Способ гашения пены

 

СПОСОБ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ, включающий разделение пены на потоки и воздействие на них электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса пеногашения , повьппения его эффективности и снижения электроопасности, испольг зуют переменное электрическое поле промьшшенной частоты напряжением 24-220 Б с плотностью тока 0,010 ,1 А/см. .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) З51 В 01 D 19/02

ГОСЬДа СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОАС НОВ В СВИВВТВЪСТВУ (21) 3444735/23-26 (22) 26.02.82 (46) 07 ° 07.84. Бюл. 9 25 (72) А.М. Кутепов, А.Г. Ветошкин, М.И. Измайлов и Б.И. Пименов (71) М6сковский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического машиностроения (53) 66.066.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 137870, кл. В 01 D 19/02, опублик.

1961.

2. Патент США В 2450016, кл. 104-302, 1948.

В (54)(57) СПОСОБ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ, вклю чающий разделение пены на потоки и воздействие на них электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса ценогашения, повышения его эффективности и снижения электроопасности, исполь-. зуют переменное электрическое поле промышленной частоты напряжением

24-220 В с плотностью тока 0 010 1 А/сма

58 2 ленной частоты 50 Гц в пределах

24-220 В. При попадании пены 1 в пространство между электродами 2 по ней протекает электрический ток плотностью

0,01-0,1 А/см . В результате теплового действия электрического тока, проходящего через пену, и действия электродинамических сил пена разрушается в течение 0,5-2 с. Выделяющийся при разрушении пены газ проходит в пространство между электродами, а жидкость стекает вниз.

Кроме силы взаимного отталкивания, на элементарные участки пленки и молекулы раствора действуют пондеромоторная сила, которая меняется в результате пульсаций электромагнитного поля, вследствие чего пузырьки подвергаются попеременному сжатию и расширению, что,уменьшает устойчивость и прочность пенной структуры. Таким образом, в предлагаемом способе пена разрушается в результате действия нескольких фактоРов, в том числе дов, при котором происходит короткое замыкание. Увеличение расстояния между электродами более 1,2 см резко снижает эффективность пеногашения и при этом возникает необходимость прикладывать к .электродам высокое напряжение. Следовательно, пена достаточно эффективно гасится при расстоянии между электродами в пределах 0,2-1,2 см. Так как площадь.поперечного сечения потока пены больше этой величины, то весь поток необходимо разделить несколькими электродами на отдельные участки с расстоянием между электродами 0,21,2 см.

Предлагаемый способ гашения пены

45 осуществляется по следующей технологии.

Пена 1 проходит по корпусу, который может представлять собой технологический аппарат или трубопровод и поступает в пространство между

50 электродами 2..Электроды крепятся изоляторами 3 на расстоянии 2-12 мм друг от друга и разделяют пену на отдельные участки указанной ширины, при:этом крупные пузырьки пены могут 5

55 разрушаться краями электродов.

К электродам 2 через регулятор 4 напряжения подается напряжение промьппДиапазон напряжений 24-220 В промьппленной частоты достаточно эффективен для гашения пены по предлагаемому способу. Применение напряжения менее 24 В недостаточно эффективно и приводит к нестабильности процесса, а использование высоких напряжений требует применения крупногабаритного и дорогостоящего оборудования

1 11.01 2, Изобретение относится к пищевой промышленности и может использоваться в технологических процессах для гашения пены, например, молока, пива, растворов жировых и белковых веществ и других.

Известен способ гашения пены, заключающийся в расположении электрода над поверхностью жидкости, помещенной в металлический заземленный 10 сосуд, подаче на электрод отрицательного электрического потенциала от источника постоянного тока величиной tO ° 1ОЭ- 110 10 В и разрушении

Э пены (11 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ rameния пены, включающий разделение пены на потоки и воздействие на них элект- 20 рическим полем (21 . Недостатками известного способа гашения пены являются сложность осуществления способа и повышенная электроопасность, так как для гашения пе- 25 механического — при разрезании пены ны используется высокое напряжение. . электродами на узкие участки.

Целью изобретения является упро- Параметры способа гашения пены щение процесса пеногашения, повышение определены экспериментальным путем, его эффективности и снижение электро- Установлено, что уменьшение толщиопасности. ны участков пены менее 0,2 см не

Цель достигается тем, что соглас- дает значительного увеличения эфно способу гашения пены, включающе- фективности пеногашения, но может му разделение пены на потоки и воз- привести к соприкосновению электро" действие на них электрическим полем, используют переменное электрическое

35 поле промьппленной частоты напряжением 24-220 В с плотностью тока 0,010,1 А/см2.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

46

На схеме представлены пена t, элект роды 2, изоляторы 3, источник 4 регулируемого напряжения, жидкость 5.

3 1 l 012 и соблюдения специальных мер безопасности при обслуживании.

Пены различной степени устойчивости и кратности пенообразования достаточно эффективно гасятся предлагаемым способом при плотности тока

0,01-0, 1 А/см в течение 0,5-2 с.

Гашение пены за время менее 0,5 с не требуется, так как в поомышленности нет процессов, где пена генери-1О руется с такой большой скоростью, следовательно, нет необходимости уве личивать плотность тока более О, 1 А/см .

Кроме того, это потребует дополнительные знергозатраты. Гашение пены 15 при плотности тока менее 0,01 А/см происходит за время более 2 с при котором возможен проскок пены за пределы зоны действия электродов, поэтому уменьшение плотности тока 2р менее 0,01 А/см приводит к сни 1.я» нию эффективности процесса пеногашения. Таким. образом, с точки зрения минимальных энергозатрат на проведение процесса пеногашения и максималь-2 ной эффективности, диапазон токов плотностью 0,01-0,1 А/см является оптимальным.

Hp и м е р 1. Предлагаемым способом производилось гашение пены молока жирностью 2,57. Над поверхностью молока 5 располагают электроды 2, расстояние между которыми составляет 1,2 см. Электроды подключают к источнику регулируемого напря35 жения промышленной частоты 50 Гц.

На электроды подают напряжение 24 В.

До поступления пены в пространство между электродами ток по цепи не протекает, поэтому энергозатраты . . 4p отсутствуют. Поступающая пена разделяется электродами на участки толщиной 1,2 см и по ней пропускается электрический ток плотностью 0 01 А/см

В результате теплового действия элекрического тока и воздействия электродинамических сил на каждый из пузырьков пена разрушается в течение 1-2 с, при этом температура пены в зоне разрушения, между электродами, не .превышает 38-.50РС а температура молока не повышается (B пределах точности измерений +0,5 С).;

Пример 2. Гашение паны, образуемой при барботировании пива . 55

"Жигулевское" воздухом, проводится при следующих параметрах:.ширина участков, на которые разделяется

58 4 пена, 0,4 см, подаваемое на электроды переменное напряжение 200 В, плотность электрического тока 0,01 А/см, время гашения пены 1-1,5 с.

Пример 3. Исследовалось гашение пены раствора пенообразователя типа ПО-ÇA, используемого для получения устойчивости огнетушащей пены, при ширине участков пены 0,2 см, переменном напряжейии 220 В и плотности электрического тока О,1 А/см2 .

Время гашения пены 0,5-1 с.

Пример 4. Для гашения пены пенообразователя типа САМПО, используемого для получения устойчивых огнетушителей пен, определены следующие оптимальные параметры предлагаемого способа гашения устойчивой пены: ширина участков разделения пены электродами 0,3 см, переменное напряжение частоты 50 Гц, подаваемое на участки, 200 В, плотность тока 0,08 А/см, время гашения пены 1-1,5 с.

В отличие от известного в предлагаемом способе гашения пены происходит плавно (а не скачкообразно при разряде) и равномерно по всему сечению потока пены (а не по 1-2 отдельным траекториям). При этом, так как пена разделяется на узкие участки, схлопывание пузырьков происходит уже при величине плотности тока, несколько порядков меньше, по сравнению с известным способом, поэтому в предлагаемом способе физико-химические свойства пены не из1 меняются. Более того, в процессах культивирования микроорганизмов предлагаемый способ позволяет достигнуть явления "активации", при котором число жизнеспособных клеток начинает увеличиваться. Следовательно, в сравнении с известным, предлагаемый способ увеличивает эффективность и скоI рость технологического процесса, кроме того, достигается упрощение процесса пеногашения и снижение электроопасности.

4Э

Таким образом, предлагаемый способ гашения пены обладает высокой эффективностью и надежностью при разрушении самых различных пен, в том числе наиболее устойчивых. Использование способа не требует применения специальных мер безопасности, необходимых при работе с высоким напряжением и СВЧ импульсами, к которой допускается только высококвалифицирован1101258

6. Составитель В. Березин.

Редактор Н. Лазаренко Техред А.Кикемезей Корректор О. Тигор

Заказ 4693/4 Тираж 682

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Фипи;и ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный персонал, прошедший соответствующую подготовку.

Осуществление способа гораздо проще по сравнению с известными способами, для которых необходимо применение сложного, громоздкого .оборудования.

4. Параметры электровоздействия обеспечивают высокую экономическую и техническую эффективность процесса гашения пены за короткий промежуток

1 времени 0,5-2 с. При отсутствии пены в зоне действия электродов нет энер5 гозатрат, а при попадании пены в эту зону ее гашение происходит автоматически, поэтому нет необходимости ис-. польэовать датчики уровня пены.