Способ приготовления многокомпонентных смесей

 

Изобретение относится к технологическому оборудованию, а именно к устройствам для приготовления жидких текучих многокомпонентных смесей. Цель изобретения - использование скоростного высокоприоизводительного дозировочно-смесительного агрегата для приготовления жидких , текучих смесей. Устройство состоит из вертикального корпуса 1, группы дозаторов 2, рабочего органа 5, закрепленного на валу 7 привода вращения 8, и установленного между группой дозаторов 2 и рабочим органом 5 узла 9 деления компонентов и их спирально слоевого перемешивания, включающего обечайку 11 и выпускные отверстия 14. Новым в устройстве является конструкция узла 9, что обеспечивает возможность получения жидких и пластично-вязких текучих смесей за счет определенного соотношения между площадью сечения выпускных отверстий 14 корпуса 1, высотой обечайки узла 9 и расходами дозаторов 2. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 7 00 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4354352/23-26 (22) 14.12.87 (46) 30.07.90. Бюл. № 28 (75) P. А. Татевосян и Е. В. Егорова (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1421387, кл. В 01 F 13/00, 1986. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к технологическому оборудованию, а именно к устройствам для приготовления жидких текучих многокомпонентных смесей. Цель изобретения — использование скоростного высокопроизводительного дозировочно-смесительно;

ÄÄSUÄÄ 1581363 А1

ro агрегата для приготовления жидких текучих смесей. Устройство состоит из вертикального корпуса 1, группы дозаторов 2, рабочего органа 5, закрепленного на валу 7 привода вращения 8, и установленного между группой дозаторов 2 и рабочим органом 5 узла 9 деления компонентов и их спирально-слоевого перемешивания, включающего обечайку 11 и выпускные отверстия

14. Новым в устройстве является конструкция узла 9, что обеспечивает возможность получения жидких и пластично-вязких текучих смесей за счет определенного соотношения между площадью сечения выпускных отверстий 14 корпуса 1, высотой обечайки узла 9 и расхода ми дозаторов 2. 10 ил.

1581363

Изобретение относится к устройствам для приготовления многокомпонентных смесей и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — обеспечение возможности приготовления жидких и пластичножидких текучих смесей.

На фиг. 1 представлено устройство в аксонометрии, разрез; на фиг. 2 — то же, разрез; на фиг. 3 — вариант кольцевого желоба со щелевыми отверстиями, в аксонометрии; на фиг. 4 — то же, с круглыми отверстиями; на фиг. 5 — то же, с коническими отверстиями; на фиг. 6 — фрагмент кольцевого желоба со щелевыми отверстиями с фартуком-отражателем; на фиг. 7 — кольцевой желоб с радиальными перегородками, вид сверху; на фиг. 8 — 10 — фрагменты желоба с перегородкой.

Устройство для осуществления способа содержит вертикальный корпус 1, расположенную над корпусом 1 группу дозаторов 2, в которую входят дозаторы 3 жидкости и дозаторы 4 сыпучего материала. В нижней части корпуса 1 размещен рабочий орган 5 смесителя 6, закрепленный на валу 7 привода 8 вращения. Между группой дозаторов 2 и рабочим органом 5 смесителя 6 на валу 7 закреплен узел 9 деления потоков компонентов и их спирально-слоевого накопления.

Узел 9 представляет собой кольцевой желоб 10 с внешней 11 и внутренней 12 цилиндрическими обечайками, сообщенными снизу днищем 13 с выпускными отверстиями 14, которые могут быть выполнены,щелевыми 15, круглыми 16, коническими 17 или закрытыми от разбрызгивания фартуком

18. Предпочтительно, чтобы помимо днища

13 обечайки 11 и 12 были объединены радиальными перегородками 19, не доходящими до днища 14, что улучшает условия спирально-слоевого накопления компонентов и вращения смеси в кольцевом желобе 10, а также повышает прочность всего узла 9.

При реализации данного способа суммарную площадь отверстий 14 в днище 13 выбирают из условия, чтобы расход смеси из них не превышал минимальную суммарную производительность всех жидкостных дозаторов и одновременно был больше максимальной суммарной производительности всех дозаторов при высоте слоя смеси в желобе, не превышающей высоту его стенок, при этом должно выполняться соотношение

Ртн(4б Ото V ) Q. рд где @,,—; минимальная суммарная производительность всех жидкостных дозаторов;

Я㠄— максимальная суммарная производительность всех дозаторов;

ZS, — суммарная площадь отверстий в днище корпуса;

v — скорость истечения смеси из отверстий.

Расчет параметров смешивания проводят следующим образом.

По техническим требованиям определяют минимальную требуемую суммарную производительность жидкостных дозаторов. Задают минимальную высоту спирально-кольцевого слоя, при которой обеспечивается сплошность зеркала его свободной поверхнос ти. Рассчитывают давление йа днище желоба при этой высоте слоя. Определяют скорость истечения смеси при этом давлении. Рассчитывают суммарную площадь отверстий в днище желоба, обеспечивающих равновесие поступления — истечения при минимальной высоте слоя смеси в желобе и при минимальной суммарной производительности жидкостных дозаторов, рассчитывают количество отверстий и распределяют их по днищу желоба.

Дальнейший расчет может идти по двум альтернативным направлениям — по конструктивному расчету устройства для заданного технологического процесса либо по подбору технологических параметров для заданного конкретного устройства.

При конструировании устройства для заданной максимальной суммарной производительности определяют необходимый расход из отверстий для сохранения равенства поступления — истечения, необходимое давление на днище желоба для обеспечения этого расхода; пересчитывают это давление в высоту спирально-кольцевого слоя смеси и после этого определяют необходимую глубину желоба.

При подборе технологических параметров идут от обратного: по глубине желоба определяют максимально возможную высоту спирально-кольцевого слоя смеси; определяют давление этого слоя на днище желоба; рассчитывают по этому давлению скорость истечения из отверстий, суммарный расход смеси из всех отверстий, затем рассчитывают максимальную суммарную производительность всех дозаторов и, наконец, по заданному рецептурному соотношению (по техническим требованиям) определяют максимальную производительность дозатора каждого компонента.

Реализацию способа проследим на примере приготовления прохладительного напитка, содержащего, Я:

Вода 80

Сахарный раствор (водный)

Кислота

Фруктовый экстракт (спиртовый) 4

Раствор красителя (водиый) 1

По техническим требованиям минимальная производительность по смеси должна соста влять 100 л/мин, ма кси мал ьна я — 50 л/

/мин в зависимости от сезона.

1581363

Пример 1. Конструктивный расчет необходимого для данной технологии смесителя.

Задаемся минимальной высотой слоя 5 см, при этом избыточное давление на днище составляет 50 мм вод.ст., что обеспечивает расход смеси через отверстие площадью в 1 см 300 мл/с, или 18 л в минуту.

Отсюда для производительности 100 л/

/мин необходимо иметь-суммарную площадь отверстий 100:18=5,5 см .

Для обеспечения наибольшей производительности расход через эти отверстия должен составить 500:5,5=91 л/мин, т. е. скорость истечения должна возрасти в 91:18=5 раз.

Для этого необходимо увеличить давление на днище желоба в 5, т. е. в 25 раз.

Таким образом, необходимая высота спи рально-кольцевого слоя в желобе при максимальной йроизводительности всех дозаторов будет 5X25=125 см, при этом высота стенок лотка (с запасом) может быть принята 150 см.

Пример 2. Определение максимальной производительности для смесителя с высотой стенок 100 см.

С учетом запаса принимаем высоту слоя

0,8X 100=80 см.

При этом отношение максимальной высоты слоя к минимальной будет равно

80 5=16, т. е. давление возрастает в

16 раз,расход же при этом возрастет только в /16=4 раза. Таким образом, максимальная суммарная производительность составит 100X4=400 л/мин, или по воде 320; по сахарному раствору 48, по кислоте 12, по фруктовому экстракту 16 и по раствору красителя 4 л/мин.

Данный способ обеспечивает возможность приготовления жидких и пластичножидких текучих смесей.

Формула изобретения

QKaии о а +емси ср где я — минимальная суммарная производительность всех жидкостных дозаторов;

ZS — суммарная площадь отверстий в днище корпуса;

v — скорость истечения смеси . из отверстий при высоте слоя смеси в желобе, не превышающей высоту его стенок. — максимальная суммарная производительность всех дозаторов.

Способ приготовления многокомпонентных смесей путем спирально-слоевого накоп ления, включающий подачу сверху в заданном соотношении посредством дозаторов компонентов в горизонтальный вращающийся кольцевой желоб и последующий отвод

15 смеси через отверстия в днище корпуса, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности приготовления жидких и пластично-жидких текучих смесей, суммарную площадь отверстий в днище выбирают из условия

1581363

ff

Фиг. б

1581363

12

14

ro

13

Фиг. 0

Составитель И. Шерстнева

Редактор А. Маковская Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2048 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101