Установка для производства капсулированных продуктов
APPARATUS FOR PRODUCTION OF ENCAPSULATED PRODUCTS

Изобретение относится к медицинской, химической, фармацевтической, косметической, пищевой отраслям промышленности, животноводству и биотехнологии, в частности к оборудованию для производства капсулированных продуктов из текучих или вязких веществ, суспензий, дисперсий, эмульсий, коллоидных растворов и др., с получением бесшовных наполненных капсул диаметром от 0,1 до 5,0 мм.
Известно устройство для производства капсулированных продуктов (Патент RU 2109504, заявл. 09.12.96, опубл. 27.04.98.). Устройство предназначено для производства капсулированных продуктов, конструкция которого предусматривает получение капсул с термотропной оболочкой и жировым и/или масляным содержимым внутри и в масляной транспортной среде. Для этого в конструкции устройства предусмотрена емкость с подогревом для материала оболочки, емкость для внутреннего содержимого, емкость и транспортная система для растительного масла, насосная группа для их подачи, герметичная система в месте соединения головки и конуса воронки, устройство для механического отделения капсул и охлаждения транспортной среды.
Устройство для производства капсулированных продуктов, содержащее емкость для наполнителя капсул и емкость с обогреваемой рубашкой для материала оболочки капсул с подводящими трубопроводами, узел капсулирования, маслосборник, а также систему охлаждения и подачи транспортирующего масла и пульсирующего потока масла, снабженную прерывателем потока масла, при этом узел капсулирования включает капсуляторную головку, прозрачную втулку с осевым каналом для капсул и охлаждающую колонку с приемной воронкой, капсуляторная головка включает жиклер подачи материала оболочки и установленный в нем с выходным щелевым зазором жиклер подачи наполнителя, нижние части обращенных друг к другу соответственно внутренней и наружной поверхностей указанных жиклеров выполнены в форме обратного усеченного конуса, переходящего в цилиндр, причем выходной конец жиклера подачи наполнителя установлен в цилиндрическом выходном канале жиклера подачи материала оболочки, при этом жиклер подачи наполнителя установлен в жиклере подачи материала оболочки по посадке скольжения с возможностью относительного вертикального перемещения, цилиндрический выходной канал жиклера подачи материала оболочки выполнен с цилиндрическим расширением в нижней части с диаметром и высотой, равными диаметру получаемых капсул, а выходной конец жиклера подачи наполнителя установлен в верхней узкой части указанного выходного канала.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции, высокая энергоемкость, сложность эксплуатации, невозможность капсулирования водной составляющей, наличие транспортной системы в виде растительного масла, необходимость четкой балансировки потоков внутренней составляющей материала оболочки и растительного масла, необходимость охлаждения транспортной системы и подогревания составляющей оболочек. Также недостатком этого устройства является невозможность получения термостабильных капсул, поскольку по конструкции устройство работает только с материалами, способными к термотропному гелированию, при этом нет возможности получения капсул размером от 0,1 до 5,0 мм.
Прототипом изобретения является устройство для • производства капсулированных продуктов (Патент RU 2422055, заявл. 27.08.2009., опубл. 27.06.2011.). Устройство для производства капсулированных продуктов содержащее емкость для вещества-наполнителя капсул, накопительную емкость для циркулирующего раствора, выполняющего роль транспортной системы и одновременно являющегося веществом, из которого образуется оболочка капсул, узел капсулирования, систему продуктопровода с замкнутым циклом транспортировки жидкости и механическим отделением образованных капсул. Изобретение обеспечивает получение продуктов в виде капсул с инкапсулированными веществами, которые в водорастворимом гелеобразователе.
Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость, при этом конструкция узла капсулирования не позволяет получить капсулы размером менее 1 мм, а также обладает низкой пропускной способностью, при попытке увеличения которой происходит слипание капсул.
Задачей изобретения является усовершенствование установки, обеспечивающей стабильное получение бесшовных капсул заданного диаметра от 0,1 до 5,0 мм, заполненных наполнителем из быстро гелирующих веществ.
Техническим результатом изобретения является повышение степени диспергирования формирующего раствора, сокращение времени образования капсул.
Технический результат достигается тем, что установка для производства капсулированных продуктов, содержащее емкость для вещества-наполнителя капсул оснащенную рубашкой, накопительную емкость для циркулирующего раствора, выполняющего роль транспортной системы и одновременно являющегося веществом, из которого образуется оболочка капсул, включающей четвертый вентиль, насос, пятый вентиль соединенные посредством трубопровода с транспортным лотком, из узла капсулирования расположенного над транспортным лотком, с возможностью регулирования угла наклона транспортного лотка посредством встроенных винтов, и возможностью регулирования расстояния между узлом капсулирования и транспортным лотком, путем подъема-опускания транспортного лотка, транспортный лоток соединен с помощью конусообразного лотка с изогнутым трубопроводом который имеет форму вертикальной спирали, каждый виток которой наклонен в сторону сетки отделения капсул, и длина которого обеспечивает пребывание в нем капсул в течение заданного времени, причем узел капсулирования содержит расположенную между вторым и третьим вентилями форсунку, сообщенную посредством трубопровода с одной стороны с емкостью для вещества-наполнителя капсул, а с другой стороны с дополнительно установленными воздухозаборником с фильтром, компрессором, ресивером и манометром, при этом емкость для вещества-наполнителя капсул на выходе дополнительно оснащена трехходовым краном, шестеренчатым насосом, первым вентилем, обеспечивающем возможность возврата потока и манометром.
Количество установленных форсунок может быть от 1 до 3.
Емкость для вещества-наполнителя капсул оснащена паровой рубашкой.
Узел капсулирования содержит форсунку выполненную в виде жиклера, которая обеспечивает одновременную подачу вещества-наполнителя капсул и газового потока в количествах позволяющих образовывать капсулы диаметром от 0,1 до 5,0 мм, за счет дросселирования жидкой фазы вещества-наполнителя через отверстие жиклера при регулируемой скорости движения газа, а также регулированием расстояния полета капли вещества-наполнителя от форсунки до транспортного лотка, что также позволяет регулировать размер капли.
Капли вещества-наполнителя капсул попадают в поток формирующего раствора на транспортном лотке с возможностью регулирования угла наклона лотка посредством винтов, расположенных под ним.
Транспортный лоток соединен с помощью конусообразного лотка с изогнутым трубопроводом, каждый виток которого наклонен в сторону сетки отделения капсул и длина которого обеспечивает пребывание в нем капсул в течение времени от 20 до 1800 секунд.
Система продуктопровода имеет замкнутый цикл и включает в себя емкость для формирующего раствора для образования оболочки капсул, насос и трубопровод обеспечивающий подачу его в транспортный лоток с регулирующим углом наклона, где происходит образование капсул при соприкосновении формирующего раствора и капель вещества-наполнителя. Капсулы для дальнейшего придания им необходимых характеристик направляются в конусообразный лоток и через изогнутый трубопровод попадают в воронку с сеткой для отделения капсул, а формирующий раствор возвращается в емкость для циркулирующего формирующего раствора.
На чертеже фиг. 1 представлена схема предложенной установки.
Установка для получения капсулированных продуктов содержит емкость 1 для вещества-наполнителя капсул оснащенную рубашкой 2, в боковой части которой располагается первый регулировочный вентиль 3, в нижней части емкости 1 трехходовой кран 4, соединенный посредством трубопровода с шестеренчатым насосом 5, первым манометром бис узлом капсулирования. Узел капсулирования включает форсунку 7, расположенную между вторым вентилем 8 и третьим вентилем 9, соединенных посредством трубопровода со вторым манометром 10, ресивером 11, компрессором 12, воздухозаборником с фильтром 13.
Узел капсулирования располагается над транспортным лотком 14 на расстоянии "А", с возможностью регулирования расстояния и угла наклона транспортного лотка 14 посредством встроенных винтов 15. Транспортный лоток 14 соединен с помощью конусообразного лотка 16 с изогнутым трубопроводом 17, который имеет форму спирали, каждый виток которой наклонен в сторону сетки отделения капсул 18, и длина которого обеспечивает пребывание в нем капсул точно заданное время. Сетка 18 отделения капсул расположена над емкостью 19 для циркулирующего формирующего раствора, который по средством трубопровода через четвертый вентиль 20, насосом рециркуляции 21, пятый вентиль 22 соединена с транспортным лотком 14. Установка работает следующим образом.
Из емкости 1 для вещества-наполнителя капсул оснащенную рубашкой 2 при температуре 40-45°С по трубопроводу через трехходовой кран 4, шестеренчатым насосом 5 с одной стороны подают в форсунку 7 вещество-наполнитель капсул, а с другой стороны подают воздух с необходимым давлением.
Объем подаваемого в форсунку вещества-наполнителя регулируется вторым вентилем 8, давление контролируется первым манометром 6. Излишки подаваемого вещества-наполнителя возвращают в емкость 1. Эта замкнутая линия используется для перемешивания вещества-наполнителя при его приготовлении и темперировании по температуре.
Формирующий раствор, образующий оболочку капсул, подают из емкости для циркуляции 19 насосом рециркуляции 21 поступает по трубопроводу в транспортный лоток 14 с регулируемым углом наклона. После чего формирующий раствор через конусообразный лоток 16 поступает в изогнутый трубопровод 17, проходит сетку 18 для отделения капсул, после чего попадает в накопительную емкость 19, тем самым осуществляется непрерывность потока в замкнутом цикле.
Поданные в форсунку одновременно вещество-наполнитель и сжатый воздух формируют капли, за счет разбрызгивания, аэрозоля заданной массой и диаметром. Изменение диаметра капель осуществляется посредством регулирования расхода вещества-наполнителя регулируемого вторым вентилем 8 и расхода сжатого воздуха контролируемого третьим вентилем 9 и давления сжатого воздуха, контролируемого вторым манометром 10, подаваемых одновременно в форсунку. При этом расстояние "А" между форсункой 7 и транспортным лотком 14 регулируется посредством винтов 15. Капли по вертикали через воздух попадают в слой формирующего раствора. Капли погружаются в ламинарный поток формирующего раствора, где под действием сил поверхностного натяжения формируются в капсулы. Образованные капсулы перемещаются в ламинарном потоке формирующего раствора по транспортному лотку 14, поступают через конусообразный лоток 16 в изогнутый трубопровод 17 и попадают на сетку 18, где происходит отделение полученных капсул от формирующего раствора, который направляется в накопительную емкость 19 и далее с помощью насоса 21 рециркуляции подается снова в систему продуктопровода, обеспечивая непрерывность потока, а капсулы остаются на сетке 18, и далее поступают на последующую обработку.
Таким образом, предложенная установка позволяет получать капсулы заданных размеров от 0,1 до 5,0 мм с необходимой толщиной оболочки, высокого качества и осуществлять их визуальный контроль.
Установка обеспечивает удобную сборку, разборку и обслуживание его узлов, точное регулирование параметров, определяющих процесс капсулирования.
Достигнутыми преимуществами (техническим результатом) изобретения по сравнению с прототипом являются:
- возможность получения термостабильных капсул сферической формы диаметром от 0,1 до 5,0 мм;
- изменение диаметра капсул осуществляется за счет регулирования расхода вещества наполнителя и скорости подачи воздуха;
- увеличение производительности установки может регулироваться количеством установленных форсунок.