DE3641751A1

DE3641751A1 - Process for operating a heating installation with variably adjustable end temperatures

Info

Publication number: DE3641751A1
Application number: DE19863641751
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Kawe
Original assignee: Nagema VEB
Current assignee: KYFFHAEUSER MASCHINENFABRIK ARTERN GMBH, 06556 ART
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1986-12-06
Publication date: 1987-07-02
Also published as: CS964086A1; ATA328386A; DD244059A1; AT394129B

Abstract

The invention relates to a process for operating a heating installation with variably adjustable end temperatures of the heat-treated liquids, preferably milk, which is heated in a heat exchanger, comprising one or more heat-recovery sections, a heater section with hot-water circulation, a keeping-hot section and a cooling section with ice-water circulation, and after heating is cooled to the respectively required end temperature. The aim of the invention is to exclude deficiencies in the quality of milk, to reduce the effort required for cleaning and maintenance and to eliminate the risk of reinfection. This is achieved by a partial stream of the hot water being branched off from the hot-water circulation and conducted into the cooling section after switching off the ice-water feed and by the liquid flowing back being reheated in countercurrent in the said cooling section and, after flowing through the latter, fed again to the hot-water circulation, the size of the partial stream being controlled as a function of the required end temperature of the liquid.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren Endtemperaturen der wärmebehandelten Flüssigkeiten, vorzugsweise Milch, die in einem Wärmetauscher, bestehend aus ein oder mehreren Wärmerückgewinnungssektionen, einer Erhitzersektion mit einem Heißwasserkreislauf, einer Heißhaltesektion und einer Kühlsektion mit Eiswasserkreislauf, erhitzt und nach dem Erhitzen auf die jeweils geforderte Endtemperatur gekühlt wird.The invention relates to a method for operating a heating system with variably adjustable end temperatures of heat treated liquids, preferably milk, which are in a heat exchanger consisting of one or more heat recovery sections, a heater section with a Hot water circuit, a holding section and a cooling section with ice water circuit, heated and after heating is cooled to the required final temperature.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Verfahren zum Erhitzen bzw. Pasteurisieren von Flüssigkeiten, wie Milch, Most usw., deren dazugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Erhitzungsverfahrens aus einem Wärmetauscher mit den Sektionen, wie Wärmerückgewinnungs-, Erhitzer-, Heißhalte- und Kühlsektionen besteht. Bei diesem Verfahren wird die Flüssigkeit nach Durchlaufen der Wärmerückgewinnungssektion in der Erhitzersektion durch im Gegenstrom fließendes Heißwasser oder Dampf auf die Erhitzungs- bzw. Pasteurisierungstemperatur erhitzt und nach dem darauffolgenden Durchströmen der Heißhaltesektion in der Kühlsektion mittels Eiswasser auf die geforderte Endtemperatur von ca. 4°C gekühlt. Wird diese so behandelte Flüssigkeit für verschiedene Einsatzzwecke mit unterschiedlichen Endtemperaturen benötigt, so ist eine nachfolgende Einstellung mittels eines gesonderten Wärmetauschers auf die jeweilige Verarbeitungstemperatur für die Weiterverarbeitung erforderlich. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht also darin, daß mit dieser bekannten Vorrichtung immer nur ein und dieselbe Endtemperatur der Flüssigkeit nach der Wärmebehandlung erreicht werden kann. Methods for heating or pasteurizing are known Liquids such as milk, must, etc., their associated device to carry out the heating process from a Heat exchangers with sections such as heat recovery, There are heating, holding and cooling sections. With this The liquid is processed after passing through the heat recovery section in the heater section by countercurrent flowing hot water or steam on the heating or Pasteurization temperature is heated and after the following Flow through the holding section in the cooling section to the required final temperature of approx. Chilled at 4 ° C. This liquid is treated for different purposes Applications with different end temperatures a subsequent setting using a separate heat exchanger to the respective processing temperature required for further processing. The disadvantage So this method is that known with this Device always only one and the same end temperature the liquid can be reached after the heat treatment.

Da jedoch in vielen Betrieben, z. B. in Käsereien, je nach Einsatzzweck, wärmebehandelte Milch mit unterschiedlichen Weiterverarbeitungstemperaturen benötigt wird, wurde nach der DE 29 32 494 ein Verfahren zur Erhitzung und Kühlung von Milch und flüssigen Milchprodukten und Rückgewinnung der Wärme bekannt, bei dem die gewünschten variablen Weiterverarbeitungstemperaturen dadurch erreicht werden, daß ein Teil der erhitzten Milch unter Umgehung des Rückflusses im Wärmetauscher der abgekühlten Milch wieder zugeführt wird. Nach diesem Verfahren wird nach Verlassen der Heißhaltesektion vom Rückfluß ein Teilstrom von dem normalen Milchstrom abgezweigt. Dieser Teilstrom wird, während der normale Milchstrom wie bisher über die Wärmerückgewinnungssektionen und Kühlsektionen den Wärmetauscher durchströmt, über eine Umgehungsleitung zu einem Mischventil geleitet. In diesem Mischventil wird der nach Verlassen der Heißhaltesektion abgezweigte Teilstrom dem die Kühlsektion verlassende Normalstrom in einem der Endtemperatur entsprechendem Verhältnis zugemischt.However, since in many companies, e.g. B. in cheese factories, depending on Purpose, heat treated milk with different Further processing temperatures is required after DE 29 32 494 describes a method for heating and cooling of milk and liquid dairy products and recovery of the Heat known at the desired variable processing temperatures be achieved in that a part the heated milk bypassing the reflux in the heat exchanger the cooled milk is fed back. To This procedure is performed after leaving the hot holding section a partial flow is diverted from the normal milk flow from the reflux. This partial flow is during the normal milk flow as before via the heat recovery sections and Cooling sections flow through the heat exchanger via a bypass line passed to a mixing valve. In this The mixing valve is branched off after leaving the holding section Partial flow is the normal flow leaving the cooling section in a ratio corresponding to the final temperature added.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es beim Mischen von heißen und kalten Medien zur Schädigung der Milcheiweißstruktur kommen kann, was einen wesentlichen Qualitätsmangel der wärmebehandelten Milch darstellt. Aus diesem Grunde wurde nach dem bekannten Verfahren vorgeschlagen, den abgezweigten heißen Teilstrom vor dem Zumischen im Mischventil mittels eines weiteren Wärmetauschers zu kühlen, was jedoch zu einer Erhöhung der Anlagenkosten führt.The disadvantage of this method is that it Mixing hot and cold media to damage the Milk protein structure can come up, which is essential Poor quality of the heat-treated milk. Out for this reason it was proposed according to the known method the branched hot partial stream before mixing in To cool the mixing valve by means of another heat exchanger, however, which leads to an increase in plant costs.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß für die Abzweigung des Teilstroms der die Heißhaltesektion verlassenden Milch und die Zuführung zum Mischventil eine Umgehungsleitung und Ventile benötigt werden, die auch bei Nichtbenutzung, d. h. bei normalem Milchdurchfluß auf die tiefste Kühltemperatur, steril gehalten werden müssen, da sich sonst in diesem Bereich Bakterien entwickeln können. Diese Gefahr ist um so größer, wenn man berücksichtigt, daß vorwiegend die Anlage für Trinkmilch, d. h. im Normalbetrieb arbeitet. Um die Sterilität der gesamten Anlage zu gewährleisten, muß zu dem allgemein üblichen automatisierten Reinigungskreislauf eine vom Bedienungspersonal abhängige Reinigung der Umgehungsleitung erfolgen, da sich auf Grund des geringen Bedarfs an wärmebehandelter Milch mit unterschiedlichen Endtemperaturen ein getrennter automatisierter Verfahrens- und Reinigungsablauf nicht rentiert.Another major disadvantage of this method is in that for the branching of the partial flow of the holding section leaving milk and feeding to the mixing valve a bypass line and valves are needed which also when not in use, d. H. with normal milk flow to the lowest cooling temperature, be kept sterile must, otherwise bacteria develop in this area can. This danger is all the greater if you take into account that primarily the facility for drinking milk, d. H. in normal operation is working. To ensure the sterility of the entire facility ensure must be to the common automated Cleaning circuit is dependent on the operating personnel Clean the bypass line as there is a reason the low need for heat-treated milk with different End temperatures a separate automated Process and cleaning process not profitable.

Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren Endtemperaturen zu entwickeln, welches Qualitätsmängel des Verarbeitungsproduktes ausschließt, den Reinigungs- und Wartungsaufwand senkt und die Gefahr der Reinfektion beseitigt bei niedrigen Verfahrens- und Anlagenkosten.The aim of the invention is to provide a method of operation a heating system with variably adjustable To develop final temperatures, which quality deficiency of the Processing product excludes the cleaning and Reduces maintenance and eliminates the risk of reinfection with low process and plant costs.

State the nature of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Erhitzungsanlage so zu betreiben, daß beim Durchfluß des gesamten Flüssigkeitsstromes die Erreichung von unterschiedlich variabel einstellbaren Endtemperaturen garantiert wird, und gleichzeitig durch eine normale vollautomatisierte Reinigung die Gefahr der Reinfektion beseitigt ist.The object of the invention is a heating system to operate so that the flow of the entire liquid flow the achievement of different variable adjustable end temperatures is guaranteed, and at the same time through normal, fully automated cleaning The risk of reinfection has been eliminated.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Teilstrom des Heißwassers des Heißwasserkreislaufs der Erhitzersektion in die Kühlsektion des Wärmetauschers nach Abschalten des Eiswasserzu- und -ablaufs geleitet wird, der die rückfließende Flüssigkeit im Gegenstrom nachwärmt und nach Durchströmen der Kühlsektion dem Heißwasserkreislauf wieder zugeführt wird. Die Größe des Teilstroms wird dabei in Abhängigkeit von der geforderten Endtemperatur der Flüssigkeit geregelt. Durch die Verwendung eines Teilstromes zum Nachwärmen der Flüssigkeit in der Kühlsektion durchströmt der gesamte Flüssigkeitsstrom den Wärmetauscher und verläßt ihn mit der jeweils geforderten eingestellten Endtemperatur, ohne daß es zu störender Beeinflussung des Verarbeitungsproduktes und damit zu Qualitätsmängeln kommen kann.According to the invention this is achieved in that a partial flow the hot water of the hot water circuit of the heater section into the cooling section of the heat exchanger after the Ice water inlet and outlet is directed, which is the refluxing Reheats liquid in countercurrent and after flowing through the cooling section is returned to the hot water circuit. The size of the partial flow is dependent on the required final temperature of the liquid regulated. Through the Use of a partial flow to reheat the liquid the entire liquid flow flows in the cooling section the heat exchanger and leaves it with the required set final temperature without causing interference of the processing product and thus to quality defects can come.

Es kann also durch das erfindungsgemäße Betreiben der Erhitzungsanlage jede Endtemperatur des Verarbeitungsproduktes, die für den nachfolgenden Herstellungsprozeß erforderlich ist, eingestellt werden, indem entsprechend dieser geforderten Endtemperatur die jeweilige Größe des vom Heißwasserkreislauf abgezweigten Teilstromes eingestellt wird.So it can by operating the heating system according to the invention any final temperature of the processed product, which is necessary for the subsequent manufacturing process, can be set according to this required final temperature the respective size of the branched off from the hot water circuit Partial flow is set.

Embodiment

Die Erfindung wird anhand der dargestellten Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated by the drawing shown explained.

Die Zeichnung stellt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren Endtemperaturen im spez. Ausführungsbeispiel von Milch dar. Es kann jedoch auch jede andere Flüssigkeit nach diesem Verfahren wärmebehandelt werden.The drawing shows a device for performing the Method for operating a heating system with variable adjustable final temperatures in the spec. Embodiment of milk. However, it can be any other liquid be heat-treated using this method.

Die Vorrichtung besteht aus einem Wärmetauscher 1 mit den Wärmerückgewinnungssektionen 2, der Erhitzersektion 3 mit dem Heißwasserkreislauf 6, der Heißhaltesektion 4 und der Kühlsektion 5 mit dem Eiswasserkreislauf.The device consists of a heat exchanger 1 with the heat recovery sections 2 , the heater section 3 with the hot water circuit 6 , the heat holding section 4 and the cooling section 5 with the ice water circuit.

Der Heißwasserkreislauf 6 besteht aus der Heißwassermischbatterie 7 mit dem Dampf- oder Heißwasserzulauf 11 und der Umwälzpumpe 8. Vom Eiswasserkreislauf der Kühlsektion 5 ist in der Zeichnung lediglich der Eiswasserzulauf 12 und der Eiswasserablauf 13 mit den dazugehörigen Ventilen dargestellt. Die Rohmilch tritt in die Wärmerückgewinnungssektionen 2 ein und erwärmt sich im Gegenstrom zum Rückfluß der Milch. Danach tritt sie in die Erhitzersektion 3 ein und wird im Gegenstrom mittels des Heißwassers auf die Erhitzungs- bzw. Pasteurisierungstemperatur erhitzt und in der nachfolgenden Heißhaltesektion 4 für die Keimabtötung heiß gehalten. Nach Verlassen der Heißhaltesektion 4 und dem Durchgang durch die Wärmerückgewinnungssektionen 2 durchströmt die Milch die Kühlsektion 5. Im Normaldurchlauf wird die Milch in der Kühlsektion 5 mittels Eiswasser auf eine Temperatur von ca. 4°C gekühlt. Werden für die Weiterverarbeitung höhere Verarbeitungstemperaturen benötigt, dann wird erfindungsgemäß im Heißwasserkreislauf 6 nach der Heißwasserumwälzpumpe 8 mittels des Ventils 9 über eine Heißwasserzulaufleitung 10 Heißwasser abgezweigt. Nach Schließen des Eiswasserzulaufs 12 und des Eiswasserablaufs 13 wird dieser Teilstrom des abgezweigten Heißwassers anstelle des Eiswassers durch die Kühlsektion 5 zur Nachwärmung der Milch geleitet. Die Größe des Teilstromes des abgezweigten Heißwassers wird mittels Ventil 9 in Abhängigkeit von der geforderten Höhe der Endtemperatur der Milch geregelt. Nach Verlassen der Kühlsektion 5 wird der Teilstrom des Heißwassers der Heißwassermischbatterie 7 und damit dem Heißwasserkreislauf 6 der Erhitzersektion 3 wieder zugeführt. Der Vorteil dieses Verfahrens zum Betreiben einer Erhitzungsanlage mit variabel einstellbaren Endtemperaturen der Flüssigkeiten, vorzugsweise der Milch, besteht darin, daß bei Benutzung der allgemein bekannten Erhitzungsanlagen die gleiche Anlage für variabel einstellbare Endtemperaturen der Milch eingesetzt werden kann, ohne daß eine nachträgliche Wärmebehandlung erforderlich ist, bzw. eine Mischung der Milch unterschiedlicher Temperaturen erfolgen muß und somit sowohl Verfahrens- und Anlagenkosten niedrig gehalten werden, als auch Qualitätsmängel der wärmebehandelten Milch durch Vermeidung einer Schädigung der Milcheiweißstruktur ausgeschlossen werden. Desweiteren wird durch die Realisierung der variabel einstellbaren Endtemperaturen der wärmebehandelten Milch über die spezielle Leitung des Heißwassers erreicht, daß alle milchdurchfließenden Kanäle, d. h. der gesamte Wärmetauscher in bekannter Weise im automatisierten Reinigungsverfahren gereinigt werden kann, ohne daß ein Teil der milchdurchfließenden Kanäle manuell nachgereinigt und überwacht werden müssen, so daß die Gefahr der Reinfektion beseitigt ist.The hot water circuit 6 consists of the hot water mixer tap 7 with the steam or hot water inlet 11 and the circulation pump 8 . Of the ice water circuit of the cooling section 5 , only the ice water inlet 12 and the ice water outlet 13 with the associated valves are shown in the drawing. The raw milk enters the heat recovery sections 2 and heats in countercurrent to the reflux of the milk. Thereafter, it enters the heating section 3 and is heated in countercurrent to the heating or pasteurization temperature by means of the hot water and kept hot in the subsequent holding section 4 for killing germs. After leaving the hot holding section 4 and passing through the heat recovery sections 2 , the milk flows through the cooling section 5 . In the normal run, the milk in the cooling section 5 is cooled to a temperature of approximately 4 ° C. using ice water. If higher processing temperatures are required for further processing, then hot water is branched off according to the invention in the hot water circuit 6 after the hot water circulating pump 8 by means of the valve 9 via a hot water supply line 10 . After closing the ice water inlet 12 and the ice water outlet 13 , this partial flow of the branched hot water is passed through the cooling section 5 for reheating the milk instead of the ice water. The size of the partial flow of the branched hot water is regulated by means of valve 9 as a function of the required level of the final temperature of the milk. After leaving the cooling section 5 , the partial flow of hot water is returned to the hot water mixer tap 7 and thus to the hot water circuit 6 of the heating section 3 . The advantage of this method for operating a heating system with variably adjustable final temperatures of the liquids, preferably the milk, is that when using the generally known heating systems, the same system can be used for variably adjustable final temperatures of the milk without a subsequent heat treatment being necessary, or the milk has to be mixed at different temperatures and thus both process and system costs are kept low, and quality defects in the heat-treated milk are avoided by avoiding damage to the milk protein structure. Furthermore, through the implementation of the variably adjustable final temperatures of the heat-treated milk via the special line of the hot water, it is achieved that all channels through which milk flows, that is, the entire heat exchanger can be cleaned in a known manner in the automated cleaning process, without some of the channels through which milk flows being manually cleaned and monitored must be removed so that the risk of reinfection is eliminated.

List of the reference numerals used in the invention "Method for operating a heating system with variably adjustable end temperatures" 1 heat exchanger
2 heat recovery sections
3 heater section
4 holding section
5 cooling section
6 hot water circuit
7 hot water mixer tap
8 circulation pump
9 valve
10 hot water supply line
11 Steam or hot water supply
12 Ice water inlet
13 ice water drain

Claims

Method for operating a heating system with variably adjustable end temperatures of the heat-treated liquids, preferably milk, which is heated in a heat exchanger and consists of one or more heat recovery sections, a heater section with a hot water circuit, a heat holding section and a cooling section with an ice water circuit, and after heating to each required final temperature is cooled, characterized in that a partial flow of the hot water of the hot water circuit ( 6 ) of the heater section ( 3 ) into the cooling section ( 5 ) of the heat exchanger ( 1 ) after switching off the ice water inlet ( 12 ) and ice water outlet ( 13 ) which is passed the refluxing liquid is reheated in countercurrent and, after flowing through the cooling section ( 5 ), is fed back to the hot water circuit ( 6 ), the size of the partial flow being regulated as a function of the required end temperature of the liquid.