CN1489441A - 利用注入加热的热处理设备的保持管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用注入加热的热处理设备的保持管。该保持管包括第一固定部段，该第一固定部段包括预定长度的导管(5)以及恒定反压阀(6)。保持管还包括第二可调节部段。该第二可调节部段包括旋流器(7)和预定长度的倾斜导管(10)。在倾斜导管(10)中设置有在导管(10)中保持限定的液位的装置(28)。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用注入加热的热处理设备的保持管，其包括第一固定部段，该第一固定部段包括预定长度的导管以及恒定反压阀。
背景技术
延长的货架寿命的食品的热处理是公知的和经常应用的方法。例如，食品可以包括各种乳制品，例如牛奶、乳酪或者酸乳酪。
热处理以多种不同的方式直接或间接地进行。例如，间接的方法是通过不同种类的热交换器进行加热。有两种主要类型的直接方法，注入和灌注，其中加热通过蒸汽来进行。通过应用直接的方法，将获得极迅速的加热。现在，在想要获得香味性质改善的产品的同时寻求长货架寿命的产品时，迅速加热是我们希望的。迅速加热使得在短时间内加热到较高的温度，这就减小了产品上的热应力，由此减少了过度处理的危险。
本发明涉及通过注入来加热。现在，注入是在应用直接加热的商业化热处理设备中的通用加热方法。
通过注入加热意味着产品例如牛奶被预热到大约80℃并被加压。产品与过热的蒸汽一起进入注射器中并且在那里通常借助于环形同心喷嘴来混合。蒸汽被冷凝并且热量被传递给产品，通过这样的方式，产品被非常迅速地加热到所需的温度。
食品所有的现代热处理都是出于其目的，一方面将产品加热到某个预定的温度，并且另一方面将产品保持在这个温度达到某个预定的时间段。在这个时间间隔期间，产品停留在所谓的保持管中。通过选择不同的温度和不同的停留时间，将会获得消毒的或者具有延长的货架寿命的产品。
对于利用注入加热的热处理设备，使用单独的保持管，该保持管可以包括预定长度的螺旋导管或者预定长度的一段直导管。另一种方案是，保持管可以包括螺旋和直导管的组合。
不管这种保持管的设计如何，它们都不能进行调节。在正常情况下，热处理设备和保持管计算的容量对应于充装机的数量，该充装机用于将产品包装成消费包装。当这些充装机中的一个或多个可能由于某些操作停滞而退出操作时，流动被减少并且在保持管中出现过长的停留时间，其结果是产品变得过热。因此本领域中希望保持管可以迅速地进行调节以使停留时间可以保持恒定。还有当企图迅速地改变生产以适应需要不同停留时间的不同的食品时，可以使用可调节的保持管。若没有这种改变停留时间的可能，该设备就必须重建，或者另一种方案是必须承受过度处理的产品。
可变的保持管公开于瑞典专利说明书SE 510797中。这个保持管具有一个或多个冷却的部段，这些部段可以在需要时逐级地连接。这种保持管所固有的缺点是保持管可以减少的各级是固定的，并且在某些应用场合下，这些级可能是太大的。
发明目的
本发明的一个目的是设计一种保持管，该保持管是可以无级式调节的，并且对于产品给出了可靠和限定的停留容积。
本发明的另一个目的在于，保持管制造起来简单且经济，并且保持管可以令人满意的方式与设备中的其余装备一起清洗。
解决方案
根据本发明已经达到了这些和其他的目的，其中通过引言所述类型的保持管已被赋予了这样的特征，即，保持管还包括第二可调节部段，该第二可调节部段包括旋流器和预定长度的倾斜导管，以及设置成在导管中保持限定的液位的装置。
本发明的优选实施例还被赋予了所附的从属权利要求所述的特征。
附图说明
现在将参考附图在下面详细描述本发明的一个优选实施例，其中：
图1是放置在热处理设备的一部分中的本发明的侧视图。
该视图只表示了对于理解本发明所必要的那些部件和细节，并且省略了本领域普通技术人员所公知的热处理设备的其余部件。
具体实施方式
图1表示了用于注入加热的热处理设备的一部分。注射器1具有用于将被热处理的产品的入口2，以及用于过热蒸汽的入口3。注射器1还具有用于与蒸汽混合的产品的出口4。
保持管紧邻放置在注射器1的后方。保持管包括第一固定部段。该固定部段部分地包括预定长度的直导管5。在该视图中，导管5垂直地放置。导管5也可以类似地水平放置。保持管的固定部段还包括在导管5中保持压力的恒定反压阀6。
保持管还包括第二可调节部段。该可调节部段开始于体积相当小的旋流器7。旋流器7具有用于加热的产品的切向入口8。旋流器7的出口9直接连接在保持管的可调节部段的其余部分10上。
保持管的可调节部段的部分10包括预定长度的倾斜导管。倾斜度可以为离开水平面倾斜90°的垂直导管到大约倾斜12°之间的任何值。优选的倾斜度是20-30°。该倾斜度在整个导管中应该大约是均匀的，以使产品具有相同的流率，而且为了节约空间，保持管部段可替换地适当地包括直的导管长度，并且管如图中所示地弯曲。在该视图上，保持管的可调节部段的部分10包括部分元件10a、10b、10c、10d和10e。
保持管还设置有常规类型的液位指示器11。该液位指示器11可以应用超声波、漂浮体、激光或其他适当的方法，并且它实际上包括两个不同液位的高度表12、13。测量点12、13分别在液位指示器11所操作的那些液位的上方和下方。液位指示器11的值由常规类型的调节器14记录，该调节器设置成控制常规的消毒调节阀15。
图1还表示了紧邻放置在调节阀15后方的真空容器16。该真空容器16具有用于热处理的产品的切向入口17和放置在真空容器16的下部区域中的产品出口18。真空容器16的出口18在正常情况下连接于压力提升泵19。
将在使用根据本发明的保持管的设备中进行热处理的产品通过产品入口2进入注射器1中。该产品是液状的，并且例如可以包括乳制品如牛奶。在正常情况下，在生产过程中的较早阶段内，该产品被预热到大约80℃并且处于升高的压力下。
与此同时，过热蒸汽通过蒸汽入口3送到注射器1中。在注射器1内部，产品和蒸汽被迫通过窄的环形喷嘴。该环形喷嘴同心地设置并且它们使产品和蒸汽掺合。蒸汽在产品中冷凝并且把热量传给它。混合了蒸汽的产品通过出口4从注射器1离开。
第一直导管5构成了保持管的第一固定部段的一部分。同时，这个直导管长度5是必需的以便实现蒸汽完全冷凝，从而产品将在所需的温度下进行处理。导管5应该具有足够的长度以保证令人满意的冷凝。也构成保持管的固定部段的一部分的恒定反压阀6保证了压力保持在导管5中。为了获得保持管中正确的停留时间，导管5必须完全充有产品。
在恒定反压阀6的后面，产品通过切向入口8进入旋流器7中。在旋流器7中，与产品的除气同时发生了小的沸腾，这就产生了蒸汽空气混合物。为了监控蒸汽空气混合物的质量，旋流器7在其上部区域中连接到常规的阻汽器20上，该阻汽器20又连接到通向真空容器16的入口17上。如果蒸汽-空气的质量将要超过给定的所需水平，则阻汽器20打开，并且过剩的蒸汽就循环回到包含蒸汽的产品中。
产品通过出口9离开旋流器7，此后到达包括倾斜导管10的保持管的可调节部段。导管10充有产品，直到限定的液位21。在液位21上方，旋流器7中产生的蒸汽空气混合物填充了导管10的剩余空间，并且在液体表面上施加了静压力。蒸汽空气混合物提供了获得限定的液体表面21的可能性，并且大于液体沸腾的压力的静压力由此防止了在保持管中发生沸腾。保持管的可调节部段中的导管10的直径选择成使得在最大流动时，液位21下方的产品流率不会超过0.45m/s。
限定的液位21位于最低液位22和最高液位23之间，并且可以在这两个液位22、23之间调节。最低液位22位于导管10e中，正好在调节阀15的前面。最高液位正好位于来自旋流器7的出口9的下面。
利用某种形式的常规的液位指示器11来测量限定的液位21。例如，液位指示器11可以使用两个点12、13中的压力测量值。上部点11应该位于最高液位23的上方并且适当地放置在旋流器7的上部区域中。下部点13应该位于最低液位22的下面并且适当地紧邻放置在调节阀15的前面。
液位指示器11的值由常规的调节器14记录，该调节器控制着调节阀15。调节阀15可以包括常规的消毒节流阀，该阀进行打开和关闭以便恒定地保持限定的液位21。液位指示器11、调节器14和调节阀15一起构成了用于保持限定的液位21的装置。
在调节阀15之后，产品(该产品现在已经在所需的温度和所需的时间间隔下进行了热处理)继续行进到真空容器16中。包含水和水蒸汽的产品通过切向入口17进入真空容器16中。供应给产品的水蒸发了，并且处理好的产品通过出口18离开真空容器16。通过压力提升离心泵19，该产品进一步输送以进行另外的处理或者包装在消费包装中。产品的包装可以在用于消毒的单独使用的一次性包装的充装机中进行。
限定的液位21是标准值，该标准值被设定成与热处理设备中的其他的装备相关，例如充装机的数量，该设备向充装机供应产品。将被选择的标准值还确定了热处理的所需程度，例如处理成为消毒的产品或者处理成为拥有延长的货架寿命的产品。
对于图1中所示的保持管，固定部段构成了保持管的大约25％，并且可调节的部段构成了大约75％。例如，如果一个充装机退出了生产，那么保持管可以迅速地进行调节以便只向其余的充装机供应产品，而没有停机时间并且产品循环最小。根据本发明的保持管本质上可以设计为在固定部段和可调节部段之间具有不同的开口。
为了在旋流器7中清洗方便，这可以简单地连接到清洗导管24上，该清洗导管24设置成清洗真空容器16。通过旋流器的上部区域中的阀25和清洗喷嘴26，旋流器7与清洗导管24相互连接。清洗喷嘴26接着可以用作来自旋流器7的多余蒸汽的出口，并且放置在阀25前面的T形管27将多余的蒸汽引导到阻汽器20。
从前面的描述中已经清楚可见，本发明实现了一种用于注入加热的保持管，该保持管制造起来简单且相对经济。保持管可以调节生产中的变化或者不同的停留时间。保持管是可靠的，并且由于其设计而具有内置的保护作用，以防止保持管中的产品沸腾。
Claims (7)
1.一种利用注入加热的热处理设备的保持管，其包括第一固定部段，该第一固定部段包括预定长度的导管(5)以及恒定反压阀(6)，其特征在于，保持管还包括第二可调节部段，该第二可调节部段包括旋流器(7)和预定长度的倾斜导管(10)，以及设置成在导管(10)中保持限定的液位(21)的装置(28)。
2.根据权利要求1所述的保持管，其特征在于，倾斜导管(10)具有离开水平面的20-30°的倾斜度。
3.根据权利要求1所述的保持管，其特征在于，倾斜导管(10)的直径给出的液位(21)下方的产品流率小于0.45m/s。
4.根据前述权利要求中任一项所述的保持管，其特征在于，用于保持液位(21)的装置包括液位指示器(11)，该液位指示器(11)设置成通过调节器(14)控制调节阀(15)。
5.根据权利要求4所述的保持管，其特征在于，调节阀(15)包括消毒的节流阀，该节流阀沿着流动方向紧邻放置在保持管的可调节部段后面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的保持管，其特征在于，保持管可以在最低液位(22)和最高液位(23)之间调节。
7.根据权利要求6所述的保持管，其特征在于，限定的液位是最低液位(22)和最高液位(23)之间的标准值。
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