PL223346B1 - Sposób i urządzenie do sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych najkorzystniej żywnościowych.

Znane jest z opisu zgłoszenia wynalazku nr P.382264 rozwiązanie urządzenia do kawitacyjnej obróbki mediów płynnych i sposób stosowania tego urządzenia składającego się z wirującej tarczy osadzonej na napędowym wale, usytuowanej pomiędzy dwoma jednakowymi w lustrzanym odbiciu tarczami nieruchomymi, stanowiącymi w złożeniu jego szczelną obudowę, zawierającymi przelotowe otwory i mającymi powierzchnie robocze ukształtowane w liczne współśrodkowe kan ały obwodowe i liczne kanały promieniowe, tworzące na powierzchniach roboczych tarcz nier uchomych, obwodowe sektorowe występy. Obydwie powierzchnie robocze tarczy wirującej, są ukształtowane w liczne podobne współśrodkowe kanały obwodowe i promieniowe kanały, tworzące na powierzchniach wirującej tarczy podobne sektorowe występy, a także ukształtowanie p owierzchni roboczych tarczy wirującej i tarcz nieruchomych powoduje, że występy sektorowe tarczy wirującej poruszają się w trakcie ruchu wału napędowego, w kanałach obwodowych tarcz nier uchomych, a nadto każda z tarcz nieruchomych, jest zaopatrzona w co najmniej jeden króciec zasilający oraz co najmniej jeden króciec wypływowy usytuowany w zbiorczym pierścieniowym kan ale, utworzonym przez złożone razem tarcze nieruchome. Sposób działania urządzenia do kawit acyjnej obróbki mediów płynnych charakteryzuje się tym, że wymuszony przepływ podgrzewanego medium płynnego odbywa się od króćca zasilającego do komory wału napędowego, następnie pomiędzy wirującą tarczą i tarczą nieruchomą, do pierścieniowego kanału i do jego wypływowego króćca, w trakcie którego, sektorowe występy obracającej się tarczy, cyklicznie zamykają i otwierają przepływ w kanałach przepływowych utworzonych z kanałów promieniowych tarczy wirującej i tarcz nieruchomych tworząc warunki powstawania zjawiska kawitacji, w którym wytworzone m ikropęcherzyki kawitacyjne zawierające pary podgrzewanej cieczy implodują, oddając ciepło do otoczenia, a na intensywność kawitacji rozumianej jako przyrost temperatury medium płynnego przepływającego przez urządzeni e, wpływa się poprzez zmianę prędkości tarczy wirującej i/lub przez zmianę prędkości przepływu medium podawanego do komory.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych z uzyskaniem znaczącego obniżenia lub całkowitej likwidacji zawartych w nich bakterii oraz ich przetrwalników, wirusów, grzybów i pleśni.

Postawione zadanie zostało zrealizowane według wynalazku w sposobie i urządzeniu do sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych, w którym w rozwiązaniu sposobu w pierwszej fazie dokonuje się napełniania instalacji urządzenia obrabianym produktem płynnym, uzyskując strefę niskiego ciśnienia, następnie obrabiany produkt płynny wprowadza się pod wysokim ciśni eniem do procesu kawitacji, w którym przemieszczając się z prędkością nie mniejszą niż 3 m/sek. i pod ciśnieniem nie mniejszym niż 20 Bar, doprowadzony zostaje do kawitacyjno-wirującego położenia rozdzielonych strumieni obrabianego produktu płynnego, które wirując w dalszej części, w osi wzdłużnej kawitatora przemieszczają się przeciwbieżnie, powodując tworzenie się różnic ciśnień generujących proces kawitacji z efektami charakterystycznymi dla sterylizacji i homogen izacji o niejednorodnych parametrach, w kolejnej fazie dokonuje się rozdzielenia na ten produkt płynny, który ma większe wielkości cząstek od wartości 600 Nm i na produkt płynny który ma mniejsze wielkości cząsteczek od wartości 600 Nm, przy czym produkt płynny o większych wie lkościach cząsteczek kieruje się do schłodzenia i ponownej uzupełniającej obróbki kawitacyjnej, zaś produkt płynny o mniejszej wielkości cząsteczek poddaje się kontroli analizy wielkości cząst eczek, w wyniku którego produkt płynny spełniający zaprogramowane parametry kierowany jest do odbioru gotowego produktu, zaś produkt płynny nie spełniający kryteriów odbioru przesyłany j est do ponownej kolejnej obróbki. Urządzenie według wynalazku zawiera pompę niskiego ciśnienia, którą dokonuje się napełnienia instalacji urządzenia obrabianym produktem płynnym, w kolejnej operacji komputer włącza pompę wysokiego ciśnienia, wprowadzając pod ciśnieniem nie mniej niż 20 Bar obrabiany produkt płynny do kawitatora, gdzie dokonuje się proces kawitacji, otrzymany produkt płynny mający niejednorodną budowę wprowadzany jest do wirówki separatora, w którym następuje w zależności od parametrów rozdzielenie na przepływ do wymiennika ciepła i ponownej obróbki kawitacyjnej oraz na przepływ przez zawór do analizatora wielkości cząst eczek, który kieruje gotowy produkt płynny do miejsca odbioru.

PL 223 346 B1

W rozwiązaniu według wynalazku proces kawitacji należy do wiodących, gdyż powoduje regulację procesu kawitacyjnego obszaru współdziałania na obrabiany produkt, poprzez zmianą charakterystycznych parametrów przepływów takich jak na przykład ciśnienie, obrazujących kaw itacyjny efekt. Ważną zaletą sposobu jest otrzymywanie produktów o ulepszonej organoleptycznej jakości, a także zawierających znaczące obniżenie ilości bakterii wszelkiego rodzaju oraz prz etrwalników, grzybów, pleśni. Istotną zaletą użytkową jest również znaczące rozszerzenie się okr esu przydatności do spożycia oraz skali warunków przechowywania obrabianych produktów.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schematycznie w układzie blokowym budowę urządzenia.

Urządzenie do sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych zawiera pompę 2 niskiego ciśnienia oraz pompę 1 wysokiego ciśnienia tłoczącą produkt płynny do obróbki w kawitatorze 3. W kolejnej operacji obrabiany produkt płynny poddawany jest działaniu wirówki separatora 4, a następnie przemieszcza się dwoma strumieniami, do wymiennika ciepła 5 i do dalszej ponownej obróbki lub do zaworu 6 i analizatora wielkości cząsteczek 7, a także w nieprzewidzianych sytuacjach do awaryjnego zaworu 8 na konieczność usunięcia zaistniałych problemów awaryjnych.

Rozwiązanie według wynalazku bliżej zostało przedstawione w obróbce mleka.

P r z y k ł a d

Po wypełnieniu mlekiem instalacji urządzenia w strefie niskiego ciśnienia, po zadziałaniu analizatora wielkości cząsteczek 7 wprowadza się mleko pod wysokim ciśnieniem do obróbki kawitacyjnej w kawitatorze 3, w którym przemieszczając się z prędkością 3 m/sek. i pod ciśnieniem 20 Bar doprowadzony zostaje do kawitacyjno-wirującego położenia rozdzielonych strumieni ml eka, które wirując w dalszej części, w osi wzdłużnej kawitatora przemieszczają się przeciwbieżnie, powodując tworzenie się różnic ciśnień generujących proces kawitacji z efektami sterylizacji i h omogenizacji o niejednorodnych parametrach, w kolejnej fazie dokonuje się rozdzielenia mleka na to które ma większe wielkości cząsteczek odrabiany płynny produkt na przykład mleko, przemieszcza się z prędkością 3 m/sek. pod ciśnieniem 20 Bar doprowadzony zostaje do kawitacyjno wirującego położenia rozdzielonych strumieni mleka, które wirując w dalszej części w osi wzdłużnej kawitatora przemieszczają się przeciwbieżnie, powodując tworzenie się różnic ciśnień gener ujących proces kawitacji z efektami sterylizacji i homogenizacji o niejednorodnych parametrach, w kolejnej fazie dokonuje się rozdzielenia mleka na to, które ma większe wielkości cząsteczek od 600 Nm i mleko które ma mniejsze wielkości cząsteczek od 600 Nm. Mleko o większych wartościach cząsteczek kieruje się do schłodzenia w wymienniku ciepła 5, i do ponownej obróbki w kawitatorze zaś mleko mniejszej wielkości cząsteczek poddaje się kontroli w analizatorze wie lkości cząsteczek 7, w wyniku którego mleko spełniające zaprogramowane parametry kierowane jest do odbioru gotowego produktu. Tak otrzymuje si ę mleko homogenizowane i sterylizowane.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych, znamienny tym, że w pierwszej fazie dokonuje się napełniania instalacji urządzenia obrabianym produktem płynnym, uzyskując strefę niskiego ciśnienia, następnie obrabiany produkt płynny wprowadza się pod wysokim ciśnieniem do procesu kawitacji, w którym przemieszczając się z prędkością nie mniejszą niż 3 m/sek. i pod ciśnieniem nie mniejszym niż 20 Bar, doprowadzony zostaje do kawitacyjno-wirującego położenia rozdzielonych strumieni obrabianego produktu płynnego, które wirując w dalszej części, w osi wzdłużnej kawitatora przemieszczają się przeciwbieżnie, powodując tworzenie się różnic ciśnień generujących proces kawitacji z efektami charakterystycznymi dla sterylizacji i homogen izacji o niejednorodnych parametrach, w kolejnej fazie dokonuje się rozdzielenia na ten produkt płynny, który ma większe wielkości cząstek od wartości 600 Nm i na produkt płynny który ma mniejsze wielkości cząsteczek od wartości 600 Nm, przy czym produkt płynny o większych wie lkościach cząsteczek kieruje się do schłodzenia i ponownej uzupełniającej obróbki kawitacyjnej, zaś produkt płynny o mniejszej wielkości cząsteczek poddaje się kontroli analizy wielkości cząst eczek, w wyniku którego produkt płynny spełniający zaprogramowane p arametry kierowany jest do odbioru gotowego produktu, zaś produkt płynny nie spełniający kryteriów odbioru przesyłany jest do ponownej kolejnej obróbki.

PL 223 346 B1

2. Urządzenie do sterylizacji i homogenizacji produktów płynnych, znamienne tym, że pompą (2) niskiego ciśnienia dokonuje się napełnienia instalacji urządzenia obrabianym produ ktem płynnym, w kolejnej operacji analizator wielkości cząsteczek (7) włącza pompą (1) wysokiego ciśnienia, wprowadzając pod ciśnieniem nie mniej niż 20 Bar obrabiany produkt płynny d o kawitatora (3), gdzie dokonuje się proces kawitacji, otrzymany produkt płynny mający niejednorodną budowę wprowadzany jest do wirówki separatora (4), w którym następuje w zależności od par ametrów rozdzielenie na przepływ do wymiennika ciepła (5) i ponownej obróbki kawitacyjnej oraz na przepływ przez zawór (6) do analizatora wielkości cząsteczek (7), który kieruje gotowy produkt płynny do miejsca odbioru.