УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ СРЕД

Полезная модель относится к устройствам для эмульгирования и диспергирования, используемым при получении тонкодисперсных эмульсий и суспензий в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известен ультразвуковой диспергатор, содержащий рабочую камеру со съемной перегородкой с перфорацией /1/. На одной или нескольких гранях рабочей камеры расположены ультразвуковые преобразователи. Недостатком данного диспергатора является низкая производительность, недостаточное эмульгирование и диспергирование жидких продуктов.
Также известно устройство для обработки воды, содержащее рабочую камеру в форме параллелепипеда с подводящими и отводящими патрубками, на боковых гранях которого закреплены плоские ультразвуковые преобразователи и механизм подачи воды в рабочую камеру под давлением /2/. Недостатком данного устройства также является низкая эффективность обработки.
Известно также ультразвуковая установка для обработки жидких сред, в которой имеются генератор ультразвуковой частоты, ультразвуковой преобразователь /3/. Корпус реактора выполнен трубчатым, соединения - конические, резьбовые - торцевой части трубчатого корпуса. Недостатком данной установки является низкая производительность, невозможность обработки жидких сред, химически взаимодействующих с материалом ультразвукового преобразователя или корпуса реактора, а также неравномерность ультразвукового воздействия на обрабатываемый объем жидкой среды.
Наиболее близким по технической сути является диспергатор-смеситель, содержащий корпус с входными и выходными патрубками, излучатель ультразвуковых колебаний, генератор ультразвука, сплошная перегородка с криволинейной вогнутой поверхностью для обеспечения движения жидкой смеси в канале /4/. Недостатком данного диспергатора является относительно низкое качество обработки жидкости, невозможность обработки жидких сред, химически взаимодействующих с материалом корпуса или преобразователя ультразвуковых колебаний, а также неравномерность ультразвукового воздействия на обрабатываемый объем жидкой среды.
Задача полезной модели - повышение производительности обрабатываемой жидкой среды, возможность обработки жидкостей, химически взаимодействующих с материалом корпуса устройства или преобразователя ультразвуковых колебаний и обеспечение равномерного воздействия ультразвука на обрабатываемый объем жидкой среды
Это достигается тем, что устройство для обработки жидких сред содержит излучатель ультразвуковых колебаний, который соединен с генератором ультразвуковых колебаний. Излучатель расположен в корпусе, в котором размещена реакционная камера со сплошной перегородкой для протекания жидкого продукта. Сплошная перегородка выполнена в виде змеевика с гранями, расположенными параллельно плоскостям излучателя ультразвуковых колебаний.
На фиг.1 представлена конструкция устройства для обработки жидких сред, где:
1 - корпус, 2 и 3 - патрубки подачи и отвода обрабатываемой жидкой среды, 4 - реакцирнная камера со сплошной перегородкой, 5 - излучатель ультразвуковых колебаний, 6 - патрубки подачи и отвода воды.
Устройство работает следующим образом:
Жидкая среда поступает на обработку по патрубку 2 в реакционную камеру 4. Где подвергается воздействию ультразвуковых колебаний высокой интенсивности, возбуждаемых в жидкой среде излучателем 5, в результате чего интенсифицируются процессы эмульгирования, диспергирования, растворения, ускоряются химические реакции и так далее. Реакционная камера изготовлена из звукопроводного материала, инертного к обрабатываемой жидкой смеси. Для снижения потерь энергии при передаче ультразвуковых колебаний от излучателя 5 к реакционной камере 4 пространство между ними по патрубкам 6 заполняется водой.
Пример конкретного выполнения:
На гомогенизацию поступает молоко. Производительность диспергатора-смесителя и устройства для обработки жидких сред взята одинаковая и составляет 5 тонн в час. В обоих случаях используются серийно изготавливаемые излучатели ультразвуковых колебаний, излучающие пластины которых выполнены из непищевой нержавеющей стали. Поэтому для обработки молока в диспергаторе-смесителе необходимо заменять материал излучающих пластин, что снижает эффективность их работы. Корпус диспергатора-смесителя изготовлен из пищевой стали, корпус устройства для обработки жидких сред - из инструментальной стали, а реакционная камера - из пищевой нержавеющей стали. Поэтому для обработки молока в диспергаторе-смесителе необходимо заменять материал излучающих пластин, что снижает эффективность их работы. После ультразвуковой обработки молока количество жировых шариков размером менее 2 мкм в диспергаторе-смесителе составляло 58%, а в устройстве для обработки жидких сред - 75%. Кроме того, после обработки молока аппараты необходимо промыть и обеззаразить. Так как суммарная площадь обрабатываемой поверхности в диспергаторе значительно больше, чем в предлагаемом устройстве, на его промывку и обеззараживание требуется значительно больше времени, а также больший объем промывочных и обеззараживающих растворов.
Источники информации:
1. Патент РФ 2304459.
2. Патент РФ 76822.
3. Патент РФ44540.
4. Патент РФ 91930 - прототип.