ДИСПЕРГАТОР-СМЕСИТЕЛЬ

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно, к устройствам диспергирования и смешивания, используемых для перемешивания потоков жидких пищевых смесей, например, при изготовлении молочных продуктов, мороженного, разнообразных напитков, сиропов и др.
Уровень техники
Известен аналог на полезную модель РФ 50431 U1, В28С 5/46, опубл. 2006 г. гидродинамический диспергатор, содержащий корпус с раструбами, канал для движения жидкой пищевой смеси, устройства, вызывающие кавитацию при обтекании их жидкой пищевой смесь. В его канале для движения жидкой пищевой смеси расположена, по меньшей мере, одна перегородка для разделения потока жидкой пищевой смеси, и на поверхности перегородки, соприкасающейся с потоком жидкой пищевой смеси, расположены поперечные рифли или чередующиеся выступы и углубления, за счет обтекания которых жидкостью возникает кавитация. По конструктивным особенностям близок, но нет ультразвукового излучателя.
За прототип заявленной полезной модели взят диспергатор-смеситель с излучателем ультразвуковых колебаний, содержащий герметичную емкость в виде корпуса с крышкой, загрузочный патрубок с краном, выходной патрубок, штуцеры для подачи охлаждающей жидкости и ее удаления, известный из источника - SU 1803324 A, D28C 5/46, 1993 г.
К недостаткам указанного прототипа следует отнести:
во-первых, высокая трудоемкость при его использовании,
во-вторых, достаточно большое время диспергирования жидкой пищевой смеси,
и, наконец, ненадежность конструкции.
Сущность полезной модели
Технический результат заявленной полезной модели направлен на снижение трудоемкости при ее использовании и времени диспергирования жидкой пищевой смеси, а также на создание надежной конструкции диспергатора-смесителя.
Указанный выше технический результат достигается тем, что в диспергатор-смеситель, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, и, по меньшей мере, один излучатель ультразвуковых колебаний, соединенный с генератором ультразвуковых колебаний и размещенный в корпусе, дополнительно введены, по меньшей мере, одна сплошная перегородка с, по крайней мере, одной криволинейной вогнутой поверхностью, обращенной к поверхности излучателя ультразвуковых колебаний, при чем перегородка размещена в корпусе с возможностью образования с поверхностями стенок корпуса и поверхностью излучателя, по меньшей мере, одного канала для движения жидкой смеси от входного патрубка к выходному патрубку.
Дополнительный технический результат - увеличение интенсивности диспергирования и перемешивания можно получить в частных случаях выполнения диспергатора.
Диспергатор-смеситель может быть выполнен со вторым излучателем ультразвуковых колебаний, а на сплошной перегородке может быть выполнена вторая вогнутая криволинейная поверхность, обращена к поверхности второго излучателя ультразвуковых колебаний.
Сечение корпуса плоскостью перпендикулярной направлению движения жидкой смеси диспергатора-смесителя может быть многоугольником.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется представленными ниже графическими материалами:
на фиг.1 - схема диспергатора-смесителя,
на фиг.2 - схема диспергатора-смесителя с одним излучателем ультразвуковых колебаний, на продольном разрезе А-А показана перегородка с вогнутой криволинейной поверхностью и канал, по которому поступает жидкая смесь (направление движения показано стрелками),
на фиг.3 - схема диспергатора-смесителя с двумя излучателями ультразвуковых колебаний, на продольном разрезе А-А показаны две вогнутые криволинейные поверхности перегородки с двумя каналами,
на фиг.4 - схема диспергатора-смесителя с двумя излучателями ультразвуковых колебаний, также представлено сечение корпуса Б-Б плоскостью перпендикулярной направлению движения жидкой смеси диспергатора.
Осуществление полезной модели
Диспергатор - смеситель содержит корпус (1), жидкая смесь, представляющая собой смесь различных пищевых жидкостей, либо смесь жидкости с частицами твердого вещества, поступает по входному патрубку (2) корпуса, где в канале для движения жидкой смеси подвергается воздействию ультразвукового поля, излучаемого молоко коровье цельное (50%), сливки (18%),
молоко сгущенное с сахаром (18%), сахар-песок (8%), какао-порошок (2%), остальное до 100% - вода.
После диспергации диаметр частиц смеси уменьшается на 50-70% по сравнению с первоначальным. При этом частицы жидкой смеси распределены равномерно по всему объему смеси, тем самым улучшая структуру мороженного.
Исходя из изложенного внедрение данной полезной модели в производство снизит трудоемкость при работе с устройством (диспергатором), кроме того обеспечит уменьшение времени диспергирования жидкой пищевой смеси и повысит надежность конструкции диспергатора-смесителя.
излучателем ультразвуковых колебаний (3). Криволинейная вогнутая поверхность сплошной перегородки (4) фиксирует ультразвуковые волны. В результате создается турбулентное движение потока жидкой смеси в канале (5), образованного перегородкой (4) поверхностями стенок корпуса и самого излучателя (3) (фиг.2).
Итак, происходит интенсивное перемешивание движущейся жидкой смеси. Течение жидкости перестает быть ламинарным и теперь ее частицы жидкости совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям. Соответственно, жидкая смесь диспергируется и перемешивается.
И, наконец, происходит нарушение сплошности внутри жидкости полостей, т.е. образование полостей в капельной жидкости. Таким образом, поток жидкой смеси поступает из канала (5) в связанный с ним выходной патрубок (7) уже диспергированным.
Выше описанный процесс называется кавитационным. Физически данный процесс основан на том, что местное давление уменьшается ниже критического. В технике широко известно применение ультразвука для создания кавитации.
Заявленный диспергатор-смеситель предназначен для измельчения жидкой смеси. Диспергирование проводят с помощью ультразвуковых колебаний, которые повышают интенсивность взаимодействия с другими веществами (частицами твердого или жидкости).
Генератор ультразвуковых колебаний (6) соединен с одним излучателем ультразвуковых колебаний (3), который повышает интенсивность взаимодействия жидкой смеси с другими веществами и размещен в корпусе (1), либо с несколькими излучателями ультразвуковых колебаний (3), например, с двумя (фиг.3 и 4).
Устройство может быть выполнено также с несколькими криволинейными вогнутыми поверхностями, например, двумя (фиг.3 и 4), обращенными к поверхности второго излучателя (3) для еще большей интенсивности диспергирования и перемешивания жидкой смеси.
В частности на фиг.4 показана конструкция диспергатора-смесителя с несколькими каналами (5), например, с двумя и с сечением корпуса (1) плоскостью перпендикулярной направлению движения жидкой смеси в виде многоугольника, используемая также для увеличения интенсивности диспергирования и перемешивании жидкой смеси.
Рассмотрим эксплуатацию диспергатора-смесителя, в случае, применения в производстве мороженного на примере следующей пищевой смеси:
Состав жидкой смеси
молоко коровье цельное (50%),
сливки (18%),
молоко сгущенное с сахаром (18%),
сахар-песок (8%),
какао-порошок (2%),
остальное до 100% - вода.
После диспергации диаметр частиц смеси уменьшается на 50-70% по сравнению с первоначальным. При этом частицы жидкой смеси распределены равномерно по всему объему смеси, тем самым улучшая структуру мороженного.
Исходя из изложенного внедрение данной полезной модели в производство снизит трудоемкость при работе с устройством (диспергатором), кроме того обеспечит уменьшение времени диспергирования жидкой пищевой смеси и повысит надежность конструкции диспергатора-смесителя