Устройство для стерилизации жидких сред

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ СРЕД(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие БЕЛНИКТИММП(72) Автор Дымар Олег Викторович(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие БЕЛНИКТИММП(57) Устройство для стерилизации жидких сред, содержащее корпус, состоящий из трех или более коаксиально расположенных труб, входные и выходные патрубки для нагревающей и нагреваемой сред, отличающееся тем, что в центральной трубе расположен паропровод, оканчивающийся инжектором, кроме того, в нее помещен обтекатель заданной длины со встроенным в него излучателем, а межтрубные пространства сообщаются между собой перепускными каналами, расположенными во фланцах, причем коаксиально расположенные трубы соединены с фланцами переходниками переменного сечения.(56) 1. Патент РБ на изобретение 3420, 2000. 2. Патент РБ на полезную модель 119, 2000 (прототип). Полезная модель относится к теплообменным устройствам, а именно к устройствам для стерилизации жидких сред. Известно устройство для тепловой обработки жидких пищевых продуктов, содержащее полый цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для продукта,пленочный электронагревательный элемент, выполненный в виде винтовой спирали. Внутри корпуса коаксиально расположен полый, со спиральными навивками, цилиндри 27462006.06.30 ческий ротор, внутри цилиндрического ротора находится статор-вытеснитель, содержащий электромагнитные обмотки 1. Недостатками этого устройства являются низкая удельная поверхность теплообмена невозможностью использования его для рекуперации тепла, полученного от среды, отличной от обрабатываемой высокая удельная материалоемкость конструкции. Наиболее близким, к предлагаемому, является теплообменник для рекуперации тепла,пастеризации и стерилизации пищевых продуктов, содержащий коаксиально расположенные трубы с входными и выходными патрубками, торцы труб заглушены шайбами, образованные трубами полости соединяются перепускными патрубками 2. Недостатками этого устройства являются невозможность разобрать устройство для проведения санитарно-гигиенической обработки, низкая теплопередача через стенку центральной трубы, сложности при нагреве продукта до температур выше 100 С. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение санитарно-гигиенической обработки устройства повышение эффективности теплообменных процессов совмещение в одном устройстве подогревателя, стерилизатора, выдерживателя. Поставленная задача достигается тем, что устройство для стерилизации жидких сред содержит корпус, состоящий из трех или более коаксиально расположенных труб, входные и выходные патрубки для нагревающей и нагреваемой сред. В центральной трубе расположен паропровод, оканчивающийся инжектором, кроме того, в нее помещен обтекатель заданной длины со встроенным в него излучателем, а межтрубные пространства сообщаются между собой перепускными каналами во фланцах, причем коаксиально расположенные трубы соединены с фланцами переходниками переменного сечения. Отличительными признаками предлагаемого устройства, от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, являются наличие фланцев, паропровода, оканчивающегося инжектором, обтекателя заданной длины со встроенным в него излучателем и переходников переменного сечения. Межтрубные пространства, образованные обтекателем и трубами, сообщаются между собой перепускными каналами во фланцах. Наличие фланцев позволяет разбирать конструкцию для проведения санитарно-гигиенической обработки. Паропровод с инжектором позволяет ввести в обрабатываемый продукт пар, что позволяет достичь высоких температур нагрева за счет тепло-массообменных процессов. Обтекатель позволяет интенсифицировать теплообменные процессы через стенку центральной трубы путем увеличения скорости движения среды в ней. Наличие в обтекателе излучателя (например электромагнитного излучения, ультразвука) позволяет усилить эффективность тепловой обработки. Изменение длины обтекателя регулирует время выдержки продукта в полости центральной трубы. Для увеличения проходных сечений перепускных каналов во фланцах их соединение с трубами осуществляется переходниками переменного сечения. Исходя из конкретных условий эксплуатации возможно изменение схемы подвода теплоносителя и нагреваемой среды. В качестве теплоносителя могут выступать как жидкая, так и газообразная среда. На фигуре показан общий вид устройства для стерилизации жидких сред (семитрубная конструкция). Устройство содержит коаксиально расположенные трубы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 с входными 8, 9 и выходными 10, 11 патрубками, фланцы 12, 13, обтекатель 14 с излучателем 15. В центральной трубе 1 расположен паропровод 16, оканчивающийся инжектором 17. Коаксиальное расположенные тубы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 соединены с фланцами 12, 13 переходниками переменного сечения 18. Межтрубные пространства труба 5 - труба 6 и труба 3 труба 4 соединены между собой перепускными каналами во фланце 13. Межтрубные пространства труба 3 - труба 4 и труба 1 - труба 2 соединены между собой перепускными каналами во фланце 12. Межтрубные пространства труба 1 - труба 2 и обтекатель 14 - труба 1 сообщаются между собой справа от торца трубы 1. Межтрубные пространства труба 2 2 27462006.06.30 труба 3 и труба 4 - труба 5 соединены между собой перепускными каналами во фланце 12. Межтрубные пространства труба 4 - труба 5 и труба 6 - труба 7 соединены между собой перепускными каналами во фланце 13. Устройство работает следующим образом. Нагреваемая среда через входной патрубок 8 подается в пространство между трубами 5 и 6, где теплообмен происходит с двух сторон. Далее через перепускные каналы фланца 13 она поступает в пространство между трубами 3 и 4, где теплообмен происходит с двух сторон. Затем через перепускные каналы фланца 12 поступает в пространство между трубами 1 и 2, где нагревается от стенки трубы 2 и от стенки трубы 1 на участке по длине обтекателя. Далее среда, огибая торец трубы 1, поступает в полость трубы 1, где в нее через паропровод 16 и инжектор 17 подается острый пар. В этой же полости скорость потока жидкости падает, что позволяет производит выдержку при температуре нагрева. При достижении средой обтекателя 14 она повышает свою скорость и через стенку трубы 1 осуществляет теплообмен со средой, находящейся в пространстве между трубами 1 и 2. При прохождении зазора обтекатель 14 - труба 1 происходит облучение среды излучателем 15,что повышает эффективность тепловой обработки. Затем нагреваемая среда выводится из устройства через патрубок 10. Нагревающая среда подается через патрубок 9 в пространство между трубами 2 и 3,где теплообмен происходит с двух сторон. Далее через перепускные каналы фланца 12 среда поступает в пространство между трубами 4 и 5, где теплообмен происходит с двух сторон. Затем через перепускные каналы фланца 13 поступает в пространство между трубами 6 и 7, где теплообмен происходит по стенке трубы 6. Далее нагревающая среда выводится через выпускной патрубок 11. Для повышения эффективности теплообменных процессов на трубы устройства может быть нанесено специальное рифление, а в зазоры помещены турбулизаторы. Для обеспечения работы устройства в режиме рекуперации тепла поток нагретого продукта из выпускного патрубка 10 направляется в патрубок 9. Для использования устройства в качестве смесителя жидкость-жидкость (жидкость-газ) по паропроводу 16 через инжектор 17 в жидкость вводят необходимый компонент. С целью повышения эффективности растворения газа в жидкости в патрубок 9 подается охлаждающий агент. Предлагаемая конструкция устройства для стерилизации жидких сред позволяет осуществлять сборку-разборку устройства, упростив тем самым санитарно-гигиеническую обработку, выполнить в одном устройстве операции подогрев, стерилизацию и выдерживание при температуре нагрева, повысив при этом эффективность тепловой обработки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3