Пастеризатор

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для тепловой обработки консервированных продуктов, и направлено на улучшение условий теплообмена в пастеризаторе при одновременном снижении удельного расхода тепла. Пастеризатор снабжен теплообменниками горячей 7 и холодной 9- воды, клапаном 8 регулирования расхода теплоносителя , регулировочным вентилем 11, регулирующими клапанами и датчиками (Л

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (g1) 4 А 23 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ( (54) ПАСТЕРИЗАТОР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3821903/31-13 (22) 12 12 8А». (ч6) 07.07.87. Бюл. Ф 25 (7 1) Краснодарский политехнический институт и Краснодарский филиал

Всесоюзного научно-исследовательского института консервной и овощесушильной промьппленности (72) В.Д.Ферманьян, 3.А.Троян, В.Я.Тихонов и С.П.Воробьева (53) 637.1 (088.8) (56) Пастеризатор ЕК-18. Сборник инструкций к линии ЛУ-З, ВНР.

Инструкция. (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам для тепловой обработки консервированных продуктов, и направлено на улучшение условий теплообмена в пастеризаторе при одновременном снижении удельного расхода тепла. Пастеризатор снабжен теплообменниками горячей 7 и холодной 9 воды, клапаном 8 регулирования расхода теплоносителя, регулировочным вентилем 11, регулирующими клапанами и датчиками

1321395 температуры пастеризации 12 и холодной воды 14. Сигнал с датчика 14 темГ пературы холодной воды поступает на первый вход регулятора 15 охлаждения, на второй вход которого через инерционное звено 16 подается сигнал с датчика 12 температуры пастеризации, а выход его соединен с вентилем 11 регулирования расхода холодной водь,.

Душевое устройстьо выполнено в виде многорядной системы параллельных труб с отверстиями и содержит в зоне охлаждения в каждом ряду две трубы.

Изобретение относится к пищевой промьшшенности, в частности к устрой""òâàì для пастеризации упакованных в тару пищевых продуктов.

Цель изобретения — улучшение условий теплообмена при одновременном снижении удельного расхода тепла путем создания оптимального профиля температур по ходу движения продукта.

Ка фиг.1 приведена схема пастери« (,« затора; на фиг.2 — возможные профили температур.

Настеризатор содержит камеру 1 туннельного типа с зонами пастери«5 эации и охлаждения, в которой носителем 2 продукта последовательно через зоны пастеризации и охлаждения перемещается продукт, Над носителем

2 продукта в зонах пастеризации и

20 охлаждения установлены душевые уст-ройства 3, а под ним -ванны 4 для сбора воды.

Для подачи воды из ванны 4 к душевым устройствам 3 в зоне пастеризации установлен насос 5, а к душевым устройствам 3 в зоне охлаждениянасос 6. Для нагрева воды, подаваемой в зону пастеризации, между насосом 5 и душевым устро icTBoM 3 установлен теплообменник 7 горячей воды.

Н агрев воды осуществляется теплонасителем, поступление которого в теплообменник 7 регулируется клапаном

8 регулирования расхода теплоносите- 35 ля„ Охлаждение воды, поступающей в зону охлаждения, осуществляется в

Одна из труб связана с линией подачи горячей воды в зону пастеризации, а другая — с линией подачи холодной воды в зону охлаждения. Диаметры труб с горячей водой уменьшаются, а диаметры труб с холодной водой увеличиваются по ходу движения продукта в охладителе, чем обеспечивается плавное изменение температуры охлаждения.

Диаметрь| труб в зоне пастеризации уменьшаются к концу эоны, обращенной в сторону охладителя. Этим обеспечивается снижение расхода тепла. 2 ил. теплообменнике 9 холодной воды, в который также через клапан 10 подается хладоноситель. На линии подачи холодной воды после насоса 6 установлен регулировочный вентиль 11, служащий для регулирования расхода холоцной воцы. В эане пастеризации между носителем 2 продукта и ванной

4, иначе говоря под носителем 2 и выше ванны 4, установлен датчик 12 температуры пастеризации, выход которого связан с регулятором 13 пастеризации, управляющим клапаном 8.

Для измерения температуры холодной водь| на линии, ее подачи к душевым. устройствам 3 зоны охлаждения после теплообменника 9 установлен датчик

14 темпера= óðû,,си — íàë которого поступает на первый суммирующий вход регулятора 15 охлаждения. Выход регулятора 15 охлаждения связан с клапаном 10, изменяющим подачу хладоносителя в теплообменник 9. На второй суммирующий вход регулятора 15 охлаждения через инерционное звено 16 поступает сигнал с да.тчика 12 температуры пастеризации. Душевое устройство 3 в зоне охлаждения содержит в каждом ряду две трубы: труба 17 связана с линией подачи горячей воды в зону пастеризации, а труба 18 — с линией подачи холодной воды в зону охлаждения. 13анны 4 для сбора воды в зоне пастеризации и охлаждения, сообщаются между собой через вентиль 19.

Пастеризатор работает следующим образом.

21395

20

Упакованный в тару продукт поступает на носитель 2 продукта, которым он перемещается последовательно через зоны пастеризации и охлаждения камеры 1. Воды из ванны 4 насосом 5 подается в теплообменник 7, где она нагревается и далее поступает в душевые устройства 3. Вода, разбрызгиваемая душевыми устройствами 3, орошает продукт, который нагревается и пастеризуется в течение времени его движения в зоне пастеризации. Затем продукт попадает в зону охлаждения, где он охлаждается водой, орошающей его из душевых устройств 3. Для подачи охлаждающей воды служит насос

6, который закачивает воду из ванны

4 и через регулировочный вентиль 11 подает ее в теплообменник 9, где она охлаждается эа счет подачи хладоносителя. Выйдя иэ теплообменника, вода поступает к душевым устройствам

3 в зоне охлаждения.

Регулирование температурного ре— жима в зоне пастеризации осуществля2 ется следующим образом.

Датчик 12 температуры пастеризации измеряет температуру воды после ее контакта с продуктом. Сигнал с датчика 12 поступает на вход регулятора 13, который с помощью клапана

8 изменяет подачу теплоносителя в теплообменник 7. В тех случаях, когда по технологическим условиям температура продукта в зоне пастеризации поддерживается ниже 100 С, такая схема регулирования обеспечивает более точное регулирование температуры воды, контактирующей с продуктом, так как автоматически учитывается охлаждение воды при ее движении в зоне пастеризации (за счет испарения, потерь в окружающую среду от нагрева продукта), а также позволяет сократить расход теплоносителя в случае перебоев поступления продукта.

Наиболее эффективно проявляются преимущества предлагаемой схемы в случае, когда необходимо максимально повысить температуру воды в зоне пастеризации. В этом случае она может поддерживатьсяна уровне температуры кипения, соответствующей давлению среды в камере 1 (при нормальном атмосферном давлении — 100 С). Если задание регулятору 13 установить равным 100 С, то в этом случае вода в теплообменнике 7 будет нагрета до

4 температуры выше 100 С. Так как отверстия в душевых устройствах 3 обладают достаточно большим гидравлйческим сопротивлением, то при работе насоса 5 в трубопроводах, по которым движется горячая вода, подцерживается некоторое избыточное давление, которое препятствует вскипанию воды в теплообменнике или трубах. Однако после выхода из душевого устройства

3 вода мгновенно вскипает (за счет чего дополнительно улучшается степень разбрызгивания) и образуется некоторое количество пара. Температура же оставшейся части воды становится равной температуре кипения о (100 С) . Образовавшийся пар препятствует охлаждению воды за счет ее испарения и расходуется на нагрев ограждающих конструкций, воздуха в камере 1, носителя 2 продукта и т.д., т.е. используется для компенсации всех видов тепловых потерь. Так как количество образовавшегося пара зависит от степени перегрева воды в теплообменнике 7, это означает, что данная схема обеспечивает, с одной стороны, поддержание температуры орошающей воды на максимальном уровне, а с другой стороны, такую степень перегрева, которая достаточна для компенсации тепловых потерь.

Продукт, входящий в пастеризатор, имеет температуру ниже той, при которой осуществляется пастеризация.

Поэтому на начальном участке зоны пастеризации продукт нагревается, а затем только поддерживается при температуре пастеризации. В связи с этим потребность в тепловой энергии в начале зоны пастеризации существенно выше, чем в конце. Для реализации такого неравномерного теплоподвода в зоне пастеризации выполнены неодинаковыми отверстия труб душевого устройства 3, с уменьшением диаметра отверстий к концу зоны пастеризации, обращенного к зоне охлаждения. Пропорционально площадям труб изменяется и количество воды, а следователь-.. но, и тепла, поступающего к продукту, продукт орошается более интенсивно на начальном участке зоны пастеризации в период его нагрева.

Охлаждение продукта в зоне охлаждения осуществляется следующим образом. Вода из ванны 4 насосом 6 через оегулировочный вентиль 11 подается

1321395 в теплообменник 9, где она охла1ке1е1е !ся и поступает к дешевым устройства!1

3. Б зоне охлаждения душевые устройства 3 выполнены таким образом, что в каждом ряду установлено по,цве трубы, Первая труба 17 связана с пинией подачи горячей воды в зону пастеризации, а вторая труба 18 — с линией холодной воды из теппообменника 9.

I В

При переходе от ряда к ряду по направлению движения продукта диаметр труб с холодной водой увеличивается, а диаметр труб с горячей водой уменьшается. При этом будет из меняться соответственно количество воды, вытекающей из этих труб, т.е. соотношение горячей и холодной воды, Поэтому результирующая температура воды после смешения горячей и хопоцной воды будет изменяться с каждь1м 2О рядом труб. С учетом некоторого перекрытия струй воды из соседних рядов обеспечивается практически бесступенчатое плавное изменение температуры воды в зоне охлаждения.

Б зависимОсти От c .BoHcTB прОдуктя и размера тары, в которую он помещен, для обеспечения максимальной разности температур на всем протяжении зоны охлаждения требуется различный профиль изменения температуры охлаждающей воды. Необходимый профиль легко устанавливается изменением соотношения расходов горячей и холодной воды с помощью регупировочного вен- 35 тиля 11. На фиг.2 показаны возможные профили температур. Кривая 1 соответ-ствует случаю, когда расходы горячей и холодной воды одинаковы; кривая

2 — когда расход горячей воды меньше расхода холодной; криваея 3 — когда расход горячей воды больше расхода хо.подной.

Поддержание заданного профиля из-менения температуры холодной воды обеспечивается автоматически. Дпя этого установлены цатчик 1 е темпера-туры холодной ьоды, регулятор 15 охлаждения, клапан 10 измерения расхода хладоносителя в теплообменник 9 5ь! и инерционное звено 16. !а вход регулятора 15 поступает сигнал — +

xs oc

I gq t„, t„, — соответственно темпе-Р ЯТ УР ХОЛОДЕ1 Ой ВОДЯ! и температура пастериз ЯЕе 1!и .

В те момент1.1 когда температ,"ра

11яеTi= 1)èçяции Ifcic i QIIHHB и равна зядян— ному значению. входной сигнал регулятора х изменяется только вследствие изменения t„ь, в соответствии с которым изменяется подача хладоноситепя в теплообменник 9 и осуществляется стабилизация г.„, а следовательно, и всего графика изменения температуры охлаждающей воды. Если же количество поступающего в пастеризатор теплоносителя окажется недостаточным, в этом случае температура пастеризации снизится. Соответственно снизится и эффективность процесса пастеризацйи, т.е. интенсивность уничтожения микроорганизмов.

В этом случае снижение температуры пастеризации компенсируется удлинением времени нагрева продукта, что ,цостигается снижением скорости охлаждения продукта, Он дольше остается нагретым благодаря увеличению температуры холодной во,цы и изменению графика изменения температуры охлаждаюЕцей воды. Так как продукт, подвергшийся менее интенсивному нагреву в зоне пастеризации, в зону охлаждения попадает только через некоторое время, то регулирующее воздействие нужно задержать на время перехода про,цукта из зоны пастеризации в зону охпажцее1ия. Для этого установлено инерционное звено. Сигнал с выхода датчика 12 температуры пастеризации поступает на вход регулятора 15 ozлаждения через инерционное звено 16, постоянная времени которого выбирается в зависимости от скорости движения продукта.

Б процессе работы пастеризатора часть горячей воды попадает в зону охлаждения, Поэтому количество воды в зоне пастеризации уменьшается, а в зоне охпажцения увеличивается. Для устранения этого служит вентиль 19, которым регулируется переток воды из ванны в ванну.

Преимущества предлагаемого пастеризатора состоят в том, что максимально интенсифиееируется теплообмен как в зоне пастеризации, так и в зоне охлаждения. Б зоне пастеризации удается достичь и поддерживать на максима,flbHo a Ma»ciIOM H EHHH TeMпературу орошяющей воды в зоне охлаждения максимальна интенсивность охлаждения. Высокая Ентенсивность об1321395

Составитель С.Петровых

Редактор К.Егорова Техред Л.Олийнык

Корректор А.Тяско

Заказ 2б92/1 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,,4 работки сочетается с минимизацией тепловых потерь, и следовательно, снижением удельных расходов тепла.

В целом продукт больше нагревается в зоне пастеризации, следовательно, меньше вероятность получения недоброкачественного продукта с одной стороны, и сильнее охлаждается в зоне охлаждения, за счет чего достигается повышение качества обработанного про- 10 дукта. Кроме того, расширяется область применения пастеризатора за счет тех продуктов, которые требуют высокой температуры обработки и ранее в пастеризаторе обрабатываться не могли.

Формула изобретения

Пастеризатор, содержащий камеру с зонами пастеризации и охлаждения, но- 20 ситель продукта, душевые устройства, установленные над носителем продукта, ванны для воды, расположенные под носителем продукта, насосы для пода25 чи горячей и холодной воды соответственно в зоны пастеризации и охлаждения, линии подачи тепло и хладоносителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий теплообмена при одновременном снижении удельного расхода тепла, в нето дополнительно введены теплообменники для горячей и холодной воды, установленные на линиях подачи соответствующей воды, регулировочный вентиль, последовательно соединенные датчик температуры пастеризации, расположенный между носителем продукта и ванной в зоне пастеризации, регулятором пастеризации и клапаном регулирования расхода теплоносителя, последовательно соединенные датчик температуры холодной воды, установленный на линии подачи холодной воды в зону охлаждения после теплообменника холодной воды, регулятор охлаждения и клапан регулирования расхода хладоносителя, а также инерционным звеном, при этом датчик температуры пастеризации через инерционное звено подключен ко второму суммирующему входу регулятора охлаждения, а душевые устройства выполнены в виде многорядной системы параллельных труб с отверстиями и содержит в зоне охлаждения в каждом ряду трубы, одна из которых связана с линией подачи горячей воды в зону пастеризации, а другая — с линией подачи холодной воды в зону охлаждения.