CC BY
46
FEATURES OF HEAT TREATMENT OF FOOD IN CONTACTS TYPE PLANTS
V.I. KURDYUMOV, G.V. KARPENKO, A.A. PAVLUSHIN, S.A. SUTYAGIN
Ulyanovsk State Agricultural Academy,
1, Novy Venets blvd., Ulyanovsk, 432063;ph./fax: (842) 255-23-75; e-mail: vik@ugsha.ru
The design of device for thermal treatment of the contact type of various bulk foods is offered. The device which allows to carry out such manufacturing operations as frying foods, drying. Optimum values of regime parameters of processes are presented. Key words: bulk foods, contact transfer method of heat, device for thermal treatment.
665.37.047.79:66.015.23
КОНИЧЕСКИЙ РОТАЦИОННО-ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ СУШКИ ФОСФОЛИПИДНЫХ ЭМУЛЬСИЙ РАСТИТЕЛЬНЬХ МАСЕЛ
С. АЛТАЙУЛЫ, С.Т. АНТИПОВ
Воронежская государственная технологическая академия,
394036, г. Воронеж, пр-т Революции, 19; тел./факс:(473) 255-38-96, электронная почта: sagimbek@mail.ru
Разработана новая конструкция конического ротационно-пленочного аппарата для сушки фосфолипидных эмульсий растительных масел, которая позволяет интенсифицировать процесс тепло- и массообмена, снизить энергозатраты и обеспечить высокую надежность разделения парогазожировой смеси.
Ключевые слова: сушка, фосфолипидные эмульсии, конический ротационно-пленочный аппарат.
Ротационно-пленочные аппараты (РПА) характеризуется достаточно малым временем пребывания в них обрабатываемой влажной фосфолипидной эмульсии растительных масел, благодаря чему обеспечивается получение готового фосфолипидного концентрата с сохранением регламентированных качественных показателей. Интенсификация тепломассообменных процессов при сушке фосфолипидных концентратов растительных масел в РПА позволяет повысить эффективность их использования.
В настоящее время РПА с горизонтально расположенным коническим корпусом [1-3], предназначенные для проведения процесса сушки фосфатидных эмульсий растительных масел, имеют следующие недостатки: низкую надежность работы, обусловленную тем, что полый ротор с постоянным сечением и выполненными на его наружной поверхности лопастями приводит к малой скорости перемещения обрабатываемого продукта вдоль корпуса аппарата вместе с выпаренными из продукта парами влаги из-за возрастающего гид-
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
равлического сопротивления сужающегося межлопа-стного канала; недостаточно эффективное разделение парожидкостной смеси вращающимся сепарационным отбойником тарельчатого типа, который за счет действия центробежных сил разбрызгивает продукт, в результате чего происходит его частичное попадание в зону удаления парогазовой смеси.
Целью разработки новой конструкции аппарата является повышение его надежности за счет беспрепятственного перемещения продукта и парогазовой смеси по аппарату и равномерного распределения продукта на внутренней поверхности корпуса, а также высокой степени разделения парогазожировой смеси [4].
Предлагаемый РПА (рис. 1) включает корпус 1 конической формы с крышками 2 и обогреваемыми стенками, имеющими греющую рубашку 3 и патрубки 4, 5 соответственно для ввода исходного продукта и вывода готового продукта, расположенные в верхней и нижней частях корпуса, а также патрубок 6 для присоединения к вакуумной системе. Подвод и отвод пара из греющей рубашки 3 осуществляется через патрубки 7 и 8.
Внутри корпуса 1 размещен полый герметичный ротор 9 с возможностью вращения (рис. 2), выполненный в форме усеченного конуса звездообразного сечения, вершины которого являются его лопастями 10, между которыми образован овалообразный канал постоянного сечения. Ротор 9 в аппарате закреплен с помощью дисков 11 и 12 на полуосях 14,17, причем полуось 14 выступает в качестве приводного вала (рис. 1).
Кромки лопастей 10 ротора по всей длине образующей имеют чередующиеся трапецеидальные вырезы, которые на смежных лопастях 10 (рис. 1, 2, 3, а, б) расположены со смещением по отношению к предыдущему, при этом лопасти 10 выполнены с образованием зазора 13 между их кромками и внутренней поверхностью конического корпуса 1, увеличивающегося по ходу движения продукта.
После рабочей зоны, в которой размещен ротор 9, расположена сепарационная камера 16. На выходе из рабочей зоны ротор 9 снабжен сепарационным отбойником 15, непосредственно за которым посредством радиальных опор на корпусе 1 расположено неподвижно закрепленное сепарационное кольцо 18 с отверстиями в виде кольцеобразных сегментов 21. Между неподвижным сепарационным кольцом 18 и вращающейся частью ротора 9 размещена уплотняющая втулка 20. На поверхности сплошной части сепарационного кольца 18, обращенной к ротору 9, установлены вертикальные направляющие 19 (рис. 4).
Предлагаемый конический РПА работает следующим образом. Исходный обрабатываемый продукт по-
ступает через патрубок 4 во внутреннее пространство корпуса 1, где попадает на лопасти 10 вращающегося ротора 9 и под действием центробежных сил наносится на внутреннюю поверхность корпуса 1, обогреваемого через греющие рубашки 3 паром, подаваемым и отводимым патрубками 7 и 8 соответственно. Обрабатываемый продукт равномерно распределяется на внутренней поверхности корпуса 1 аппарата с помощью лопастей 10 ротора 9. При этом снижению гидравлического сопротивления на размещение продукта на внутренней поверхности корпуса 1 и его поступательному перемещению вдоль корпуса 1 способствуют выполненные в кромках лопастей 10 по всей длине ротора 9 чередующиеся трапецеидальные вырезы, расположенные на смежных лопастях 10 со смещением по отношению друг к другу.
Продукт поступательно и беспрепятственно перемещается вместе с выпаренными из него парами влаги вдоль корпуса 1 в зазоре 13 между внутренней поверхностью корпуса 1 и торцевой кромкой лопасти 10. По мере увеличения вязкости продукта по длине ротора 9 толщина его пленки на внутренней поверхности корпуса 1 аппарата увеличивается, но значительного повышения сопротивления при этом не происходит вследствие предусмотренного конструкцией увеличения зазора 13 по направлению к выходу из рабочей зоны.
Парогазовая смесь из продукта свободно удаляется в овалообразный канал постоянного сечения и, благодаря этому, без сопротивления выводится из рабочей зоны в сепарационную камеру 16, в которой посредством сепарационных отбойника 15 и неподвижного кольца 18 отделяется от жидкой фазы, а затем через кольцеобразные сегментные отверстия 21 и патрубок 6 отсасывается вакуумной системой из аппарата.
Продукт, удаленный из рабочей зоны с внутренней поверхности корпуса 1 аппарата, вместе с его частью, отделенной с помощью сепарационного вращающегося отбойника 15 и неподвижного кольца 18, выводится из аппарата через патрубок 5. Направленному стека-
Рис. 4
нию жидкой фазы продукта, выделившейся на неподвижном кольце 18, способствуют направляющие 19.
Достоинства новой конструкции конического РПА заключаются в следующем.
Выполнение ротора в форме усеченного конуса с образованием между лопастями овалообразного канала постоянного сечения позволяет беспрепятственно удалять парогазовую смесь из рабочей зоны аппарата.
Предусмотренные в кромках лопастей ротора по всей длине образующей чередующиеся трапецеидальные вырезы, которые на смежных лопастях расположены со смещением по отношению к предыдущему, способствуют равномерному распределению продукта на внутренней поверхности корпуса аппарата и его свободному перемещению по аппарату, обеспечивая полное орошение внутренней рабочей поверхности корпуса аппарата продуктом, что позволяет получить высокую степень концентрирования влажной фосфолипид-ной эмульсии растительных масел за один его проход через аппарат при высоком паросъеме.
Образование между кромками лопастей и внутренней поверхностью конического корпуса зазора, увеличивающегося по ходу движения продукта, обеспечивает невысокие значения гидравлического сопротивления перемещению продукта при увеличении толщины его пленки и изменении вязкости, способствуя высокому турбулентному перемешиванию пленки жидкости с эффективной массоотдачей.
Расположение непосредственно за сепарационным отбойником неподвижно закрепленного на корпусе посредством радиальных опор сепарационного кольца с отверстиями в виде кольцеобразных сегментов позволяет обеспечить надежное и эффективное отделение жидкой фазы от парогазовой среды.
Установка на поверхности сплошной части неподвижного сепарационного кольца с вертикальными направляющими, обращенными к ротору, обеспечивает направленное стекание жидкой фазы продукта.
Разработанная конструкция аппарата позволяет интенсифицировать процесс тепло- и массообмена, снизить энергозатраты на его проведение с сохранением качественных показателей продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.с. 1722516 СССР, МКИ B 01 D 3/30. Ротационно-пленочный аппарат / С. Алтаев, К.Р. Репп, К.К. Кузембаев (СССР) // БИ. - 1992. - № 12.
2. (WO/2008/154668) Thin film treatment apparatus. ISR [A1], AT2008/000215, B01J 19/18. 24.12.2008.
3. Марценюк A.C., Стабников B.H. Пленочные тепло- и массообменные аппараты в пищевой промышленности. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 160 с.
4. Решение о выдаче пат. РФ на изобретение 18.03.2011 по заявке № 2010109663/05 (013577) МПК B01D 1/22 (2006.01) от 15.03.2010. Конический ротационно-пленочный аппарат / С. Алтай-улы, С.Т Антипов., С.В. Шахов; Воронеж. гос. технол. акад.
Поступила 12.04.11 г.
CONICAL ROTARY-FILM APPARATUS FOR DRYING OF VEGETABLE OILS PHOSPHOLIPID EMULSIONS
S. ALTAYULY, S.T. ANTIPOV
Voronezh State Technological Academy,
19, Revolution av., Voronezh, 394036;ph./fax: (473) 255-38-96; e-mail: sagimbek@mail.ru
A new design of rotary-film apparatus for drying of vegetable oils phospholipids emulsions has been constructed, which can intensify the process of heat- and mass transfer, reduce energy costs and ensure high reliability of steam, fat and gas mixture separation.
Key words: drying, phospholipid emulsion, conical rotary-film apparatus.
66.02:633.8
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ для со2-экстракции
Е.И. МЯКИННИКОВА
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: myakinnikovaelena@mail.ru
Описаны усовершенствованные установки для экстрагирования компонентов из растительного сырья с помощью диоксида углерода.
Ключевые слова: диоксид углерода, экстракция, лекарственное растительное сырье, оборудование для СО2-экстрак-ции.
Существующее аппаратурное оформление процес- ний о перспективах развития экстракционного обору-
са субкритической С02-экстракции требует постоян- дования, работающего под высоким давлением. Сложного совершенствования. Однако в доступной патент- ность создания эффективно работающих аппаратов
но-информационной литературе недостаточно сведе- экстракционных установкок связана с необычными
