Устройство для приготовления масляно-водной эмульсии

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАСЛЯНО-ВОДНОЙ ЭМУЛЬСИИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Сакевич Валерий Николаевич Мачихо Дмитрий Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для приготовления масляно-водной эмульсии, включающее смесительный резервуар и диспергатор, состоящий из корпуса и электроакустического ультразвукового излучателя с волноводным акустическим трансформатором, присоединенным к корпусу в плоскостях узлов колебательных смещений, а также штуцер для подачи воды, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде цилиндра, снабженного резьбой на внутренней поверхности, а волноводный акустический трансформатор также снабжен резьбой на внутренней поверхности и соединен со штуцером. 61052010.04.30 Полезная модель относится к ультразвуковым устройствам для эмульгирования и может быть использована для приготовления эмульсионных пищевых продуктов или эмульсий для смазки хлебопекарного инвентаря, например, для приготовления маргарина,эмульсионных составляющих соусов, кремов и т.п. Известно наиболее близкое по технической сущности к заявленной полезной модели устройство, включающее смесительный резервуар и диспергатор, состоящий из корпуса и электроакустического ультразвукового излучателя с волноводным акустическим трансформатором, присоединенным к корпусу в плоскостях узлов колебательных смещений, а также штуцер для подачи воды 1. Существенным недостатком данного устройства является склонность получаемой эмульсии, которая всегда получается множественной, к ортокинетической коагуляции(флокуляции) в начальный период после ее приготовления. Это ослабляет устойчивость эмульсии. Флокуляция - явление захвата мелких капель фазы более крупными каплями прямой эмульсии при седиментации с образованием хлопьевидных флокул. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является создание устройства для эмульгирования, обеспечивающего увеличение производительности, расширение технологических возможностей устройства, повышения устойчивости эмульсии. Поставленная задача обеспечивается тем, что при использовании существенных признаков, характеризующих известное устройство для эмульгирования, которое содержит смесительный резервуар и диспергатор, состоящий из корпуса и электроакустического ультразвукового излучателя с волноводным акустическим трансформатором, присоединенным к корпусу в плоскостях узлов колебательных смещений, а также штуцер для подачи воды, в соответствии с полезной моделью корпус выполнен в виде цилиндра,снабженного резьбой на внутренней поверхности, а волноводный акустический трансформатор также снабжен резьбой на внутренней поверхности и соединен со штуцером. Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа конструкцией акустического трансформатора и корпуса, что свидетельствует о наличии признаков, отличающих заявленную полезную модель от прототипа. В эмульсиях со временем происходит два процесса коагуляция и коалесценция. Коагуляция - это процесс концентрации капель фазы эмульсии в какой-либо части объема эмульсии, например, под действием гравитации из-за разницы в плотностях жидкостей фазы и среды. Коагуляция происходит без прорыва перемычек среды и сорбционных слоев эмульгатора между каплями фазы, поэтому коагуляция - обратимое явление. Механическим перемешиванием можно восстановить однородность эмульсии. Коалесценция - это процесс слияния капель фазы. Такой процесс необратим. Причиной коалесценции может служить коагуляция, вследствие которой капли фазы в отдельной части объема эмульсии будут уплотнены настолько, что целостность границ между ними нарушится. Устойчивость эмульсии определяется скоростью ее коалесценции, чем ниже последняя, тем выше устойчивость. В рассматриваемом случае седиментационная коагуляция отягощена флокуляцией. Последняя обусловлена наличием в качестве фазы прямой эмульсии. Таким образом, чем быстрее будет разрушена прямая эмульсия и высвобожден связанный в ней эмульгатор, который перейдет на границы раздела фаз в обратной эмульсии и укрепит их,тем устойчивее станет эта эмульсия. Акустическая кавитация в воде порождает одновалентные и двухвалентные гидроксильные ионы, а также перекись и надперекись водорода. В объеме, образованном стенками корпуса диспергатора и поверхностью акустического трансформатора, в который посредством поперечной моды колебаний будет передаваться энергия колебаний, возникнет кавитация и будут образовываться перечисленные соединения. Таким образом, при эмульгировании в образующуюся эмульсию будет поступать подкисленная вода с наличием моно- и поливалентных анионов. В данном случае конструкция акустического преобразователя и корпуса способствуют усилению кавитации 2 61052010.04.30 внутри объема, где происходит сонолиз воды, что положительно влияет на производительность процесса и качество эмульсии. Техническая сущность полезной модели поясняется прилагаемым чертежом, где на фигуре показан общий вид устройства в продольном разрезе. Заявляемое устройство состоит из смесительного резервуара 1 и диспергатора, состоящего из корпуса 3, снабженного резьбой 13 на внутренней поверхности, и электроакустического ультразвукового излучателя с волноводным акустическим трансформатором 4,выполненным в виде двух акустически разомкнутых систем, имеющим резьбу 13 на внутренней поверхности и снабженным излучающими элементами в виде шайб 12, а также штуцера 2, расположенного в узле колебаний нижней части волноводного акустического трансформатора. Штуцер 2 соединен с отверстием 9, выполненным соосно нижней части трансформатора. Акустический трансформатор 4 присоединен к корпусу в плоскостях узлов колебательных смещений 5, 6. Устройство работает следующим образом. Волноводный акустический трансформатор 4 производит излучение акустической энергии, преобразуемой из электрической энергии, посредством электроакустического магнитострикционного преобразователя 10. Энергия передается с рабочей поверхности излучателя 11 в изначально заполненный маслом смесительный резервуар 1, где она расходуется на образование обратной эмульсии масла с водой, поступающей в смесительный резервуар через отверстия 7. Вода попадает к отверстиям 7 через штуцер 2, отверстие 9 и объем 8. В воде, протекающей через этот объем 8, возникает акустическая кавитация, вызванная трансформацией акустической энергии. Под действием акустической кавитации вода диссоциирует на ионы, в том числе с образованием двухвалентных гидроксильных ионов, и в ней образуются перекись и надперекись водорода. Эти соединения способствуют разрежению двойного электрического слоя на границе раздела сред в прямой эмульсии, являющейся фазой, образующейся при работе устройства. В результате прямая эмульсия распадается, предотвращая явление ортокинетической коагуляции обратной эмульсии, увеличивая тем самым ее устойчивость. Приведенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленной полезной модели, используя описанные в заявке или известные ранее технические средства и методы, а также о способности получения указанного выше технического результата при воплощении совокупности признаков полезной модели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3