость подачи воздуха в устройство.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для обработки в электростатическом поле жидких пищевых продуктов и водных растворов, включающее подающие патрубки-форсунки, установленные под углом 1-5°, но при этом параллельно расположенные относительно друг друга, экран прямоугольной формы и трапециевидным дном, внутри которого установлены разноименно заряженные пластины-электроды, причем внутри корпуса, в верхней части, установлен перевернутый желоб так, что соотношение диаметра желоба к расстоянию между пластинами-электродами равно 1:3, а в нижней части корпуса устройства установлены отводящие патрубки. [Патент РФ №170224, МПК (2006.01) A23L 3/005, опубл. 18.04.2017]
Недостатком прототипа является ограниченность использования по вязкости сред, увеличенный расход электроэнергии из-за необходимости обеспечения подъема из каждой форсунки, отсутствие защиты в виде экранов для исключения короткого замыкания.
Поставленная задача заключается в разработке более совершенной, упрощенной конструкции устройства для обеспечения безопасности пищевых систем, в том числе жидких пищевых продуктов и водных растворов, на промышленных производствах и предприятиях общественного питания, позволяющего осуществлять обработку жидких пищевых продуктов и водных растворов с различной степенью вязкости в экранированной камере обработки с целью снижения рисков микробиологического загрязнения жидких пищевых продуктов и водных растворов.
Техническим результатом является повышение качества и безопасности жидких пищевых продуктов и водных растворов в процессе их обработки электростатическим полем в предлагаемом устройстве, что позволяет снизить риск микробиологического заражения продуктов питания, а также водных растворов за счет аэроионизационной обработки.
Заявленная полезная модель позволяет обрабатывать жидкие пищевые продукты и водные растворы с различной степенью вязкости, что повышает безопасность получаемых продуктов питания и водных растворов, а экранирование камеры обработки позволяет исключить короткое замыкание.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в устройстве для обеспечения безопасности жидких пищевых продуктов и водных растворов, включающем подающий патрубок, распределительный коллектор, потокообразователи, экран прямоугольной формы, разноименно заряженные пластины-электроды, сборный коллектор, отводящий патрубок, блок управления с высоковольтным источником напряжения.
Устройство для обеспечения безопасности жидких пищевых продуктов и водных растворов на предприятиях общественного питания предназначено для воздействия энергии электростатического поля на воздушную среду, в результате чего появляются аэроионы, при этом из-за отсутствия коронирующих электродов образуется минимальное количество озона, что позволяет сохранить на выходе органолептические и физико-химические показатели качества пищевых продуктов и водных растворов.
Устройство работает по проточному принципу действия. Под напором жидкий продукт или водный раствор подается в распределительный коллектор, внизу которого установлены потокообразователи в виде переходников с сужениями с большего диаметра на меньший. Потокообразователи установлены в ряд, расстояние между ними не имеет значения, а расстояние от потоков струй до пластин-электродов не должно быть меньше 8 мм. Образованный таким образом поток в виде тонких струй проходит между пластинами-электродами, где создается электростатическое поле заданной напряженности, регулирование которой осуществляется настройкой источника высокого напряжения. Для недопущения контакта среды с пластинами-электродами предусмотрен перфорированный экран, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда. При этом экран выполнен из токонепроводящего полимерного материала. Перфорированный экран не препятствует распространению электростатического поля, ввиду чего возможна обработка в заданном ограниченном объеме. После прохождения пластин-электродов поток собирается в сборный коллектор и отводится через отводящий патрубок.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства. На фиг.2 изображен поперечный разрез устройства.
Заявленное устройство включает подающий патрубок 1, распределительный коллектор 2, потокообразователи 3, экран 4 прямоугольной формы, разноименно заряженные пластины-электроды 5, сборный коллектор 6, отводящий патрубок 7, блок управления 8 с высоковольтным источником напряжения.
Устройство работает следующим образом.
Жидкий пищевой продукт или водный раствор при помощи насоса (не показан на рисунке) поступает через подающий патрубок 1 в распределительный коллектор 2 с установленными потокообразователями 3, которые установлены параллельно относительно друг друга в ряд под углом 90° относительно коллектора. Для недопущения контакта среды с пластинами-электродами предусмотрен перфорированный экран 4, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда. При этом экран выполнен из токонепроводящего полимерного материала. Зона обработки ограничена экраном 4, на внешних продольных боковых сторонах которого установлены разноименно заряженные пластины-электроды 5. Проходящий сверху вниз поток пищевого продукта или водного раствора подвергается электростатической обработке, после чего поток пищевого продукта или водного раствора собирается в сборном коллекторе 6, расположенном в нижней части устройства, и отводится через отводящий патрубок 7. Регулирование напряженности и интенсивности обработки осуществляется при помощи блока управления 8 с высоковольтным источником напряжения.
Регулирование производительности установки осуществляется за счет подбора подающего насоса и потокообразователей. Потокообразователи представляют собой сменные элементы с диаметром прохода от 1 до 10 мм, подбор диаметра и количества осуществляется с учетом требуемого расхода для обеспечения скорости потока 1,5-2,0 м/с. Потокообразователи изготавливаются из нержавеющей стали, длина рабочей части каждого потокообразователя не менее 20 мм.
Диаметр распределительного коллектора должен обеспечивать скорости потока 1,5-2,0 м/с, диаметр сборного коллектора должен обеспечивать скорости потока 0,5-1,0 м/с. Экран 4 выполнен из перфорированного токонепроводящего полимерного материала толщиной до 1 мм, размер ячеек перфорации порядка 2×2 мм. Экран может быть выполнен из полипропилена или другого пригодного для контакта с пищевыми продуктами пластика, например из полиэтилена. Разноименно заряженные пластины-электроды 5 выполнены из нержавеющей стали толщиной, обеспечивающей конструктивную жесткость. Расстояние между электродами определяется размерами камеры обработки. Для потокообразователя диаметром от 1 до 10 мм расстояние между электродами составляет от 20 до 50 мм. Расстояние от потоков струй до пластин-электродов не должно быть меньше 8 мм. Указанные зависимости расстояний позволяются создать напряженность электростатического поля в зоне обработки, при уменьшении расстояния высока вероятность возникновения короткого замыкания, при увеличении расстояния пропорционально сокращается напряженность поля, которую можно увеличить за счет подачи большего напряжения на пластины-электроды, что приводит к увеличению максимальной мощности источника и расходу большего количества электроэнергии.
Блок управления 8 с высоковольтным источником напряжения обеспечивает регулирование напряженности электростатического поля без изменения расстояния между пластинами.
Устройство для обеспечения безопасности пищевых систем, включающее подающий патрубок, распределительный коллектор, потокообразователи установлены параллельно относительно друг друга в ряд под углом 90° относительно коллектора, экраны прямоугольной формы из перфорированного полимерного материала, разноименно заряженные пластины-электроды, сборный коллектор, отводящий патрубок, блок управления с высоковольтным источником напряжения, отличающееся тем, что потокообразователи выполнены из нержавеющей стали с рабочей длинной не менее 20 мм и диаметром от 1 до 10 мм, при этом расстояние между пластинами-электродами составляет от 20 до 50 мм, а регулирование напряженности и интенсивности обработки регулируется блоком управления.
Пример реализации работы устройства. В устройстве обрабатывают жидкие пищевые продукты при средней t = 10-20°С с вязкостью не более 0,0018 Пас, при напряжении 5000-5500 В, частота входного переменного напряжения 45-50 Гц. Количество образовавшегося озона объемом 6% от рабочей зоны достаточно для микробиологической обработки жидких пищевых продуктов. В зависимости от вязкости потока напряжение может варьироваться в диапазоне от 900 до 5500 В, при необходимости допускается варьирование расстояния между пластинами-электродами, при этом оно не должно быть меньше 8 мм до потоков струй. Источник высоковольтного напряжения должен иметь защиту от короткого замыкания.