УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ ИЗ ДВУХ И БОЛЕЕ ИНГРЕДИЕНТОВ

Полезная модель относится к оборудованию для обработки разных видов сыворотки и растительных жиров при воздействии ультразвукового и неравномерного магнитного полей.
Известно устройство для обработки жидкости в магнитном поле (Патент РФ №2104065, МПК A61N 2/06, C02F 1/48, публ. 10.02.98) [1], в котором обработку жидкости проводят путем медленных круговых вращений емкости в плоскости, параллельной силовым линиям постоянного магнитного поля, в течение 0,5-1 мин.
Недостатком известного устройства является низкая энергетическая эффективность движений жидкости за счет кругового вращения емкости при высоких затратах энергии. Основная энергия этого процесса переходит в тепловую энергию, которая практически не влияет на диспергирование составляющих эмульсии и повышение ее стабильности.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения эмульсий (патент 1544342, МПК A23D 7/02, публ. 23.02.1990) [2], которое включает корпус с входным участком и патрубком для отвода эмульсии, привод вращательного движения ротора, причем оно снабжено ультразвуковым генератором возвратно-поступательных перемещений, при этом входной участок корпуса выполнен в форме расширяющегося по ходу движения эмульсии усеченного конуса, а ротор выполнен в форме параболоида вращения, соединен с ультразвуковым генератором возвратно-поступательного перемещения и установлен так, что его вершина обращена в сторону входного участка корпуса.
Конструкция устройства имеет недостаток, выраженный в том, что изготовленный продукт (эмульсия) недостаточно стабилен из-за поляризации молекул одноименных жидкостей, которая со временем ведет к их объединению и расслоению эмульсии на фракции.
Технической задачей является повышение продолжительности стабильности эмульсии за счет снижения поляризации молекул одноименных жидкостей, без расслоения ее на фракции.
Техническая задача решена за счет того, что устройство для приготовления эмульсии из двух и более ингредиентов содержит корпус, патрубок, ротор, привод и ультразвуковой генератор, отличается тем, что внутри корпуса патрубка крепежной гайкой зафиксирован постоянный магнит с возможностью регулирования зазора между ним и ротором конусообразной формы из постоянного магнита с эквидистантной входному участку поверхностью, с винтовой канавкой на внешней поверхности, закреплен внутри цилиндрического корпуса подвижно, на подшипниках, на котором установлен ультразвуковой излучатель, при этом ротор обращен к постоянному магниту большем диаметр и с одноименным полюсом, а также на корпусе не подвижно зафиксирован ультразвуковой излучатель в виде двух встречно включаемых электромагнитных катушек.
Техническим эффектом полезной модели является увеличение стойкости приготавливаемой эмульсии за счет того, что ингредиенты, интенсивно перемешиваются, продвигаясь по винтовой канавке ротора, разгоняются и обрабатываются ультразвуковым полем (способствующее возникновению кавитации в ингредиентах эмульсии с мгновенным их диспергированием), а затем разбрызгиваются и разбиваются на мельчайшие капли и попадают в зону интенсивного неравномерного магнитного поля, где интенсивно деполяризуются, теряя способность соединяться с каплями одноименной жидкости. Степень деполяризации регулируется зазором между постоянным магнитом и ротором, тем самым обеспечивая стабильность эмульсии из широкого выбора ингредиентов.
Общий вид устройство для приготовления эмульсии из двух и более ингредиентов представлен фиг. 1, где показано: поз. 1 - корпус патрубка; поз. 2 - постоянный магнит; поз. 3 - ротор; поз. 4 - корпус; поз. 5 - подшипник; поз. 6 - привод; поз. 7 - электродвигатель; поз. 8 - ультразвуковой излучатель; поз. 9 - крепежная гайка.
Устройство содержит корпус патрубка (1) для отвода готовой эмульсии, на одной из стенок которого размещен постоянный магнит (2) одноименным полюсом к большему диаметру конического ротора (3), имеющего винтовую канавку. Этот ротор (3), размещаясь в корпусе (4) и опираясь на подшипник (5) (как вариант, несколько), соединен с приводом (6) и электродвигателем (7). Ультразвуковой излучатель (8) (как вариант, возвратно-поступательных перемещений, в виде двух встречно включаемых электромагнитных катушек), жестко зафиксирован на внешней стороне корпуса ротора (4) и обеспечивает необходимый режим магнитно-ультразвуковой обработки. Крепежная гайка (9) зафиксирована подвижно внутри корпуса патрубка с возможностью перемещения на штанге (на фиг. не показана).
Устройство для приготовления эмульсии из двух и более ингредиентов работает следующим образом. Между стеной корпуса патрубка (1) для отвода готовой эмульсии, внутри которого размещен постоянный магнит (2) и одноименным полюсом большего диаметра конического ротора (3), имеющего винтовую канавку, производится финишная обработка белково-жировой эмульсии. Она обеспечивает за счет интенсивной деполяризации отдельных капель ингредиентов. Это обеспечивает высокую стабильность получаемого продукта. Генерируемое ультразвуковое поле обеспечивает режим кавитации ингредиентов эмульсии, с большой скоростью перемещающихся в винтовой канавке ротора (3). Разбрызгивающаяся в зоне патрубка для отвода эмульсия посредством регулирования крепежной гайкой (9), обрабатывается в неравномерном магнитном поле необходимой для большей стабильности напряженности, что обеспечивается необходимым режимом магнитно-ультразвуковой обработки.
Проведенные экспериментальные исследования показали высокую биологическую активность прошедшей обработку эмульсии при ее добавке в тесто при производстве хлеба. При исследовании под микроскопом обнаружена высокая равномерность распределения жировых шариков и их одинаковый размер (3-4 мкм), что увеличило стойкость к расслоению на ингредиенты. Стойкость (не расслаивается на фракции) эмульсии при +12°С более 12 часов.
Таким образом, предложенное устройство для приготовления эмульсии из двух и более ингредиентов является новым, отличается от прототипа и обеспечивает новые полезные свойства повышение стабильности продукта за счет снижения поляризации молекул одноименных жидкостей, без расслоения эмульсии на фракции. Оно может быть использовано в медицине и пищевой промышленности для создания пищевых стойких эмульсий, обеспечивающих снижение трудозатрат, потребление электроэнергии и увеличить сроки хранения при повышении показателей качества выпекаемых хлебобулочных изделий.
Литература
1. Патент РФ №2104065, МПК A61N 2/06, C02F 1/48, Устройство для обработки жидкости в магнитном поле, публ. 10.02.98.
2. Патент 1544342, МПК A23D 7/02, Устройство для получения эмульсий, публ. 23.02.1990.