На основании анализа конструкций маслоизготовителей [1, 2], был предложен способ и устройство для приготовления сливочного масла, основанный на воздействии низкочастотных акустических колебаний, как на емкость, так и непосредственно на жировые шарики [3, 4, 5].
При оценке размещения источников виброприводов на емкости маслоизготовителя будем исходить из соображений задания жирового шарика двух типов траекторий – простой и сложной.
Возвратно-поступательное движение жирового шарика наиболее просто в реализации – достаточно одного источника колебаний, размещенного, например, на дне емкости маслоизготовителя [6, 7, 8]. Однако, простое движение жирового шарика может быть преобразовано в сложное подачей модулированного сигнала на источник виброколебаний. В этом случае жировой шарик будет совершать, наряду с низкочастотным возвратно-поступательным движением, еще и высокочастотное колебательное. Такое решение наиболее дешево и обладает высокой надежностью вследствие полного отсутствия механических частей, перемещающихся друг относительно друга в процессе сбивания сливок.
Если абстрагироваться от мощности источника виброколебаний (виброприводов емкости маслоизготовителя), предполагая ее достаточной для перемешивания сливок, то его расположение на емкости будет зависеть от ее формы (рис. 1, пунктиром показано возможные направления движения жирового шарика при перемешивании с образованием встречных потоков). Учитывая тот факт, что емкость должна быть заполнена не полностью, наиболее эффективным будет расположение источника виброколебаний на дне емкости.
1 – емкость; 2 – источник виброколебаний
Рис. 1. Варианты расположения источника виброколебаний на поверхности емкости
Еще одним эффективным вариантом было бы расположение источника виброколебаний непосредственно внутри емкости, когда можно использовать эффект несжимаемости жидкости. В этом случае можно придать внутренней поверхности емкости форму, наилучшим образом способствующей перемешиванию сливок с учетом отраженных волн и их всевозможных наложений друг на друга.
Задание сложной траектории движения жирового шарика преследует цель повысить эффективность процесса сбивания. Как правило, сложную траекторию движения можно получить от двух и более источников сигнала (колебаний) (рис. 2).
1 – емкость; 2 – масложировая смесь; 3 – источники виброколебаний
Рис. 2. Вариант расположения двух источников виброколебаний на поверхности емкости
Преимущество данного способа состоит в том, что, не меняя источников колебаний и не перемещая их по поверхности емкости, а изменяя только их частоты и фазы, можно задать желаемую траекторию движения жирового шарика. Это позволяет соответствующим образом подстроить маслоизготовитель при изменении свойств сливок в достаточно широком диапазоне (жирности, плотности и пр.) [9].