устройство для получения молочных продуктов

Формула изобретения

Устройство для получения молочных продуктов, содержащее ванну с катодным и анодным электродами, разделенными мембраной, отличающееся тем, что ванна выполнена из металла, заполнена раствором двууглекислого натрия и выполняет функцию катодного электрода, а мембрана выполнена из брезента, имеет цилиндрическую форму и к ней подведен воздуховод для охлаждения молока в пространстве, ограниченном мембраной, в середину пространства, ограниченного мембраной, опущен анодный электрод, выполненный из графита с мешалкой, установленной с возможностью вращения вокруг него, причем анодный электрод обернут слоем брезента, предотвращающим выход частиц графита в молоко.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и применяется для получения сыра и творога путем электродиализа молока (см. БСЭ, т.8, cтp.236, 1972 г. ДИАЛИЗ).

Известно устройство, описанное в английском патенте 1089880, опубликованное в 1966 г., в котором для осуществления электродиализа молока в качестве электродов применяются графиты.

Основной недостаток этого устройства в том, что в нем используются электродиализаторы сложных конструкций и ионообразных мембран, введение посторонних компонентов в молоко, поддержание определенной скорости течения молока и воды, кроме этих еще в том, что электроды из графита не изолированы от прямого соприкосновения с молочной средой и при подаче на электроды постоянного электрического тока по закону электродиализа через молоко начинает проходить электрический ток (см. Д. Лазаров, Электрон и химические процессы, стр. 106, 1987 г.), от которого положительный электрод подвергается разрушению. С его поверхности начинают выделяться мелкие частицы графика, смешиваясь с полученным молочным продуктом и заметно просматриваясь на его поверхности в виде черных крапинок; продукт таким образом своим видом будет отталкивать потребителей для его применения как пищу; хоть он абсолютно безвреден для здоровья человека, так как графит является праобразом угля /см. А. Буянов, Чудесный атом, стр. 19, 1953 г./, имеющим целебное предназначение для больных /см. Лекарственные средства, справочник под ред. М.А. Клюева, стр. 218, 1998 г./.

Есть еще устройство (прототип) для получения молочных продуктов, сыра и творога, путем электродиализа молока /см. а. с. 747458, опубликованное 15.07.80 г./. Его недостаток в том, что в качестве положительного электрода применяется редкий и дорогостоящий элемент платина. Таким устройством можно пользоваться только в лабораторных условиях, где не требуется устройство больших размеров, со своими составными частями, в том числе и платиновый электрод. Его недостаток заключается еще в том, что платиновый электрод непосредственно соприкасается в ванне с молоком, который подключен к положительному полюсу источнику питания, и при прохождении через него электрического тока платиновый электрод растворяется в молоке как графитовый, поэтому в ходе работы устройства платиновый электрод периодически придется заменять новым, а это абсолютно не выгодно с экономической точки зрения.

Таким образом, полученные молочные продукты сыр и творог, имеющие в себе платиновые частицы, хоть они не токсичные, но при употреблении их в пищу могут вызвать отложение в человеческом организме со своими тяжелыми последствиями.

Электроды из графита и платины берутся потому, что при электродиализе молока не образуют с этими элементами хлорные соединения (см. А. С. Зайковский, Химия и физика молока и молочных продуктов, стр. 154-155, 1950 г.).

Помимо этих недостатков в данном устройстве не учтено еще то обстоятельство, что при прохождении электрического тока через электролит, в данном случае через молоко, оно нагревается /см. В.Г. Зубов, В.П. Шальнов, Задачи по физике, стр. 86, задача 409, 1985 г./. И, чтобы уменьшить нагрев выше допустимой нормы, необходимо его регулировать во времени, с применением охлаждающего устройства, которое не предусмотрено в а.с. 747458.

Нагрев молока происходит не одинаково по всей высоте ванны; более нагретое скапливается в верхней части ванны, а менее нагретое - в нижней ее части.

Для предотвращения такого явления в ванне создается конвекция молока путем подачи по трубе, в верхней ее части, охлажденного воздуха из холодильной установки.

Целью настоящего изобретения является устранение тех недостатков, которые возникают при электродиализе молока, и сделать его пригодным для применения как бытовых, так и в заводских условиях без использования различных химических веществ и ферментов.

Данная цель достигается тем, что в металлической ванне, являющейся одновременно катодным электродом и заполненной раствором двууглекислого натрия, помещены цилиндрическая мембрана из брезента, заполненная молоком, в которую опущен графитовый электрод, обвернутый тонким слоем брезента, для предотвращения выхода мелких частиц графита в молоко и подсоединений проводом к положительному полюсу электропитающей установки, а к мембране из брезента с молоком подведен воздухопровод - носитель воздуха с пониженной температурой.

На фиг. 1 приведена принципиально-структурная схема устройства для получения молочного продукта.

На фиг.2, 3 изображена ванна со своими составными частями.

Устройство для получения молочных продуктов состоит из металлической ванны 1, покрытой снаружи электроизолированным материалом 2; раствора двууглекислого натрия NaHCO₃ (пищевая сода) 3; мембраны 4, изготовленной из брезента и надетой на полиэтиленовый цилиндр 5 с отверстиями, графитового электрода 6, обвернутого тонким слоем брезента; "П"-образной мешалки 7, сделанной из полиэтилена; крышки 8; защелок 9; роликовых подшипников 10; механизма зубчатой передачи 11; электродвигателя 12; редуктора 13; воздухоочистителя 14; компрессора 15; трубы 16; холодильной установки 17; труб 18; регулятора напряжения 19; электропитающей установки 20, 1; электропитающей установки 21, 2; термодатчика 22; усилителя электрических сигналов 23; таймера 24, (механическое реле времени); крана 25 для выпуска раствора 3 из ванны 1; вольтметра 26; амперметра 27; реле-пускателя 28; электромагнитного реле 29; выключателей 30, 31, 32; проводов 38; термометра 34.

Устройство для получения молочных продуктов действует следующим образом.

До пуска устройства в работу выключатель 30 ставится в положение выключено; заполняется ванна 1 и мембрана 4 через отверстия 35 и 36, имеющиеся на крышке 8, раствором двууглекислого натрия 3 и молоком 37 до нужного уровня; после этого, для работы устройства, выключатель 30 включается и на таймере 24 ставится нужное время для работы устройства; таймер приходит в действие и своим контактом 24" подключает реле-пускатель 28 в электрическую сеть. Оно срабатывает, и контактами 28" устройство соединяется с сетью, и электрический ток одновременно будет поступать к регулятору напряжения 19 и к установкам электропитания 20, 21 и к холодильной установке 17. От установки 20 постоянный ток будет подаваться в ванну 1, на катодный электрод, которым является сама ванна, и на анодный электрод 6.

Регулятором напряжения 19 устанавливается, по показанию амперметра 27, нужная сила тока, проходящая в устройстве через раствор двууглекислого натрия 3 и молока 37. При повышении температуры молока в мембране 4 среагирует термодатчик 22, и возникшие в нем электрические сигналы усиливаются усилителем 23, от которых сработает реле 29, и своими контактами 29" включит компрессор 15, и по трубам 16, 18 от воздухоочистителя 14 и холодильной установки 17 будет поступать охлажденный воздух в мембрану 4, поддерживая этим автоматически постоянную, необходимую температуру молока 37 в мембране 4.

В процессе электродиализа молока на анодном электрод-графите будет осаждаться молочный продукт, повышая при этом сопротивление электрическому току между электродами; фиксируя амперметром 27 как уменьшение силы тока в цепи, но зато вольтметр 26 покажет увеличение напряжения на концах электродов. В таком случае выключателем 38 включается электродвигатель 12, приводящий во вращательное движение, через редуктор 13, механизм зубчатой передачи 11, который опирается на роликовые подшипники 10 (см. фиг.2), и приводящий во вращательное движение "П"-образную мешалку 7 вокруг анодного электрода 6, снимая этим с его поверхности осажденный молочный продукт и одновременно производя перемешивание в мембране 4 возникшего молочного продукта.

В случае выхода из строя усилительной 28 цепи регулирование температуры молочной среды переводится на ручное управление, для этого цепь промежутками включается и выключается выключателем 32 в зависимости показаний термометра 34. Для длительной работы устройства без таймера 24 включается выключатель 31.

Для извлечения полученного молочного продукта из мембраны 4 необходимо предварительно выключателем 30 выключить устройство из электрической сети; после этого крышку 8 освободить от защелок 9 и поднять ее вверх находящимися на нем частями. Этим откроется доступ к содержимому в ванне 1.

Модель данного устройства была проверена экспериментально. Молочный продукт - творог - получился в течение 15 мин, и он был употреблен как пища.

Мастера молочного завода г. Владикавказа дали положительную оценку полученному молочному продукту.