CN1099255C - 一种用于液体食品注入器中的装置 - Google Patents

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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热处理的产品的入口(3)，以及一个位于其下部区域的已处理产品的出口(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，它将产品分成小液滴(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。蒸汽入口(8)主要由高压灭菌器(2)的壳体表面(10)上的同心开口(14)构成。

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和一个位于其下部区域的产品出口，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。
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，应用该原理，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。在这些如牛奶的注入器中，一个其本身固有的缺点是：以低水平位置向着细分的液滴喷射进入高压灭菌器中的蒸汽使液滴改变了方向，并且许多液滴吸附到热的注入器的内侧壁上，结果产品在此直接燃烧。产品在热壁上的这种燃烧使设备承担了重要的卫生问题，并且洗刷掉这种燃烧产品是很困难的。
避免产品在注入器的内壁上燃烧问题的一个方法是将蒸汽入口设置在注入器的上部区域。蒸汽从注入器上面的分配器室送入，这样液滴在其下降通过蒸汽室时不会破裂。但是与产品并行进入蒸汽的方式也存在缺点。蒸汽的这种进入形式导致在分配器的分配器开口或分配器缝隙内或其周围产生产品燃烧现象。这样破坏了产品的加热，使产品的温度下降，因此必须提高蒸汽的压力，并将在产品和蒸汽间产生较高的温度差。通过将分配器孔设计成向外朝向蒸汽室具有一种非常薄的边缘来解决这个问题，在这种情况下，破裂前易于被打碎的非常薄的产品层将迅速地燃烧。
然而，蒸汽并行进入也存在一些问题，如具有不可冷凝的气体，该气体一般存在于产品中，并随着对产品的加热而释放。蒸汽中也存在一些不可冷凝的气体。该气体可由氧气、氮气、二氧化碳和其他气体组成。为了能在相同的压力下维持蒸汽的温度，必须连续不断地去除这些气体。并行进入蒸汽的方法导致不可冷凝的气体更容易与蒸汽混合，并且在工艺过程中难以在不释放出蒸汽的情况下去除这些气体。
如果能够使用“优选”的解决方法，即将蒸汽入口放置在注入器的正下方，上述方式也会具有一些很重要的优点，不再有因以前使用的解决方法而导致的产品燃烧过程中所出现的问题。
发明目的
本发明的一个目的是能够将注入器上的蒸汽入口放置在高压灭菌器的下部区域中，而不需输入蒸汽，不会打破下降的液滴，并且不会使液滴溅落到注入器的热内壁上，且不会使产品燃烧产生难以洗刷掉的燃烧产物。
本发明的另一个目的是通过低位设置蒸汽入口使得易于收集和排出不可冷凝的气体。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，该特征即为蒸汽入口基本上是由高压灭菌器壳体表面上的同心开口组成的。
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是注入器蒸汽入口的部分剖面侧视图；
图3是通过注入加热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。该高压灭菌器2在其上部区域有一个要在注入器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相通。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，这些液滴滴落并通过高压灭菌器2。
在高压灭菌器2的下部区域，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。高压灭菌器2的圆锥形端部6的下部区域起一种保持室的作用，产品被进一步抽吸进行附加处理之前，产品在这里滞留一段时间。
本发明的注入器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设置在高压灭菌器2的正下部，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有一微小的距离。
附图2详细地示出了蒸汽入口8。蒸汽入口8围绕着高压灭菌器2的壳体表面10同心地设置。通过入口管线11将蒸汽21送入蒸汽入口8。入口管线11通入同心延伸的分配器室12。在分配器室12中，进入的蒸汽21被同心地分配，遍布整个高压灭菌器2的壳体表面10，然后再通过风门13经开口14进入高压灭菌器2。  这里，开口14是同心的，在高压灭菌器2中可得到均匀分布的蒸汽21。或者，不采用风门13，而是通过同心的分配开口将分配器室12与开口14相连。
通过一个绝热的空间15，分配器室12与高压灭菌器2的壳体壁10绝热。该空间15是用空气绝热的，其中的狭窄空隙16通着大气。分配器室12与高压灭菌器2绝热，以使引入的热蒸汽21不直接加热高压灭菌器2的壳体表面10。降低壳体表面10的温度有助于减少壳体表面10内壁上任何可能的产品燃烧。
进入注入器1的产品被抽吸经过一个管路进入高压灭菌器2上部区域的入口3。进入的产品(例如可以是牛奶)通常其温度在75-82℃，在一些应用中可高达120℃。从入口3和分配器室4，产品通过分配器室4之下部的壁5上所设的多个开口或缝隙。由此，产品形成许多小液滴20，这些液滴自由下落通过高压灭菌器2，直到它们达到液面9。在它们通过高压灭菌器2的下降路径中，产品液滴20遇到加压的蒸汽21，该蒸汽温度大约在120-170℃，最好在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。已经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的一些危险。如果产品液滴20可较直地下落而不破裂，溅到高压灭菌器2之热内壁上的产品就最少，且在高压灭菌器2壁上产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最“冷”的区域位于高压灭菌器2的上部区域，不可冷凝的气体22将被集中到这里并可以通过出口17从注入器1中引出。蒸汽入口8较远地设置在高压灭菌器2的下部，这有助于在灭菌器的最上部创立一个所需的“冷”区域，以便尽可能地将稍稍带有蒸汽混合物21的不可冷凝气体22收集起来。
注入器1还应该可以安装温度测量计18和运行过程的其它控制设备。
附图3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。
通过上述描述本发明已经很清楚了，本发明提供了一种在注入器1中的装置，该装置能使蒸汽21在高压灭菌器2的下部进入而不会打破在高压灭菌器2中下降的液滴20。由于蒸汽入口8设置在高压灭菌器2的下部区域，将可以在高压灭菌器2的上部区域建立一个“冷”区域，因此能够排出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 (6)

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)和一个位于其下部区域的产品出口(7)，设置所述的入口(3)来将进入高压灭菌器(2)的产品分成小液滴(20)，该注入器(1)还包括一个蒸汽(21)的入口(8)，该入口(8)位于高压灭菌器(2)的下部区域，其特征在于蒸汽入口(8)主要由高压灭菌器(2)之壳体表面(10)上的同心开口(14)构成。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于蒸汽入口(8)尽可能远地设置在壳体表面(10)之圆柱部分的下部，但处在由被加热产品所形成的液面(9)的上面。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于产品分配器室(4)和液面(9)之间的距离应该足够长，使产品液滴(20)有时间被加热到所需的温度。
4.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于蒸汽入口(8)由一个绝热的、同心的分配器室(12)构成，借助于风门(13)，该分配器室与同心的开口(14)相通。
5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于蒸汽入口(8)由一个绝热的、同心的分配器室(12)构成，借助于一些同心设置的孔，该分配器室与同心的开口(14)相通。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于分配器室(12)是通过设置在分配器室(12)和壳体表面(10)之间的一个空间(15)来绝热的，该空间通过一个狭窄空隙(16)与大气相通。
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