RU2027372C1 - Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk - Google Patents
Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027372C1 RU2027372C1 SU5050791A RU2027372C1 RU 2027372 C1 RU2027372 C1 RU 2027372C1 SU 5050791 A SU5050791 A SU 5050791A RU 2027372 C1 RU2027372 C1 RU 2027372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pasteurization
- milk
- heat
- heat exchanger
- section
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению для пищевой и молочной промышленности, а именно к установкам для тепловой обработки жидкого продукта, преимущественно молока, и может быть использовано на молочных заводах малой производительности, молочных кухнях, молочных фермах колхозов, совхозов и фермерских хозяйств. The invention relates to mechanical engineering for the food and dairy industries, and in particular to installations for the heat treatment of a liquid product, mainly milk, and can be used in dairy plants of low productivity, dairy kitchens, dairy farms of collective farms, state farms and farms.
Известна пастеризационно-охладительная установка ОПУ-10 [1], содержащая теплообменный аппарат с секциями пастеризации, регенерации и охлаждения, соединенный трубопроводами с выдерживателем, насосом для молока и приемным баком, а также с насосом подачи горячей воды и бойлером. Установка содержит также инжектор и систему управления. Known pasteurization-cooling unit OPU-10 [1], containing a heat exchanger with sections for pasteurization, regeneration and cooling, connected by pipelines to a soak-up, a milk pump and a receiving tank, as well as a hot water pump and a boiler. The installation also contains an injector and a control system.
Недостатком данной пастеризационно-охладительной установки является то, что для нагрева воды, подаваемой в секцию пастеризации теплообменника, приходится использовать острый пар с давлением 0,4-0,6 МПа от котельной. Образующийся при этом конденсат, как правило, не используется, а сливается в дренаж. Кроме того, для работы установки приходится использовать дополнительное оборудование, а именно: бак приготовления горячей воды, насос для подачи воды и инжектор. The disadvantage of this pasteurization-cooling installation is that for heating the water supplied to the pasteurization section of the heat exchanger, it is necessary to use sharp steam with a pressure of 0.4-0.6 MPa from the boiler room. As a rule, the condensate formed in this case is not used, but is drained into the drainage. In addition, for the operation of the installation it is necessary to use additional equipment, namely: a hot water tank, a pump for supplying water and an injector.
Кроме того, в данной пастеризационно-охладительной установке неравномерная нагрузка теплообменной поверхности при обработке молока приводит к образованию слоя пригара со стороны обрабатываемого продукта. In addition, in this pasteurization-cooling installation, the uneven load of the heat-exchange surface during milk processing leads to the formation of a burn layer on the side of the processed product.
Известна пастеризационно-охладительная установка [2], содержащая теплообменный аппарат со штангами и пластинами, образующими секции пастеризации, регенерации и охлаждения, выдерживатель, уравнительную емкость, систему автоматического управления с электрогидравлическими клапанами и трубопроводы. В данной установке пластины снабжены электронагревательными элементами, а на трубопроводах перед теплообменным аппаратом и между секциями пастеризации и регенерации установлены датчики количества молока, при этом штанги теплообменного аппарата выполнены электроизолированными и связанными с электронагревательными элементами. Known pasteurization-cooling unit [2], containing a heat exchanger with rods and plates forming sections of pasteurization, regeneration and cooling, a curing agent, equalizing capacity, an automatic control system with electro-hydraulic valves and pipelines. In this installation, the plates are equipped with electric heating elements, and milk quantity sensors are installed on the pipelines in front of the heat exchanger and between the pasteurization and regeneration sections, while the rods of the heat exchanger are electrically insulated and connected with electric heating elements.
Данная установка по сравнению с предыдущей обладает рядом преимуществ, которые выражаются в следующем. Применение в секции пастеризации комбинированных теплообменных пластин с электрическими нагревательными элементами, использование датчиков количества молока в потоке, снабжение установки устройством для автоматической промывки позволяет выдерживать по всей длине молочного тракта секции пастеризации равномерный температурный напор и уменьшает пригарообразование. This installation compared with the previous one has a number of advantages, which are expressed in the following. The use of combined heat transfer plates with electric heating elements in the pasteurization section, the use of milk quantity sensors in the stream, and the installation of the device for automatic washing allow the uniform temperature pressure to be maintained along the entire length of the milk duct of the pasteurization section and reduce sticking.
Однако наряду с перечисленными преимуществами данная установка обладает недостатками: потребляет острый пар, теряет конденсат, имеет сложное устройство. However, along with the listed advantages, this installation has disadvantages: it consumes sharp steam, loses condensate, and has a complex device.
Известна пастеризационно-охладительная установка производительностью 10000 л/ч [3] , содержащая теплообменный аппарат с секциями пастеризации, регенерации и охлаждения, уравнительную емкость и выдерживатель. Кроме того, установка снабжена насосом подачи молока, устройством приготовления горячей воды и насосом подачи горячей воды в секцию пастеризации теплообменного аппарата. Все устройства, входящие в состав установки, связаны трубопроводами. Known pasteurization-cooling installation with a capacity of 10,000 l / h [3], containing a heat exchanger with sections for pasteurization, regeneration and cooling, equalization capacity and curing agent. In addition, the installation is equipped with a milk supply pump, a hot water preparation device and a hot water supply pump to the pasteurization section of the heat exchanger. All devices included in the installation are connected by pipelines.
Данная пастеризационно-охладительная установка, как наиболее близкая к изобретению по совокупности существенных признаков, принята в качестве прототипа. This pasteurization-cooling installation, as the closest to the invention in terms of the essential features, is adopted as a prototype.
Установка работает в двух режимах следующим образом. The installation operates in two modes as follows.
А. Режим стерилизации. A. Sterilization regimen.
В уравнительную емкость подается питьевая вода, включается насос подачи молока и происходит разогрев установки путем теплообмена циркулирующей воды в теплообменном аппарате и циркулирующей горячей воды в секции пастеризации. При этом за счет регенерации тепла в секции регенерации теплообменного аппарата происходит неравномерное распределение температур в аппарате (после отключения клапана горячего возврата). Drinking water is supplied to the equalization tank, the milk supply pump is switched on and the unit is heated by heat exchange of the circulating water in the heat exchanger and the circulating hot water in the pasteurization section. In this case, due to heat recovery in the regeneration section of the heat exchanger, the temperature distribution in the apparatus is uneven (after the hot return valve is turned off).
На выходе из секции пастеризации температура воды максимальная (около 100оС), а на выходе из секции регенерации - около 80оС. Для стерилизации же теплообменного аппарата нужно иметь температуру на выходе из секции регенерации 90-95оС. Разогрев теплообменного аппарата до этой температуры происходит медленно из-за вредного в этом случае влияния регенерации тепла и невозможности повышения температуру в секции пастеризации. Медленный разогрев приводит к потерям тепла.On leaving the section of the maximum water pasteurization temperature (about 100 C) and at the outlet of the regeneration section - about 80 ° C to sterilize the heat exchanger must have a temperature at the outlet of the regeneration section 90-95 C. The heating heat exchanger to this temperature is slow due to the harmful effect of heat recovery in this case and the inability to increase the temperature in the pasteurization section. Slow heating leads to heat loss.
После стерилизации установки приступают к пастеризации молока. After sterilization, the units begin to pasteurize milk.
Б. Режим пастеризации. B. Pasteurization mode.
Сырое молоко подается в уравнительную емкость. Из емкости оно насосом подается в секцию регенерации теплообменного аппарата, где подогревается пастеризованным молоком. Затем из секции регенерации молоко поступает в секцию пастеризации, где подогревается циркулирующей горячей водой до температуры пастеризации. Пастеризованное молоко направляется в выдерживатель, выдерживается при постоянной температуре и затем поступает в секцию регенерации, где отдает тепло сырому молоку. После этого пастеризованное молоко поступает в секцию охлаждения теплообменного аппарата, где охлаждается холодной водой. Raw milk is fed into the equalization tank. From the tank, it is pumped into the regeneration section of the heat exchanger, where it is heated with pasteurized milk. Then, from the regeneration section, milk enters the pasteurization section, where it is heated by circulating hot water to the pasteurization temperature. Pasteurized milk is sent to a curing agent, kept at a constant temperature and then enters the regeneration section, where it gives off heat to raw milk. After that, pasteurized milk enters the cooling section of the heat exchanger, where it is cooled with cold water.
Недостатком данной пастеризационно-охладительной установки является длительный разогрев ее в режиме стерилизации, который приводит к значительным потерям тепловой энергии. The disadvantage of this pasteurization-cooling installation is its prolonged heating in the sterilization mode, which leads to significant losses of thermal energy.
Кроме того, для работы установки необходима горячая вода (100оС), для приготовления которой требуется наличие специального оборудования и острого пара котельной. При этом образующийся конденсат пара в данной установке не используется, а сливается. Вместе с ним теряется тепло.In addition, the installation requires hot water (100 ° C), the preparation of which requires the presence of special equipment and hot steam boiler. In this case, the steam condensate formed is not used in this installation, but is discharged. With it, heat is lost.
В настоящее время для создания молочных заводов малой производительности, которые можно использовать на молочных фермах совхозов, колхозов и фермерских хозяйствах, необходимы установки, которые требовали бы малого времени для разогрева, исключали образование пригара продукта и не требовали бы использования большого количества энергоносителей. Во всех рассмотренных выше пастеризационно-охладительных установках используются парокотельные для выработки острого пара, применяемого для приготовления горячей воды. Как правило, на фермах многих совхозов и колхозов, а также в фермерских хозяйствах парокотельных нет, но практически на всех есть электричество. Однако прямой нагрев молока электрическим током невозможен. Нагрев электрическим током через теплопередающую поверхность вызывает опасность сильного пригара при небольшом изменении режима пастеризации. Currently, to create dairy plants of low productivity, which can be used on dairy farms of state farms, collective farms and farms, plants are needed that would require a short time for warming up, exclude the formation of burning product and would not require the use of a large amount of energy. In all of the pasteurization-cooling plants discussed above, steam boiler rooms are used to generate hot steam used for the preparation of hot water. As a rule, there are no steam boiler houses on the farms of many state and collective farms, as well as on farms, but almost all have electricity. However, direct electric milk heating is not possible. Heated by electric current through a heat transfer surface causes the danger of a strong burn with a small change in the pasteurization mode.
Однако, можно использовать электрическую энергию для нагрева воды и получения пара, которые можно использовать в пастеризационно-охладительной установке для получения пастеризованного молока с достижением предлагаемым изобретением следующих технических результатов:
сокращение времени разогрева установки;
исключение пригара на теплообменных поверхностях.However, it is possible to use electric energy to heat water and produce steam, which can be used in a pasteurization-cooling plant for producing pasteurized milk with the achievement of the following technical results by the invention:
reduction of installation warm-up time;
Exclusion of burnout on heat transfer surfaces.
Для этого пастеризационно-охладительная установка для тепловой обработки жидких пищевых продуктов, преимущественно молока, включающая теплообменный аппарат с секциями пастеризации, регенерации и охлаждения, выдерживатель, уравнительную емкость и трубопроводы подачи продукта и его отвода из теплообменного аппарата, снабжена электропарогенератором с трубопроводами для подачи пара в нагревательную часть секции пастеризации теплообменного аппарата и отвода из нее конденсата, при этом парогенератор соединен трубопроводами с гидрозатворами с уравнительной емкостью и с трубопроводом отвода обработанного продукта. For this, the pasteurization and cooling installation for the heat treatment of liquid food products, mainly milk, including a heat exchanger with pasteurization, regeneration and cooling sections, a curing agent, equalizing capacity and pipelines for product supply and removal from the heat exchanger, is equipped with an electric steam generator with pipelines for supplying steam to the heating part of the pasteurization section of the heat exchanger and the removal of condensate from it, while the steam generator is connected by pipelines to a hydrosat proof operation with a surge tank and a discharge conduit of the processed product.
Благодаря тому, что в предлагаемой пастеризационно-охладительной установке в режиме стерилизации разогрев циркулирующей воды осуществляется не в секции пастеризации, а перед подачей ее в секцию регенерации вредный в этом случае эффект регенерации тепла не проявляется и установка разогревается равномерно. Причем при большей температуре будет находиться холодная часть тракта выхода пастеризованного молока, где имеются самые благоприятные условия для развития бактерий. Кроме того, сокращается время разогрева при одинаковом расходе тепла. Due to the fact that in the proposed pasteurization-cooling installation in the sterilization mode, the heating of the circulating water is not carried out in the pasteurization section, but before it is fed to the regeneration section, the harmful effect of heat recovery does not appear in this case and the installation is heated evenly. Moreover, at a higher temperature, the cold part of the pasteurized milk exit tract will be located, where there are the most favorable conditions for the development of bacteria. In addition, the heating time is reduced with the same heat consumption.
После окончания разогрева и стерилизации установки подача воды в электропарогенератор прекращается и он сразу начинает производить пар, который по паропроводу подается в секцию пастеризации и нагревает молоко до температуры пастеризации. After the heating and sterilization of the unit is completed, the water supply to the electric steam generator stops and it immediately begins to produce steam, which is supplied through the steam line to the pasteurization section and heats the milk to the pasteurization temperature.
Гидрозатворы предотвращают выход пара через штуцеры входа и выхода воды в парогенератор и выполняют роль предохранительных клапанов, предотвращающих повышение давления в парогенераторе выше заданного. Образующийся конденсат самотеком стекает в электропарогенератор и таким образом не требуется подпитка его водой. Циркуляция конденсата дает возможность избежать отложения накипи на нагревательных элементах, потери конденсата и тепла. Кроме того, исключается возможность пригара молока в секции пастеризации, так как температура пара в электропарогенераторе не превышает 100оС поскольку он сообщен с атмосферой со стороны выхода конденсата. Таким образом, в секции пастеризации установки осуществляется мягкий нагрев молока.Hydraulic locks prevent steam from escaping through the water inlet and outlet fittings into the steam generator and act as safety valves to prevent the pressure in the steam generator from rising above a predetermined value. The formed condensate flows by gravity into the electric steam generator and thus it does not need to be replenished with water. Condensate circulation makes it possible to avoid scale deposits on heating elements, loss of condensate and heat. Furthermore, it excludes the possibility of burn-in section of pasteurization of milk, since the steam temperature in elektroparogeneratory does not exceed 100 ° C since it is communicated with the atmosphere by the condensate outlet. Thus, in the pasteurization section of the installation, the milk is gently heated.
Изобретение соответствует также критерию "промышленная применимость", так как ничто в предлагаемой пастеризационно-охладительной установке не противоречит ее техническому воплощению и применению в народном хозяйстве. The invention also meets the criterion of "industrial applicability", since nothing in the proposed pasteurization-cooling plant does not contradict its technical implementation and application in the national economy.
На чертеже представлена схема установки. The drawing shows the installation diagram.
Пастеризационно-охладительная установка состоит из уравнительной емкости 1, насоса подачи молока 2, теплообменника 3, выдерживателя 4, переключающего клапана 5, электропарогенератора 7 с гидрозатворами 6 и 8 трубопроводов. Pasteurization and cooling installation consists of equalizing tank 1, milk feed pump 2, heat exchanger 3, soaking-up device 4, switching valve 5, electric steam generator 7 with hydraulic locks 6 and 8 of pipelines.
Установка работает следующим образом. Installation works as follows.
А. Режим стерилизации. A. Sterilization regimen.
В уравнительную емкость 1 наливается питьевая вода и включается насос 2. Насосом вода подается в секцию регенерации Р теплообменника 3. Вода проходит секцию пастеризации П, выдерживатель 4, секцию регенерации Р и секцию охлаждения О. Оттуда вода через клапан 5 и гидрозатвор 6 поступает в электропарогенератор 7, а из него через гидрозатвор 8 - в уравнительную емкость 1. При появлении потока воды из гидрозатвора 8 подача питьевой воды в уравнительную емкость 1 прекращается. В этом состоянии электрический парогенератор заполнен водой и его можно включить для нагрева воды. В результате того, что нагрев воды происходит перед подачей ее в секцию регенерации Р, разогрев установки происходит быстрее и с меньшими потерями тепла в окружающую среду. После разогрева до нужной температуры нагревательные элементы могут временно отключаться, поддерживая температуру стерилизации постоянной (90-95оС).Drinking water is poured into equalizing tank 1 and pump 2 is turned on. Water is pumped to the regeneration section P of the heat exchanger 3. Water passes through the pasteurization section P, soak 4, the regeneration section P and the cooling section O. From there, water flows through valve 5 and the water trap 6 to the electric steam generator 7, and from it through a water trap 8 to equalization tank 1. When a flow of water from the gas seal 8 appears, the supply of drinking water to equalization tank 1 is stopped. In this state, the electric steam generator is filled with water and can be turned on to heat the water. As a result of the fact that the water is heated before it is fed to the regeneration section P, the installation is heated faster and with less heat loss to the environment. After heating to the desired temperature heating elements can be temporarily disconnected, maintaining the sterilization temperature constant (90-95 ° C).
После окончания стерилизации установки подача воды в электрический парогенератор прекращается. С этого момента парогенератор начинает давать пар в секцию пастеризации. After sterilization of the installation, the water supply to the electric steam generator is stopped. From this moment, the steam generator begins to produce steam to the pasteurization section.
Б. Режим пастеризации молока. B. The mode of pasteurization of milk.
После опорожнения уравнительной емкости 1 в нее поступает сырое молоко, которое насосом 2 подается в секцию регенерации Р и подогревается горячей водой, которую вытесняют из теплообменника. Подогретое молоко направляется в секцию пастеризации П, в которой нагревается паром электропарогенератора до температуры пастеризации. Образующийся конденсат самотеком стекает в электропарогенератор, обеспечивая замкнутый цикл. Совмещение процесса нагрева воды и генерации пара увеличивает надежность электропарогенератора в работе, так как не требует специального контроля за уровнем воды в парогенераторе. After emptying the equalization tank 1, raw milk enters it, which is pumped into the regeneration section P with a pump 2 and heated with hot water, which is forced out of the heat exchanger. The heated milk is sent to the pasteurization section P, in which it is heated by steam of the electric steam generator to the pasteurization temperature. The resulting condensate flows by gravity into the electric steam generator, providing a closed cycle. The combination of the water heating process and steam generation increases the reliability of the electric steam generator in operation, since it does not require special control over the water level in the steam generator.
Температура пара в электропарогенераторе не превышает 100оС, так как он сообщается с атмосферой со стороны выхода конденсата, что обеспечивает мягкий нагрев молока и исключение пригара при нарушении режима.Steam temperature in elektroparogeneratory does not exceed 100 ° C, as it is vented to atmosphere from the condensate outlet that provides gentle heating of the milk and burn-in violation exception mode.
Нагретое молоко из секции пастеризации П поступает в выдерживатель 4, а оттуда - в секцию регенерации Р, где отдает тепло сырому молоку. В секции охлаждения О молоко охлаждается холодной водой. Охлажденное молоко поступает в устройство розлива. The heated milk from the pasteurization section P enters the curing agent 4, and from there to the regeneration section P, where it gives off heat to raw milk. In the cooling section O, the milk is cooled with cold water. Chilled milk enters the dispenser.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5050791 RU2027372C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5050791 RU2027372C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2027372C1 true RU2027372C1 (en) | 1995-01-27 |
Family
ID=21608563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5050791 RU2027372C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2027372C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2600128C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО ДГАУ) | Plant for pasteurization of liquid products |
| RU2708989C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-12-12 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) | Microwave plant for mastitis milk pasteurisation |
-
1992
- 1992-07-01 RU SU5050791 patent/RU2027372C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Лукьянов Н.Я. и др. Оборудование предприятий молочной промышленности. -М.:Пищевая промышленность, 1968, с.106-108, рис.37. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 736936, кл. A 23C 3/02, 1980. * |
| 3. Сурков В.Д. и др. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. -М.:Легкая и пищевая промышленность, 1983, с.114-116. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2600128C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО ДГАУ) | Plant for pasteurization of liquid products |
| RU2708989C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-12-12 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) | Microwave plant for mastitis milk pasteurisation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4999935B2 (en) | Pasteurization apparatus and pasteurization method with built-in heat pump | |
| AU2005236090A1 (en) | Disinfection system | |
| JP2010516262A5 (en) | ||
| BR112012015389B1 (en) | APPARATUS FOR ENERGY RECOVERY FROM A HOT ENVIRONMENT AND METHOD FOR RECOVERING ENERGY FROM A HOT ENVIRONMENT | |
| WO1983002050A1 (en) | Process and installation for applying a controllable heat-exchange in a regenerative heat-exchanger | |
| CN101603785B (en) | Heat exchange water recoverer for waste steam of steaming cabinet and external connection structure thereof | |
| CN202211138U (en) | On-line osmophilic yeast killing device | |
| GB1188164A (en) | A Plant for Continuous Heat Treatment of a Liquid Product | |
| Ozyurt et al. | Heat pump use in milk pasteurization: an energy analysis | |
| RU2027372C1 (en) | Pasteurization-cooling unit for thermal treatment of liquid food products, in particular, milk | |
| GB1358166A (en) | Apparatus for heating water | |
| WO1990002707A1 (en) | Water treatment system | |
| CN205115082U (en) | Continuous type biological wastewater deactivation system | |
| RU73168U1 (en) | PASTERIZATION DEVICE | |
| CN209165900U (en) | A kind of chiller heat recycle system | |
| RU2202894C1 (en) | Apparatus for cooling and pasteurizing of milk in animal farms | |
| RU72120U1 (en) | INSTALLATION FOR PASTERIZATION OF LIQUID FOOD PRODUCTS | |
| CN208887417U (en) | A kind of novel vapor heat exchanger | |
| RU105721U1 (en) | AUTONOMOUS WATER HEATING SYSTEM FOR USE IN THE SYSTEM OF CONSUMPTION, PREVIOUSLY HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY | |
| CN215381174U (en) | Multifunctional jacket water unit | |
| CN105028608B (en) | A kind of egg liquid pasteurization system | |
| CN219342133U (en) | Water elimination system without superheated water tank | |
| RU2206214C1 (en) | Pasteurizing-cooling apparatus | |
| CN216694364U (en) | Continuous sterilization cooling and surface drying equipment for large-cup jelly | |
| RU2455572C1 (en) | Self-contained heating system of water to be used in consumption system, mainly of heating and/or hot water supply |