СПОСОБ ЗЕМЛЯКОВА Н.В. ГРАНУЛЯЦИИ ПЫЛЕВИДНОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА ВО ВЗВЕШЕННОМ ЗАКРУЧЕННОМ СЛОЕ
ZEMLYAKOV'S METHOD TO GRANULATE FOOD PRODUCT IN SUSPENDED SWIRLED LAYER

Изобретение относится к грануляции пылевидных материалов скатыванием и касается способа грануляции пылевидных пищевых продуктов, например таких как сухое молоко, растворимое кофе, какао, сахарная пудра и другие.
Известен способ интенсификации процессов сушки и грануляции в закрученном слое полидисперсного продукта [1], заключающийся в создании нисходящего и восходящего закрученных в одном направлении воздушных потоков, из которых восходящий является теплоносителем, а нисходящий обеспечивает транспортирование сырьевого продукта, который в объеме рабочей камеры формируется во взвешенный, тороидальный закрученный вокруг вертикальной оси слой, имеющий нижнюю и верхнюю границы, удерживаемый на определенной высоте. При этом восходящий поток создают из нескольких отдельных, одинаковых по расходу потоков, равноудаленных по кругу друг от друга, закрученных по кругу вокруг оси аппарата и наклоненных к ней под углом от 35 до 65°, при этом все отдельные потоки восходящего потока закручены вокруг своих осей в одном направлении, по винтовым спиралям.
Недостатком известного способа для проведения конкретных процессов грануляции скатыванием является то, что в данном способе не обеспечено подведение специального связующего пищевого продукта, способного обеспечивать процесс коагуляции отдельных пылинок и обеспечения роста гранул до требуемого диаметра.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа [2], является патент России «Способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое». Известный способ предполагает создание в объеме рабочей камеры взвешенного и непрерывно обновляемого закрученного слоя из полидисперсного порошка пищевого продукта. Взвешенное состояние закрученного слоя вокруг вертикальной оси в рабочей камере обеспечивается созданием его в виде четырехволнового, закрученного в винтовую спираль по направлению вращения с помощью четырех потоков, выходящих из четырех каналов, имеющих в сечении четырехугольную площадь, четырех заходного шнекового завихрителя. Кроме того, способ предусматривает распыление влажного пара на верхнюю границу закрученного взвешенного слоя продукта, обеспечивая взаимное окатывание пылинок сахарной пудры в гранулы.
Недостатком известного способа-прототипа является то, что орошающий поток связующего вещества (пара) очень мал по расходу, так как его подача организована по специальному патрубку, проходящему через осевую часть завихрителя восходящего потока. В связи с чем этот патрубок имеет диаметр живого сечения в несколько раз меньший, чем у патрубка подачи восходящего потока.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить подачу большого расхода связующего пищевого продукта, обеспечивающего гранулообразование во взвешенном закрученном слое и обеспечить быстрое и качественное гранулообразование.
Это достигается тем, что способ грануляции пылевидного пищевого продукта во взвешенном закрученном слое, включающий создание центробежного поля во внутренней цилиндрической полости с вертикальной осью симметрии, обеспеченного нисходящим и восходящим закрученными потоками воздуха, закрученными попутно, в одном направлении, а между ними по высоте полости, создают взвешенный тороидальный закрученный пылевой слой исходного пищевого продукта, а в осевой части полости создают суммарный, общий очищенный от пылевидной фракции выходной поток, при этом пылевидный исходный пищевой продукт подводят на верхнюю границу взвешенного закрученного слоя, при этом в качестве восходящего потока подают влажный водяной пар, подводимый несколькими закрученными вокруг своих осей отдельными потоками, которыми закручивают слой по траекториям в его объеме и в направлении его движения вокруг оси полости, при этом число закруток слоя в его объеме соответствует числу подводимых отдельных потоков, составляющих восходящий поток, создают во влажной среде пара восходящего потока процесс скатывания более крупных исходных частиц мелкими пылевидными частицами, обеспечивая рост круглых гранул до заданного диаметра, величину которого лимитируют величиной скорости восходящего потока, обеспечивающего удерживающую силу для гранул мелкого диаметра.
Сущность способа поясняется чертежом, где представлено осевое сечение полости рабочей камеры и размещение и структура взвешенного слоя, а также подвод к нему исходного пищевого продукта, подвод нисходящего потока воздуха и подвод восходящего потока связующего пищевого продукта - водяного пара, обеспеченного отдельными, закрученными вокруг своих осей потоками.
Способ реализуется следующим образом.
Способ грануляции пылевидного пищевого продукта во взвешенном закрученном слое осуществляют в аппарате со встречными закрученными потоками (ВЗП). В аппарате ВЗП создают центробежное поле во внутренней цилиндрической полости 1 с вертикальной осью симметрии 2, обеспеченного нисходящим 3 и восходящим 4 закрученными потоками воздуха, которые закручены попутно, в одном направлении 5. По высоте полости 1 создают взвешенный тороидальный закрученный пылевой слой 6 исходного пищевого продукта. В осевой части полости 1 создают суммарный, общий очищенный от пылевидной фракции выходной поток 7. Пылевидный исходный пищевой продукт 8 подводят на верхнюю границу 9 взвешенного закрученного слоя 6. В качестве восходящего потока 4 в полость 1 подают влажный водяной пар 10, подводимый несколькими закрученными вокруг своих осей отдельными потоками 11, которыми закручивают слой по траекториям 12 в его объеме и в направлении 5 его движения вокруг оси 2 полости. Число закруток слоя (перекручивания слоя по ходу его движения) в его объеме соответствует числу подводимых отдельных потоков 11, составляющих восходящий поток 4. Во влажной среде пара 10 восходящего потока 4 создают процесс окатывания более крупных исходных частиц мелкими пылевидными частицами 13, обеспечивая рост круглых гранул 14 до заданного диаметра. Величину диаметра гранул 14 лимитируют величиной скорости восходящего потока 4, обеспечивающего удерживающую силу для гранул мелкого диаметра, которые удерживаются до определенного времени в объеме слоя 6.
Полезность данного способа заключается в том, что, подводя к взвешенному закрученному слою восходящий поток в виде влажного водяного пара, обеспечивается эффективное коагулирование исходных частиц пищевого продукта, например растворимого кофе, и происходит их грануляция путем окатывания мелкими пылинками, обеспечивая рост гранул. Гранулированный пищевой продукт, полученный из пылевидного, например растворимое кофе, обеспечивает более лучшее его хранение и транспортировку.
Источники информации
1. Патент России №2338975. Способ Землякова Н.В. интенсификации процессов сушки и грануляции в закрученном слое полидисперсного продукта.
2. Патент России №2241925. Способ грануляции сахарной пудры во взвешенном закрученном слое.