Устройство для получения пищевой кислородной пены
Полезная модель относится к устройствам для смешивания безалкогольных напитков, преимущественно, фиторастворов с кислородом, и может быть использовано для профилактических и лечебных целей насыщения организма кислородом, при употреблении приготовленной пены. Устройство для получения пищевой кислородной пены содержит сосуд с фитораствором, на дне которого установлен пористый распылитель, трубкой связанный с источником подачи кислорода, и формирователь калиброванных пузырьков. Новым является то, что формирователь калиброванных пузырьков выполнен в в виде центральной полости, расположенной ниже уровня дна сосуда, внутри которой коаксиально с кольцевым зазором помещен распылитель кислорода; при этом ширина кольцевого зазора составляет 7-12 мм, а дно сосуда образовано кольцевым вкладышем, толщина которого сопоставима с высотой распылителя кислорода. Предложенное техническое решение обеспечивает образование мелкодисперсионной устойчивой кислородной пищевой пены за счет автоматического формирования соразмерных:пузырьков кислорода в фиторастворе, заполполняющем кольцевой активатор дна сосуда. Предложенное устройство функционально надежно и просто в эксплуатации.
Полезная модель относится к устройствам для смешивания безалкогольных напитков, преимущественно, фиторастворов с кислородом и может быть использована для профилактических и лечебных целей насыщения организма кислородом при употреблении приготовленной пены.
Уровень техники характеризует устройство для приготовления пены по изобретению SU 632358, A 61 J 3/00, 1978 г., содержащее сосуд для жидкости, источник кислорода и пористый пенообразователь (распылитель кислорода), помещенный в жидкости, на дне сосуда.
Пористый распылитель выполнен из плоского абразивного круга, смонтированного в держателе, который посредством штуцера связан с трубкой подачи кислорода от источника.
Плоский распылитель для увеличения активной рабочей поверхности ценообразования (за счет формирования диспергируемых в жидкость через поры пузырьков) имеет диаметр, сопоставимый с диаметром сосуда.
Стационарный процесс генерирования в жидкость одномерных пузырьков кислорода, подаваемого под незначительным давлением порционно, обеспечивает хорошо структуированную устойчивую пену.
Недостатком описанного устройства является низкая производительность приготовления кислородной пены, потому что распылитель с развитой активной рабочей поверхностью представляет собой большое гидродинамическое сопротивление для замедленного выхода кислорода мелкодисперсными пузырьками в жидкость через лабиринтные капиллярные каналы абразива.
Более производителен пенообразователь по патенту P.U 2051666, А 61 J 3/00, 1996 г., кольцевой пористый распылитель которого для
образования микропузырьков газа имеет ресивер, где динамично подаваемый от источника через форсунку газ расширяется и скапливается, при этом выравнивается его давление. Через капиллярные каналы распылителя газ равномерно расходуется в жидкость в виде пузырьков, которые в свободном объеме сосуда формируют кислородную пену.
Недостатком этого устройства являются значительные потери фитораствора, уровень которого в сосуде приготовления пены должен быть выше распылителя, имеющего относительно большие габариты, определяемые заданной функциональностью для формирования однородной структурированной пены.
Отмеченный недостаток устранен в устройстве для получения пищевой кислородной пены по патенту SU 1292786, А 61 М 11/06, 1987 г., которое по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога.
Известное устройство содержит наполненный фитораствором сосуд, на дне которого установлен пористый распылитель, трубкой связанный с источником подачи кислорода, и формирователь калиброванных пузырьков, выполненный в виде закрепленной над уровнем жидкости пластины с распределенными мерными фильерами.
Фильерная пластина обеспечивает прохождение однородных по размеру пузырьков, формируя тем самым умеренное увлажнение пены, обогащенной кислородом. При этом повышаются вкусовые качества пены за счет сокращения количества в ней жидкости.
Недостатком известного устройства является уменьшение выхода готовой продукции из-за разрушения неформатных пузырьков на фильерной пластине, в результате чего теряются структурные составляющие сформированной пены: дисперсионная среда сливается обратно в фитораствор, а дисперсная фаза (кислород) улетучивается, то есть продуктивная производительность падает.
Кроме того, промывка разборного труднодоступного пенообразователя представляет на практике технологическую проблему.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение продуктивности ценообразования без потери ее качества и упрощение конструкции.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для получения пищевой кислородной пены, содержащем сосуд с фитораствором, на дне которого установлен пористый распылитель, трубкой связанный с источником подачи кислорода, и формирователь калиброванных пузырьков, по предложению авторов, формирователь калиброванных пузырьков выполнен в виде центральной полости, расположенной ниже уровня дна сосуда, внутри которой с кольцевым зазором коаксиально помещен распылитель кислорода, при этом ширина кольцевого зазора составляет 7-12 мм, а в качестве варианта исполнения формирователя калиброванных пузырьков дно сосуда образовано кольцевым вкладышем, толщина которого сопоставима с высотой распылителя кислорода.
Отличительные признаки обеспечили образование мелкодисперсионной устойчивой системы при автоматическом формировании калиброванных пузырьков кислорода в кольцевом зазоре между распылителем и центральной полостью, выполняющем функции активатора, где образуются турбулентные струйные потоки распыляемого кислорода, дробящиеся при соударениях между собой, многократно отражаясь от стенки полости и поверхности распылителя. При этом в активаторе пузырьки кислорода, многократно и тесно взаимодействуя друг с другом, трансформируются и калибруются до степени однородности, благодаря чему образуется устойчивая пена, насыщенная кислородом и с приятным вкусом.
Заявленный оптимальный диапазон ширины кольцевого зазора (активатора) определен экспериментально по массе устойчивой кислородной
пены в емкости потребителя, сохраняющейся практически неизменной в течение времени употребления до 10 минут.
При выполнении рабочего кольцевого зазора за границами диапазона его ширины 7-12 мм эффект активатора вырождается и формирование калиброванных пузырьков кислорода не происходит.
Наличие в сосуде центральной полости минимального объема, расположенной ниже уровня дна позволяет использовать для приготовления кислородного коктейля практически весь фитораствор.
Пористый распылитель простой, лаконичной конструкции легко промывается изнутри и снаружи, доступен для технологического обслуживания.
Формообразование активирующей полости посредством установки мерного кольцевого вкладыша на дно сосуда снижает капитальные затраты на изготовление литьевых пресс-форм полимерного сосуда более простой конфигурации и может служить альтернативой, обеспечивая необходимую эффективность приготовления устойчивой кислородной пены.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, непрсущей признакам в разобщенности, то есть решается поставленная задача не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, где схематично изображены:
на фиг.1 - устройство для получения кислородной пены;
на фиг.2 - то же, вариант выполнения.
Устройство содержит сосуд 1, закрытый крышкой 2, дно которого спрофилировано с центральной полостью 3 (фиг.1) цилиндрической Формы. Центральная полость 3 может быть сформирована при установке на дно сосуда 1 сопрягаемого кольцевого вкладыша 4 (фиг.2). В
этом случае верхняя поверхность вкладыша 4 служит в качестве дна сосуда 1, ниже уровня которого имеется центральная полость 3.
Коаксиально в полости 3 установлен пористый распылитель 5 кислорода, выполненный из спеченного газопроницаемого материала.
Между распылителем 5 и центральной полостью 3 образован кольцевой зазор 6 шириной 7-12 мм.
Распылитель 5 посредством трубки 7, закрепленной в крышке 2, сообщается через редуктор со средством подачи кислорода (условно не показано).
В верхней части сосуда 1, под крышкой 2, имеется выходной канал 8.
Для приготовления кислородной пены в сосуд 1 наливают фитораствор, закрывают крышкой 2, после чего по трубке 7 к распылителю 5 подается кислород, который распределяется в его объеме и через капиллярные лабиринтные каналы тонкими струйками и пузырьками поступает в кольцевой зазор 6 полости 3.
В жидкости, заполняющей кольцевой зазор 6, происходит переотражение пузырьков, которые деформируются и делятся на более мелкие, а мелкие укрупняются, то есть взаимно трансформируются до оптимального размера. При этом тонких струйки кислорода в кольцевом активаторе турбулизирутся и многократно дробятся от соударений, в результате чего образуются соразмерные (калиброванные) мелкодисперсные пузырьки, всплывающие на поверхность жидкости, в которой образуются восходящие потоки. В свободном от фитораствора объеме сосуда кислородные пузырьки с оболочкой фитораствора накапливаются, уплотняются и образуют кислородную пищевую пену.
Далее кислородная пена по каналу 3 выводится из сосуда 1 и наполняет емкость потребителя, где устойчиво сохраняет форму в течение 7-10 минут.
Центральная полость 3 функционирует в качестве активатора
формообразования пузырьков заданной дисперсности и автоматической циркуляции жидкости в сосуде 1.
В полученной пене, однородной по мелкодисперсному размеру пузырьков, соотношение кислорода и фитораствора сбалансировано.
Описанный процесс идет до полной выработки фитораствора при минимальном остатке в зазоре 3 или при отключении подачи кислорода.
Предложенное устройство может быть использовано для профилактики здоровья или оксигенотерапии с помощью кислородных коктейлей, обогащенных фитодобавками, в санаторно-куррортных и лечебных учреждениях, а также в частном применении.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по машиностроению, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления устройства для получения кислородной пищевой пены, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
1. Устройство для получения пищевой кислородной пены, содержащее сосуд с фитораствором, на дне которого установлен пористый распылитель, трубкой связанный с источником подачи кислорода, и формирователь калиброванных пузырьков, отличающееся тем, что формирователь калиброванных пузырьков выполнен в виде центральной полости, расположенной ниже уровня дна сосуда, внутри которой коаксиально с кольцевым зазором помещен распылитель кислорода.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ширина кольцевого зазора составляет 7-12 мм.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что дно сосуда образовано кольцевым вкладышем, толщина которого сопоставима с высотой распылителя кислорода.
