Установка для очищення харчових олій в електростатичному полі - патент Україна 2518598 -

Винахід відноситься до масложирової промисловості, зокрема до обладнання для очищення харчових олій від механічних домішок, і може бути використане для отримання очищених олій з тривалим терміном зберігання. Установка містить порожнистий герметичний циліндричний корпус з патрубками для введення і виведення масла, що очищається, електростатичний фільтруючий елемент, джерело високої напруги, високовольтні електроди, вузол кріплення електродів. Високовольтні електроди виконані з струмопровідної сітки і розташовані коаксіально в корпусі, між електродами закріплені діелектричні перегородки, що розділяють. Перегородки встановлені таким чином, що змушують потік рослинної олії, що очищається, багаторазово послідовно проходити крізь високовольтні електроди, виконані з струмопровідної сітки. Технічний результат полягає у підвищенні якості відділення домішок, у спрощенні конструкції установки, у збільшенні енергоефективності очищення, у можливості швидкої регенерації, у спрощенні ремонту та обслуговування. 7 іл.

Малюнки до патенту Україна 2518598

Недоліками зазначеного способу очищення рослинних олій є: суттєві енергетичні та експлуатаційні витрати, зумовлені насамперед необхідністю створення високого перепаду тиску на фільтрах, недостатній ступінь уловлювання частинок домішок мікронного та субмікронного розміру, зниження виходу олії та великійого втрати, а також великі габаритні розміри та складність конструкцій обладнання.

Також відомі установки для електростатичного очищення турбінних, трансформаторних та інших індустріальних масел. Наприклад, установка «ФОДЖ» [http://www.temon.ru/fodjg.html], пропонована ТОВ "Техелектромонтаж", що складається з фільтра грубого очищення та електростатичних фільтрів тонкого очищення, блоку сушіння, обладнаного турбосушінням для видалення вологи з олії та краплеотделителем для конденсування вологи.

Також відомі електростатичні очищувачі олії (ЕОМ) американської фірми «KLEENTEK» [http://www.kleentek.com/howitworks.aspx], а також установки електростатичного очищення олії німецької компанії «Friess GmbH» [http://www.friess- online.de/index.php?id=117], що включають електростатичний фільтр, що складається з багатошарових рулонних електродів з розміщеним між ними гофрованим ізолюючим прошарком з діелектрика.

Недоліками зазначених установок електростатичного очищення індустріальних масел є неможливість їх застосування для очищення харчових рослинних олій, а також обмеження, пов'язані з максимально допустимою концентрацією домішок, що фільтруються, порівняно невисока продуктивність.

Недоліками даного електростатичного фільтра є невисока якість очищеного масла, невисока продуктивність, неможливість регенерації при високому забрудненні поверхонь, що фільтрують, в умовах високої концентрації домішок в маслі.

Технічна задача винаходу полягає в підвищенні якості відділення домішок, спрощення конструкції установки, збільшення енергоефективності очищення, можливості швидкої регенерації, спрощення ремонту і обслуговування.

Для вирішення технічного завдання винаходу запропонованоустановка для очищення харчових рослинних олій в електростатичному полі, що містить порожнистий герметичний циліндричний корпус з патрубками для введення і виведення масла, що очищається, електростатичний фільтруючий елемент, джерело високої напруги, високовольтні електроди, вузол кріплення електродів, в якій новим є те, що високовольтні електроди виконані з струмопровідної сітки і розташовані коаксіально в корпусі, між електродами закріплені діелектричні розділяючі перегородки, причому перегородки встановлені таким чином, що змушують потік рослинної олії, що очищається, багаторазово послідовно проходити крізь високовольтні електроди, виконані з струмопровідної сітки.

Технічний результат полягає у підвищенні якості відділення домішок, у спрощенні конструкції установки, у збільшенні енергоефективності очищення, у можливості швидкої регенерації, у спрощенні ремонту та обслуговування.

Установка може бути використана в лінії віджиму для очищення харчових рослинних олій від механічних домішок, таких як частинки шроту, відразу після віджиму, на виході з масловіджимних пресів або в лінії очищення харчових рослинних олій від воскових речовин для видалення з очищуваної олії попередньо внесених частинок ініціатора є центрами кристалізації воскових речовин, наприклад порошку кизельгура.

На фіг. 1 представлений циліндричний корпус установки для очищення харчових олій в електростатичному полі, на фіг. 2 - розріз установки для очищення харчових олій в електростатичному полі, на фіг. 3 - пристрій фільтруючої касети, на фіг. 4 представлена схема руху а) - очищуваної рослинної олії і б) - гарячої води при регенерації, на фіг. 5 - тривимірна модель установки дляочищення рослинної олії в електростатичному полі, на фіг. 6 - тривимірна модель фільтруючої касети а) - у зібраному та б) - у розібраному вигляді, на фіг. 7 представлена фотографія фрагмента високовольтного електрода з деякою кількістю частинок кизельгуру, що накопичилися на ньому, відокремлених від масла з насіння соняшника при очищенні масла від воскових речовин.

Установка для очищення рослинної олії в електростатичному полі (фіг. 1) містить вертикально встановлений на опорах 1 герметичний порожнистий циліндричний корпус 2, що має сферичне днище 3, плоску кришку 5, закріплену на роз'ємному з'єднанні і забезпечену герметизованими вводами 4 для високовольтних кабелів очищуваного 6 і очищеного відведення 7 рослинної олії, що мають у свою чергу відводи для подачі 8 і видалення 9 промивної води.

При цьому порожнистий циліндричний герметичний корпус 2 зсередини містить діелектричне покриття 10 (фіг. 2), службовець для підвищення електробезпеки при експлуатації установки, всередині корпусу розташована касета 11.

На фіг. 3 показаний розріз фільтруючої касети, що складається з тримача 12, перфорованої розподільної кришки 13, закріплених на підставі 14 високовольтних електродів 15, виконаних у вигляді коаксіально розташованих циліндрів з струмопровідної сітки, наприклад зі сталевої корозійностійкої просічно-витяжної діелектричними перегородками 16. Причому перегородки 16 встановлені таким чином, щоб потік рослинної олії, що очищається, багаторазово послідовно проходив крізь високовольтні електроди 15, виконані з струмопровідної сітки. Крім того, парні високовольтні електроди підключені до позитивного виведення джерела високої напруги,а непарні – до негативного.

Установка для очищення харчових олій в електростатичному полі працює наступним чином.

Очищувана рослинна олія надходить під дією сил гравітації (самотеком) через вхідний патрубок 6 (фіг. 1) до тих пір, поки олія не заповнить весь об'єм фільтра. Потім включають джерело високої напруги (не показаний), і електричний струм з напругою 25. 40 кВ високовольтних кабелів (не показані), пропущеним через герметизовані вводи 4 в плоскій кришці 5 (фіг. 1), надходить на високовольтні електроди 15 (фіг. 3). Завдяки тому, що останні з'єднані електрично таким чином, що парні електроди підключені до позитивного висновку джерела високої напруги, а непарні - до негативного, частинки домішок, що видаляються при цьому з масла, проходячи між різнополярними високовольтними електродами фільтруючої касети 11 (фіг. 2), потрапляють в електростатичне поле високої напруженості та набувають електричного заряду. Потім заряджені частинки з допомогою сил електричного взаємодії притягуються і осаджуються лежить на поверхні протилежно зарядженого електрода. Ступінь очищення масла при цьому може безперервно контролюватись в потоці, наприклад, шляхом визначення оптичної густини за допомогою фотометричного датчика. Регулювати ступінь очищення олії можна шляхом зміни швидкості руху олії у фільтрі або зміною величини напруги, доданої до високовольтних електродів.

Після досягнення щільного шару осіли на електродах 15 (фіг. 3) частинок домішок, що відокремлюються від масла, виконують регенерацію фільтра шляхом його промивання гарячою водою. Для цього патрубок 6 (фіг. 1) на вході рослинної олії, що очищається, і патрубок 7 для виведення очищеної олії на виході перекриваються, після чогочерез вхідний 8 і вихідний відведення 9 подається промивна гаряча вода з температурою 60. 80 про С. Рухаючись в напрямку, протилежному попередньому руху очищуваного масла, гаряча вода повністю змиває весь шар частинок, що накопичилися на високовольтних електродах 15 . повітря для видалення залишків вологи, оскільки волога, що залишилася, може призводити до зниження електричного опору, і, як наслідок, до зростання величини робочого струму і підвищення навантаження на високовольтний генератор.

Поточний ремонт, огляд і технічне обслуговування виконують шляхом доступу всередину корпусу установки 2 через плоску кришку 5, закріплену на роз'ємному з'єднанні.

Авторами розроблено дослідний зразок установки для очищення харчових олій в електростатичному полі. Установку було створено та розміщено у науково-дослідній лабораторії електрофізичних методів обробки харчових продуктів кафедри «Машини та апарати харчових виробництв» (МАПП) Воронезького державного університету інженерних технологій (ВДІІТ). Також розроблена нормативно-технічна документація, що включає креслення робочих деталей, складальні креслення, методику складання та перевірки установки для очищення харчових рослинних олій в електростатичному полі. Під час проведення проектно-конструкторських робіт керувалися вимогами безпеки та директивами Європейського Союзу. Усі роботи виконані з урахуванням можливості сертифікації ISO 9000.

Запропонована установка для очищення харчових олій в електростатичному полі дозволяє:

підвищити ступінь та ефективність очищення харчової олії;

суттєво інтенсифікувати процес відокремлення частинок домішок від олії за рахуноквикористання електростатичного поля;

з високою ефективністю відокремлювати частинки вкрай малих розмірів аж до 0,05 мкм, забезпечуючи тим самим ступінь чистоти, що важко досягти із застосуванням традиційних методів;

забезпечити високу енергетичну ефективність процесу очищення харчових олій від механічних домішок завдяки відмові від використання потужних нагнітальних насосів за рахунок вкрай низького гідравлічного опору пропонованого фільтра;

знизити експлуатаційні витрати завдяки відсутності необхідності регулярної заміни елементів, що фільтрують;

забезпечити рівномірність осадження частинок відокремлюваних домішок на всій поверхні високовольтних електродів за рахунок використання перегородок, що розділяють, встановлених таким чином, щоб забезпечити багаторазове послідовне проходження потоку фільтрованої рослинної олії в напрямку, перпендикулярному до поверхні високовольтних електродів.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Установка для очищення харчових рослинних олій в електростатичному полі, що містить вертикально встановлений на опорах порожнистий герметичний циліндричний корпус, що має сферичне днище, плоску кришку, закріплену на роз'ємному з'єднанні і забезпечену герметизованими вводами для високовольтних кабелів, патрубки для подачі очищ. у свою чергу відводи для подачі та видалення промивної води, всередині корпусу встановлена фільтруюча касета, що складається з тримача, перфорованої розподільної кришки, підстави із закріпленими на ньому високовольтними електродами, розділеними на рівні проміжки по довжині діелектричними перегородками, причому високовольтні циліндрів зструмопровідної сітки, при цьому парні високовольтні електроди підключені до позитивного виведення джерела високої напруги, непарні - до негативного, а розділові перегородки встановлені таким чином, що утворюють багаторазове послідовне проходження потоку рослинного масла, що фільтрується в напрямку, перпендикулярному до поверхні високовольтних електродів.