УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

Полезная модель относится к области молочной промышленности, в частности к устройствам обессоливания молочной сыворотки при изготовлении продуктов питания.
Известно устройство электрического деминерализатора (Патент 3727586 JP, МПК B01D 61/42, C02F 1/469, 08.07.2003), в котором катионселективные и анионселективные мембраны расположены так, что образуют камеры концентрации и последовательно соединенные камеры деминерализации, а также камеру, содержащую анод, и камеру, содержащую катод. Обрабатываемую воду в проточном режиме пропускают через камеры минерализации. После первичной обработки воды концентрат из ячейки, содержащей катод, подают в первую из последовательно соединенных камер деминерализации и таким образом эффективно обрабатывают воду, так как этот концентрат обладает щелочными свойствами.
Также известно устройство электрического проточного деминерализатора (Патентная заявка 2004188258 US, МПК B01D 61/44, 30.09.2004), содержащего электрическую деионизирующую камеру, имеющую множество отсеков, разделенных катионселективными и анионселективными мембранами, установленными между анодом и катодом. Анион-деионизирующий отсек ограничен катионселективными мембранами и размещен на стороне анода водоразделительной камеры, а катион-деионизирующий отсек ограничен катионселективными мембранами и размещен на стороне катода водоразделительной камеры.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является электродиализатор (Гребенюк, В.Д. Электро диализ / В.Д. Гребенюк. - Киев: Техника, 1976.), имеющий проточный канал, в котором расположены электроды, между электродами расположены ионоселективные мембраны, причем электродные камеры совмещены с камерами концентрирования извлекаемых примесей, а растворы обессоленной воды и концентрата отводятся с помощью трубок.
Недостатками известных электродиализаторов являются непродолжительный эксплуатационный период ионоселективных мембран, высокие энергетические и эксплуатационные затраты, а также подогрев обрабатываемого вещества и возможность протекания в нем нежелательных химических реакций вследствие непосредственного пропускания через него электрического тока.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является создание экономичного устройства для обработки молочной сыворотки, обеспечивающего ее деминерализацию в потоке до заданных параметров без подогрева и нежелательных химических изменений.
Технический результат достигается тем, что деминерализация молочной сыворотки производится в электрическом поле, создаваемом между электрически изолированными электродами при подведении к ним высокого напряжения величиной от 1000 В. Электрический ток при этом через молочную сыворотку не протекает.
Описание иллюстраций:
Фиг. 1 - Устройство для деминерализации молочной сыворотки с одним проточным каналом.
Фиг. 2 - Устройство для деминерализации молочной сыворотки с несколькими проточными каналами, размещенными параллельно.
Устройство для деминерализации молочной сыворотки (фиг. 1) содержит минимум один проточный канал 1, выполненный в виде параллелепипеда с входом 2 и выходом 3, например, из стекла или инертного пластика. На боковых стенках 4 и 5 проточного канала 1 или внутри боковых стенок 4 и 5 находятся электроды 6, покрытые слоем неполярного диэлектрика 7 и электрически изолированные, а в области выхода 3 проточного канала 1 имеются перегородки 8 и 9 вдоль его боковых стенок и выпускные патрубки 10 и 11 для отвода концентрата ионов солей.
В случае использования нескольких проточных каналов 1, размещаемых параллельно (фиг. 2), каждый из электродов 6, кроме крайних электродов 6 в боковых проточных каналах 1, является общим для двух соседних проточных каналов 1 и располагается в разделяющей их стенке. При этом полюса электродов 6 чередуются, и количество проточных каналов 1 может выбираться таким образом, чтобы полюса крайних электродов 6 в боковых каналах 1 были одинаковыми и могли быть подключены к заземлению для повышения электробезопасности устройства. Кроме этого, для соседних проточных каналов 1 делаются общие выпускные патрубки 12 и 13, размещаемые возле каждого из общих электродов 6 и подключаемые к общим трубопроводам 14 и 15, отдельно для потока от электродов 6 с положительной полярностью и для потока от электродов 6 с отрицательной полярностью.
Принцип работы устройства для деминерализации молочной сыворотки следующий.
Соленая молочная сыворотка через вход 2 поступает в проточный канал 1 (поток ламинарный). Электроды 6, подключенные к разноименным полюсам источника высокого напряжения, обеспечивают постоянное электрическое поле, пронизывающее поток молочной сыворотки в проточном канале 1, при этом соли в виде ионов по мере движения потока перемещаются под действием электрического поля к боковым стенкам 4 и 5 проточного канала 1. Таким образом, в пристеночных областях образуется концентраты ионов солей, которые посредством перегородок 8 и 9 изолируются от общего обессоленного потока и выходят через выпускные патрубки 10 и 11 (или общие выпускные патрубки 12 и 13 в случае параллельного размещения более чем одного канала 1). Обессоленный поток через выход 3 поступает в емкости для дальнейшей переработки или в другое аналогичное устройство для более глубокой деминерализации или фильтрации.
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, отвечает самым высоким экологическим и санитарным требованиям, имеет низкое энергопотребление и может найти применение при предварительной деминерализации соленой молочной сыворотки перед процессом ее фильтрации или обратного осмоса. При этом в процессе последующей фильтрации предварительно обессоленной молочной сыворотки ресурс мембранных фильтров увеличивается в 5-7 раз.
Используя ряд последовательно установленных устройств для деминерализации молочной сыворотки, можно обеспечить ее безреагентное обессоливание до требуемых параметров простым и экономичным способом.