CN1096835C - 一种用于液体食品注入器中的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种注入器(1)中的装置。该注入器(1)包括一个高压灭菌器(2)，该高压灭菌器(2)具有一个位于其上部区域的待进行加热的产品的入口(3)，以及一个位于其下部区域的已处理的产品的出口(7)。入口(3)带有一个分配器室(4)，在产品进入高压灭菌器(2)时，该分配器室将产品分成小液滴(20)。该注入器(1)还包括一个蒸汽入口(8)，此入口位于高压灭菌器(2)的下部区域。注入器(1)还具有至少一个放置在高压灭菌器(2)之上部区域的温度测量计(15)。设置该温度测量计(15)来控制不可冷凝气体的阀(14)，该不可冷凝气体聚集在于高压灭菌器上部区域中形成的“冷”区域(19)中，因为蒸汽入口(8)设置在高压灭菌器(2)的下部区域。

Description

一种用于液体食品注入器中的装置

技术领域

本发明涉及一种用于液体食品注入器中的装置，该装置包括一个高压灭菌器，此灭菌器具有一个位于其上部区域的产品入口，所设置的入口将进入高压灭菌器的产品分成小液滴，该注入器还包括一个位于高压灭菌器下部区域的蒸汽入口，以及一个位于上部区域的不可冷凝气体的出口。

背景技术

为了延长食品的保存期限来对食品进行热处理是一种已知并常用的方法。例如，对牛奶、乳酪或酸乳酪等各种奶制品，热处理可以直接或间接地以许多种方法进行。例如，间接方法是通过不同的换热器来加热的。而在直接的方法中，主要存在两组方式，注射或注入蒸汽。应用直接方法可非常迅速地加热，为了改善如牛奶的风味特性，这正是今天要探索的问题，一般的方法是在短暂的时间周期内将其加热到较高的温度。

本发明涉及一种应用注入加热的装置。注入方式要求在蒸汽室中加热被细分的液体。通过将食品喷射入充满蒸汽的室中来加热液体、如液体食品的原理在十九世纪早期就已知了。

第一种注入加热的设备是以与冷凝器相同的原理为基础的，来自各种化学过程的过剩的蒸汽被冷凝。较早的具有一注入器的设备由一个高压灭菌器组成，该高压灭菌器在其上部区域具有一个产品入口。该入口连接一个分配器室，该分配器室将进入的产品分成小的细液滴。在高压灭菌器的底部有一个加热产品的出口，在这些早期的注入器中，高压灭菌器还具有一个位于其下部区域的蒸汽入口。

该第一种在高压灭菌器的下部区域设有一个蒸汽入口的注入器在高压灭菌器的上部区域自动地得到一个“较冷”的区域。在注入器的“较冷”区域中，总含在产品中的不可冷凝气体自然地集中起来。例如，不可冷凝气体可以是氧气、氮气和二氧化碳，并且该不可冷凝气体的释放是与产品加热有关联的。少量的气体也可来自工艺过程中应用的蒸汽。通过这些气体与少许蒸汽混合物的自然聚集，借助于位于高压灭菌器上部区域的出口可容易地将它们排出。

但是，由于早期的注入器存在其他缺点，这一想法被放弃了。所述的缺点是当使用如牛奶注入器时，位于高压灭菌器下部的蒸汽向着被细分的液体液滴喷射，使液滴改变了方向，并且许多液滴附着在注入器的热内壁上，在附着的地方马上发生产品的燃烧。壁上产品的燃烧是主要的卫生问题，并且洗刷掉这种产品燃烧的产物非常困难。

为了避免产品在注入器内壁上的燃烧问题，蒸汽入口被放置在注入器的上部区域。蒸汽从上面供给，通过产品分配器室，因此在液滴下降通过蒸汽室时不会被打破。但是蒸汽与产品同时并行进入也有它的缺点。蒸汽的这种进入方式使分配器室所具有的分配器开口或分配器缝隙周围或其中产生产品燃烧现象。这样破坏了产品的加热，产品的温度下降，因此，必须增加蒸汽的压力，并在产品和蒸汽之间产生较大的温度差。通过将分配器开口设计成向着外面的蒸汽室方向具有非常薄的边缘，能够解决这个问题，因为将产生在破裂之前易于被打碎的非常薄的燃烧产品层。

但是，蒸汽并行的进入方式导致不能在高压灭菌器的上部区域建立一个“冷”的区域。不可冷凝气体没有自然的集中点。不可冷凝气体也可容易地被捕集到向下流的蒸汽的空穴中，并非常易于产生不可冷凝气体与蒸汽的混合物。这样，产品加热的程度较差，必须通过一个不必要的高蒸汽压力和蒸汽与产品问的较大温度差来进行补偿。由于在排出气体时分离蒸汽和不可冷凝气体很困难，因此该工艺过程中蒸汽的消耗量也将较高。

发明目的

本发明的一个目的是通过将位于下部的蒸汽入口与用以控制不可冷凝气体之排放的温度测量计结合起来，得到一个气体与蒸汽的自然分离以及这些气体的自动排放。

本发明的另一个目的是利用蒸汽与不可冷凝气体不易于混合的这个原因来减少过程中的蒸汽消耗量。技术方案

本发明已经达到了上述和其他目的，其中已经给出了所描述的这种形式装置的特征，该特征即为注入器至少有一个位于高压灭菌器的上部区域的温度测量计，压力测量计被设置成通过一个温度调节器来控制不可冷凝气体的出口阀。

所附的从属权利要求进一步给出了本发明最佳实施例的一些特征。

附图说明

下面将参照附图详细地描述本发明的一个最佳实施例。

图1是本发明注入器的部分剖面侧视图；

图2是使用注入加热方法进行热处理的设备的流程简图。

为了理解本发明，附图只示出了这些必要的细节部分。

优选实施例描述

图1示出了本发明注入器1的侧视图。该注入器1主要由传统的高压灭菌器2组成。在上部区域，该高压灭菌器2有一个要在注入器1中进行热处理的产品的入口3。产品入口3的端头与一个分配器室4相连。该分配器室4位于高压灭菌器的中心，并在其下部的壁5上有许多开口或缝隙。这些开口或缝隙用于细分进入的产品，这样，当产品进入高压灭菌器2中时，产品形成许多细小的液滴20，这些液滴向下滴落通过高压灭菌器2。

在下部区域，最好是在其最低处，高压灭菌器2形成一个圆锥形的端部6，端部上设有一个产品出口7，该产品已在注入器1中被加热处理。高压灭菌器2的圆锥形端部6的下部区域起到一种保持室的作用，产品被进一步抽吸进行附加处理之前，产品在这里滞留一定的时间周期。

此外，注入器1在高压灭菌器2的下部区域还具有一个蒸汽21的入口8。该蒸汽入口8较远地设置在高压灭菌器2的下部，最好在高压灭菌器2的圆锥形端部6之上，当产品以一定的温度停留在高压灭菌器2中且离开高压灭菌器2之前，蒸汽入口与通过热处理产品形成的液面9有一距离。蒸汽入口8通过一个绝热的分配器室10与高压灭菌器2之壳体表面12上设置的同心开口11相通。

在高压灭菌器2的上部区域，设有一个不可冷凝气体的出口13。该出口13带有一个可控制的阀14。在高压灭菌器2的上部区域，还至少设置一个温度测量计15，它通过一个温度调节器16来控制出口阀14。在最佳实施例中，高压灭菌器2带有其他两个温度测量计17、18，最好将一个温度测量计17放置在高于温度测量计15的较高位置，而将温度测量计18放置在低于温度测量计15的较低的位置上。

进入注入器1的产品通过一管线被泵入高压灭菌器2上部区域的入口3。进入的产品(例如可以由牛奶组成)通常处在75-82℃，但在一些应用中也可升高到120℃。从入口3和分配器室4，产品通过设在分配器室4之底部壁5上的许多开口或缝隙。由此，产品形成自由下落通过高压灭菌器2直至落到液面9上的许多小液滴20。在液滴向下通过高压灭菌器2的路径中，产品液滴遇到加压的蒸汽21，该蒸汽的温度大约120-170℃，最好为140-150℃。

通过蒸汽21的冷凝，蒸汽迅速地将产品液滴20加热至所需的温度，当液滴20到达液面9时，产品达到所需的温度。产品分配器室4和液面9之间的距离应该足够长，使液滴20有时间被加热至所需温度。已加热的产品在通过出口7离开注入器1之前将留存在高压灭菌器2的圆锥形端部6中一段时间。

由于蒸汽21同心地进入高压灭菌器2，蒸汽21在高压灭菌器2中的分布非常均匀，但是，也存在流入的蒸汽21打破产品液滴20的一些小危险。在这里，产品液滴20可较直地下落而不破裂，溅到高压灭菌器2的热内壁上的产品就最少，且高压灭菌器2的壁上发生的产品燃烧也就最少。

在加热过程中，不可冷凝的气体22例如氧气、氮气和二氧化碳从产品中释放出来。一定量的不可冷凝气体22也将来自此过程中使用的蒸汽21。其中，注入器1有一个位于高压灭菌器2下部区域的入口8，这样将在高压灭菌器2的上部区域得到一个“冷”的区域19。不可冷凝气体22完全自然地集中在该“冷”区域19中，并具有来自工艺过程中的非常轻的蒸汽21的混合物。该“冷”区域避免分配器室4的底部壁5上的开口或缝隙被较高温度的蒸汽加热，并由此避免了分配器室4的底部壁上的开口或缝隙中的产品的燃烧。

给温度调节器16设定一个标准值，该值比进入的产品的温度大几度。当温度测量计15读出这个标准值时，一个信号被送给可控制的出口阀14。该阀14打开并且不可冷凝气体22被排出。为了得到适当大的“冷”区域19，最佳实施例还使用另外两个温度测量计17、18，在原理上它们分别被用作最大和最小温度防护计(temperature guard)。在高压灭菌器2中，“冷”区域19不能向下延伸，因为这可能对产品的加热有害。若将“冷”区域压缩至微小的体积，将不能实现不可冷凝气体的自然聚集。此外，可只使用温度测量计15、17，在此，第一个测量计15调节阀14，第二个测量计17既可作为最大温度防护计，也可作为最小温度防护计，这取决于它与测量计15的放置位置关系。

附图2示出了注入器1是如何作为通过注入加热方法来对液体食品进行热处理的设备的一部分。进入的产品30通过平衡箱31和泵32。在一个热交换器33中，例如在一个板式热交换器中，将产品预加热到理想的温度，通常温度为75-82℃，但温度也可升高到120℃。然后加热的产品经过管线引入注入器1，并在此应用上述方法被加热处理。

已经处理的产品从注入器1引入膨胀罐34，在该罐中再次去除由于注入加热使产品得到的过量水。经过泵35和有可能存在的均质器36，产品被引入一个冷却器37，例如一个板式换热器，在这里产品被冷却到一理想的温度。然后，产品通过管路38离开设备，以便进一步处理或最后装料以及装入供消费者使用的包装盒中。

通过上述描述已经清楚地了解了本发明，本发明提供了一种位于注入器1中的装置，该装置能使蒸汽21在高压灭菌器2的下部进入而不打破在高压灭菌器2中下降的液滴20。如果蒸汽入口设置在高压灭菌器2的下部区域，将在高压灭菌器2的上部区域建立一个“冷”区域19，这有助于排出在工艺过程中形成的不可冷凝气体22，这样既简单又无需伴随排出一定量的蒸汽21。

不应认为本发明只限制于上述描述和所示的附图，在不背离本发明所附权利要求限定的范围的情况下，可以方便地进行许多改进。

Claims (2)

1.一种用于液体食品注入器(1)中的装置，该装置包括一个高压灭菌器(2)，该高压灭菌器具有一个位于其上部区域的产品入口(3)，设置所述的入口(3)来使进入高压灭菌器(2)的产品分成小液滴(20)，该注入器(1)还包括一个位于高压灭菌器(2)下部区域的蒸汽入口(8)和位于上部区域的不可冷凝气体(22)的出口(13)，其特征在于注入器(1)至少有一个放置在高压灭菌器(2)之上部区域的温度测量计(15)，该温度测量计(15)被设置成通过一个温度调节器(16)来控制不可冷凝气体(22)的出口阀(14)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于在高压灭菌器(2)的上部区域有三个温度测量计(15，17，18)，其中一个温度测量计(17)放置在温度测量计(15)的上面，另一个温度测量计(18)放置在温度测量计(15)之下；将其设置成使上部测量计(17)作为一个最大温度防护计，而使下部温度测量计(18)作为最小温度防护计。

Images