Устройство для экстрагирования мезги
Полезная модель относится к аппарату винодельческой отрасли, применяемому для экстракции красящих и дубильных веществ из мезги красного винограда. Устройство для экстрагирования мезги, состоящее из цилиндрического вертикального корпуса, устройства для загрузки и выгрузки мезги, мешалки, выполненной в виде вращающейся вертикальной рамы, и устройства возбуждения ультразвуковых колебаний, которое выполнено в виде гидродинамического излучателя с центробежным насосом для преобразования энергии струи в энергию упругих акустических колебаний, гидродинамический излучатель установлен параллельно оси вала мешалки, оснащен циклическим поворотным пневматическим механизмом и снабжен узлом регулировки вертикального положения в аппарате. Это позволяет уменьшить крутящий момент на валу мешалки и обеспечить очистку внутренней поверхности устройства для экстрагирования мезги.
Полезная модель относится к аппарату винодельческой отрасли, применяемому для экстракции красящих и дубильных веществ из мезги красного винограда.
Известен аппарат для термической обработки мезги БРК-3М производства «Болоховского машиностроительного завода» [Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. - М.: ДеЛи, 2001. - 107 с.]. Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса с установленными подводящими и отводящими патрубками, загрузочного и выгрузного устройства. Основным рабочим органом аппарата является мешалка-подогреватель для перемешивания мезги.
Недостатками данного аппарата является большой крутящий момент на валу привода мешалки из-за высокой плотности мезги и ее уплотнения под действием выделяющейся углекислоты, а также недостаточно эффективное перемешивание материала.
Наиболее близким из известных аналогов является установка для экстракции продуктов органического происхождения [патент № RU 2218204 С2, МПК B 01 D 11/02, 12.10.2003 г.], состоящая из корпуса, устройства для загрузки исходного сырья и экстрагента, устройства для выгрузки проэкстрагированного сырья и экстракта, мешалки, выполненной в виде вращающейся вертикальной рамы, и устройства возбуждения ультразвуковых колебаний на боковой поверхности корпуса в виде блоков пьезоэлектрических преобразователей.
Эта установка для экстракции имеет следующие недостатки:
Отсутствует циркуляция экстрагирующего вещества, что уменьшает эффективность экстракции, для перемешивания уплотненной экстрагируемой
массы мезги необходим высокий крутящий момент, не предусмотрена очистка внутренней поверхности аппарата после завершения процесса экстракции.
Следствием указанных недостатков является снижение эффективности работы установки.
Задачей полезной модели является создание устройства для экстрагирования мезги, обеспечивающего повышение эффективности и надежности его работы.
Техническим результатом является уменьшение крутящего момента на валу мешалки и обеспечение очистки внутренней поверхности устройства для экстрагирования мезги.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для экстрагирования мезги, состоящем из цилиндрического вертикального корпуса, устройства для загрузки и выгрузки мезги, мешалки, выполненной в виде вращающейся вертикальной рамы, и устройства возбуждения ультразвуковых колебаний, которое выполнено в виде гидродинамического излучателя с центробежным насосом для преобразования энергии струи в энергию упругих акустических колебаний, гидродинамический излучатель установлен параллельно оси вала мешалки, оснащен циклическим поворотным пневматическим механизмом и снабжен узлом регулировки вертикального положения в аппарате. Данная конструкция позволяет уменьшить плотность и динамическую вязкость перемешиваемой мезги и соответственно уменьшить крутящий момент, необходимый для привода рабочего органа в устройстве. Технический результат достигается при определенной последовательности работы гидродинамического излучателя и мешалки, при котором на первом этапе происходит разрушение уплотненной мезги гидродинамическим излучателем, уменьшается ее плотность и динамическая вязкость, а затем включается мешалка. Технический результат данной конструкции устройства для экстрагирования мезги отражают следующие зависимости [Кошевой Е.П.
Технологическое оборудование пищевых производств в примерах и задачах. - Краснодар: КубГТУ, 2001. - 84 с.]:
где Np - расчетная мощность привода, кВт;
KN - коэффициент сопротивления;
- плотность перемешиваемого продукта, кг/м 3;
n - частота вращения вала мешалки, об/с;
dм - наружный диаметр мешалки, м.
где Re - число Рейнольдса.
где 
- динамический коэффициент вязкости перемешиваемой среды, Па*с.
Установленный специальный гидродинамический излучатель преобразует кинетическую энергию струи жидкости в энергию упругих акустических колебаний и генерирование ультразвука происходит в области турбулентного движения струи при уменьшении динамического коэффициента вязкости и соответственно происходит увеличение числа Рейнольдса по формуле (3), таким образом, по зависимости (2) происходит уменьшение коэффициента сопротивления мезги и прямо пропорционально уменьшение крутящего момента для привода мешалки. Согласно выражению (1) уменьшается также расчетная мощность привода устройства для экстрагирования мезги.
При работе гидродинамического излучателя на воде производится очистка внутренней поверхности устройства с помощью водяной струи после каждой разгрузки, тем самым исключается засорение днища.
Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели, изложенных в формуле полезной модели, обеспечивает достижение желаемого технического результата.
На фиг.1 изображен общий вид устройства для экстрагирования мезги.
Устройство для экстрагирования мезги представляет собой вертикальную цилиндрическую обечайку 1 с рубашками нагрева и охлаждения 2 с разгрузочным шиберным люком 3 и загрузочным клапаном 4. Теплоносители подводятся к рубашкам через краны 5, 6. Для выгрузки мезги установлено лопастное устройство 7 с приводом 8. На верху по оси емкости установлена мешалка 9 с приводом 10, люк 11 на котором смонтирован гидродинамический излучатель 12 (может быть использован, например, описанный в «Основы физики и техники ультразвука», учеб. пособие для вузов / Б.А.Агранат, М.Н.Дубровин, Н.Н.Хавский и др. - М.: Высш. шк., 1987. - 352 с.) с фильтром 13, оснащенный циклическим поворотным пневматическим механизмом 14 и закрепленный на специальном узле регулировки 15 для установки вертикального положения гидродинамического излучателя в аппарате. Через гибкую вставку 16 гидродинамический излучатель соединен трубопроводом 17 с насосом 18, оснащенным всасывающим 19 и нагнетательным 20 клапанами.
Работает заявленное устройство для экстрагирования мезги следующим образом. Через загрузочный клапан 4 подается мезга для экстрагирования. Гидродинамический излучатель 12 опускается в слой мезги с помощью узла регулировки его вертикального положения 15, включается насос 17 и происходит разрушение уплотненной мезги. С помощью пневматического поворотного механизма 14 происходит циклический поворот излучателя на 90° для охвата акустической струи всей поверхности мезги. Затем излучатель поднимается с помощью узла регулировки 15 и включается мешалка 9, которая перемешивает всю массу мезги для активного контакта ее с суслом.
Устройство для экстрагирования мезги, состоящее из цилиндрического вертикального корпуса, устройства для загрузки и выгрузки мезги, мешалки, выполненной в виде вращающейся вертикальной рамы, и устройства возбуждения ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что устройство возбуждения ультразвуковых колебаний выполнено в виде гидродинамического излучателя с центробежным насосом для преобразования энергии струи в энергию упругих акустических колебаний, гидродинамический излучатель установлен параллельно оси вала мешалки, оснащен циклическим поворотным пневматическим механизмом и снабжен узлом регулировки вертикального положения в аппарате.
