RU2106766C1 - Microwave unit for pasteurizing and sterilizing liquids - Google Patents
Microwave unit for pasteurizing and sterilizing liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106766C1 RU2106766C1 RU95115140/09A RU95115140A RU2106766C1 RU 2106766 C1 RU2106766 C1 RU 2106766C1 RU 95115140/09 A RU95115140/09 A RU 95115140/09A RU 95115140 A RU95115140 A RU 95115140A RU 2106766 C1 RU2106766 C1 RU 2106766C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- liquid
- pasteurization
- temperature
- heating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая СВЧ-установка для пастеризации обеззараживания жидкостей относится к области СВЧ-обработки продуктов, в частности, в молочной промышленности. The proposed microwave installation for pasteurization of disinfection of liquids relates to the field of microwave processing of products, in particular, in the dairy industry.
Известен СВЧ-пастеризатор марки AI-ОПМ-150 (разработчик и изготовитель НПО "Мир"), который предназначен для пастеризации белкового концентрата или других жидких продуктов. Пастеризатор включает в себя приемный бак, промежуточный бак-накопитель, двухходовый клапан с электроприводом, трехходовый клапан с электроприводом, трехходовый механический кран, СВЧ-генератор, микроволновую электродинамическую систему (СВЧ-нагреватель), винтовые насосы, стойку контроля и управления, раму, гидроарматуру. Режим работы пастеризатора - ручной и полуавтоматический. Known microwave pasteurizer brand AI-OPM-150 (developer and manufacturer of NPO "Mir"), which is designed for pasteurization of protein concentrate or other liquid products. The pasteurizer includes a receiving tank, an intermediate storage tank, a two-way valve with an electric actuator, a three-way valve with an electric actuator, a three-way mechanical valve, a microwave generator, a microwave electrodynamic system (microwave heater), screw pumps, a control and control rack, a frame, and hydraulic fittings . The operating mode of the pasteurizer is manual and semi-automatic.
К недостаткам данного СВЧ-пастеризатора можно отнести невозможность получения высококачественных пастеризованных и обеззараженных жидких пищевых продуктов при высоком КПД СВЧ-установки и отсутствие автоматического режима работы. The disadvantages of this microwave pasteurizer include the impossibility of obtaining high-quality pasteurized and disinfected liquid food products with high efficiency of the microwave installation and the absence of an automatic mode of operation.
Цель настоящего изобретения - значительное увеличение КПД СВЧ-установки при получении высококачественных пастеризированных и обеззараженных пищевых продуктов в автоматическом режиме работы. The purpose of the present invention is a significant increase in the efficiency of the microwave installation upon receipt of high-quality pasteurized and disinfected food products in automatic mode.
Указанная цель достигается тем, что в СВЧ-установке для пастеризации и обеззараживания, содержащей СВЧ-генератор, СВЧ-нагреватель жидкости, приемный и накопительный баки, насосы, краны, клапаны, гидроарматуру, стойку контроля и управления, установлены многотрубный СВЧ-нагреватель жидкости, который обеспечивает высокий темп нагрева жидкости до 350oC в секунду, высокую плотность поля в жидкости - не менее 800 Вт/см и выдержку жидкости при температуре пастеризации, теплообменник-рекуператор, осуществляющий рекуперацию тепла пастеризованной жидкости и тепла воды, охлаждающей СВЧ-генератор, и подогрев жидкости, поступающей на пастеризацию и обеззараживание, устройство предварительного нагрева, осуществляющее предварительный нагрев жидкости до температуры на 10oC, меньшей температуры пастеризации, встроенный процессор и заслонка-регулятор, которые после включения обеспечивают автоматическую работу установки в заданных режимах, контроль работоспособности и автоматическую загрузку и разгрузку, фильтрирующее устройство, осуществляющее очистку жидкости от механических примесей.This goal is achieved by the fact that in the microwave installation for pasteurization and disinfection, containing a microwave generator, microwave fluid heater, receiving and storage tanks, pumps, cranes, valves, hydraulic fittings, control and control rack, a multi-tube microwave fluid heater is installed, which provides a high rate of fluid heating to 350 o C in a second, high density fluid in the field - not less than 800 W / cm and an extract liquid at pasteurization temperature, the heat exchanger-recuperator heat recovery performs pasteurized w dkosti heat and water, cooling the microwave generator and the heating fluid entering the pasteurization and disinfection, the preheating device that performs preheating fluid to a temperature 10 o C, at a temperature of pasteurization, an embedded processor and a damper controller, which, after inclusion provide automatic operation of the installation in predetermined modes, operability control and automatic loading and unloading, a filtering device that purifies liquids from mechanical this.
В целом существенные признаки, отличающие заявляемую установку от прототипа, не поддаются самостоятельной квалификации, т.к. все элементы и приборы установки получают новые по сравнению с прототипом связи между собой. In general, the essential features that distinguish the claimed installation from the prototype cannot be self-qualified, because all elements and devices of the installation are new compared to the prototype of the communication between each other.
На чертеже приведены состав и схема связей между основными приборами и элементами СВЧ-установки для пастеризации и обеззараживания жидкостей. The drawing shows the composition and diagram of the connections between the main devices and the elements of the microwave installation for pasteurization and disinfection of liquids.
В СВЧ-установке на одной раме установлены датчики определения жидкости 1, перепускные краны 2, 4, 6, насосы 3, 8, 25, фильтрующее устройство 5, датчики температуры 7, 13, 15, 19 запорные краны 9, 26, приемный бак 10, теплообменник 11, теплообменник 12, заслонка-регулятор 14, генератор СВЧ 16, СВЧ-нагреватель 17, устройство предварительного нагрева 18, телообменники-охладители 20, 21, накопительный бак 22, стойка контроля и управления со встроенным процессором 23, 24. In a microwave installation, liquid detection sensors 1, bypass valves 2, 4, 6, pumps 3, 8, 25, a filter device 5, temperature sensors 7, 13, 15, 19, shut-off valves 9, 26, and a receiving tank 10 are installed on one frame , heat exchanger 11, heat exchanger 12, damper-regulator 14, microwave generator 16, microwave heater 17, pre-heating device 18, body heat exchangers-coolers 20, 21, storage tank 22, monitoring and control rack with an integrated processor 23, 24.
СВЧ-установка работает следующим образом. The microwave installation works as follows.
Пастеризуемая и обеззараживаемая жидкость через датчик определения типа жидкости 1 и перепускной кран 2 насосом 3 через перепускной кран 4 подается или через фильтр 5, или минуя его в приемный бак 10. Из бака 10 через запорный кран 9 насосом 8 жидкость через датчик температуры 7 поступает на теплообменник 12, где подогревается водой, охлаждающей СВЧ-генератор 16 (дополнительное охлаждение воды, охлаждающей СВЧ-генератор 16, производится в теплообменнике 12 встроенным компрессором). После этого жидкость поступает на теплообменник 11, где подогревается жидкостью, прошедшей пастеризацию в СВЧ-нагревателе. С теплообменника 12 жидкость через датчик температуры 15 поступает на устройство предварительного подогрева 18, где подогревается до температуры, меньшей на 10oC, чем температура пастеризации. С устройства предварительного нагрева 18 через датчик температуры 19 жидкость подается на СВЧ-нагреватель 17, который подключен к СВЧ-генератору 16, и нагревается до температуры пастеризации. С выхода СВЧ-нагревателя через датчик температуры 13, заслонку-регулятор 14, теплообменник 11 и перепускной кран пастеризованная жидкость поступает или обратно в приемный бак 10, или через теплообменники 20, 21 в накопительный бак 22. Из бака 22 пастеризованная жидкость насосом 25 через запорный кран сливается в транспортную тару, в теплообменнике 20 происходит предварительное охлаждение пастеризованной жидкости до температуры +12oC артезианской водой и в теплообменнике 21 происходит охлаждение пастеризованной жидкости ледяной водой до +4oC. В СВЧ-установке краны, моторы, заслонка-регулятор, генератор СВЧ, датчики температуры, датчики уровня на баках и устройства предварительного нагрева через процессор связаны с пультом управления и контроля. После включения установки и задания характеристик пастеризации установка автоматически через процессор поддерживает заданный режим пастеризации и осуществляет автоматический контроль работоспособности установки. При запуске установки в начале пастеризации до достижения заданной температуры пастеризации жидкость, прошедшая через СВЧ-нагреватель 17 и теплообменник 11, перепускным краном 6 возвращается в приемный бак 10. При достижении в жидкости температуры пастеризации перепускной кран 6 переключает жидкость на накопительный бак 22. Для рекупирации тепла воды, охлаждающей СВЧ-генератор, установлен теплообменник 12, а рекупирацию тепла пастеризованной жидкости осуществляет теплообменник 11. Регулировка потока пастеризуемой жидкости осуществляется заслонкой-регулятором 14. В СВЧ-установке благодаря автоматике обеспечивается постоянная температура с отклонениями не более ±1oC.Pasteurizable and disinfectable liquid through the liquid type detection sensor 1 and the bypass valve 2 by the pump 3 is fed through the bypass valve 4 either through the filter 5, or bypassing it to the receiving tank 10. From the tank 10 through the shut-off valve 9 by the pump 8, the liquid through the temperature sensor 7 enters a heat exchanger 12, where it is heated by water cooling the microwave generator 16 (additional cooling of the water cooling the microwave generator 16 is performed in the heat exchanger 12 with an integrated compressor). After that, the fluid enters the heat exchanger 11, where it is heated by the fluid that has been pasteurized in a microwave heater. From the heat exchanger 12, the liquid through the temperature sensor 15 enters the preheater 18, where it is heated to a temperature lower by 10 o C than the pasteurization temperature. From the preheater 18 through the temperature sensor 19, the liquid is supplied to the microwave heater 17, which is connected to the microwave generator 16, and is heated to the pasteurization temperature. From the output of the microwave heater through the temperature sensor 13, the damper-regulator 14, the heat exchanger 11 and the bypass valve, the pasteurized liquid either enters the receiving tank 10, or through the heat exchangers 20, 21 into the storage tank 22. From the tank 22 the pasteurized liquid is pumped 25 through the shut-off pump 25 valve merges into transport containers, in the heat exchanger 20 occurs prior to cooling the pasteurized liquid temperature +12 o C and artesian water in the heat exchanger 21 cooling the pasteurized liquid ice water to +4 o C. in the microwave Settings valves, motors, valve controller, microwave generator, temperature sensors, level sensors in the tanks and the preheater via the processor associated with the control and monitoring panel. After the installation is turned on and the pasteurization characteristics are set, the installation automatically supports the specified pasteurization mode through the processor and automatically monitors the operation of the installation. When the unit is started at the beginning of pasteurization, until the specified pasteurization temperature is reached, the liquid passed through the microwave heater 17 and the heat exchanger 11 by the bypass valve 6 returns to the receiving tank 10. When the pasteurization temperature in the liquid reaches the bypass valve 6 switches the liquid to the storage tank 22. For recovery heat of water cooling the microwave generator, a heat exchanger 12 is installed, and heat recovery of the pasteurized liquid is carried out by the heat exchanger 11. The flow of the pasteurized liquid is regulated by regulator 14. In a microwave installation, due to automation, a constant temperature is provided with deviations of not more than ± 1 o C.
Подогретая рекупирированным теплом жидкость в теплообменниках 11 и 12 нагревается устройством предварительного нагрева 18 до температуры на 10oC ниже температуры пастеризации и поступает в СВЧ-нагреватель, обеспечивающий темп нагрева до 350oC в секунду и плотность СВЧ-поля в жидкости не менее 800 Вт/см. При таком темпе нагрева и плотности СВЧ-поля в жидкости в СВЧ-нагревателе 17 СВЧ-установка устойчиво работает только при полной автоматизации режима пастеризации.The liquid heated in the heat exchangers in heat exchangers 11 and 12 is heated by the preheater 18 to a temperature of 10 o C lower than the pasteurization temperature and enters the microwave heater, providing a heating rate of up to 350 o C per second and a microwave field density in the liquid of at least 800 W /cm. At this rate of heating and density of the microwave field in the liquid in the microwave heater 17, the microwave installation operates stably only with the full automation of the pasteurization mode.
В СВЧ-генераторе 16 установки СВЧ под воздействием высокого уровня напряженности СВЧ-поля (больших уровней токов смещения) и высокого темпа нагрева жидкости происходит разложение на простые вещества вредных неорганических примесей (микробных токсинов, пестицидов и т.д.). В установке СВЧ на микроорганизмы действуют три фактора: мгновенный нагрев с созданием мнимого источника тепло внутри бактерии, высокий градиент температуры и высокая плотность СВЧ-энергии. За счет объемного нагрева градиент температуры (скорость нагрева) достигает 350oC в секунду (в традиционных пастеризаторах 1-5oC в секунду). Такой градиент губительно действует на болезнетворные микроорганизмы без снижения пищевой ценности продукта.In the microwave generator 16 of the microwave installation, under the influence of a high level of microwave field strength (high levels of bias currents) and a high rate of heating of the liquid, harmful inorganic impurities (microbial toxins, pesticides, etc.) are decomposed into simple substances. In a microwave installation, three factors act on microorganisms: instantaneous heating with the creation of an imaginary heat source inside the bacterium, a high temperature gradient and a high density of microwave energy. Due to volumetric heating, the temperature gradient (heating rate) reaches 350 o C per second (in traditional pasteurizers 1-5 o C per second). Such a gradient is detrimental to pathogens without reducing the nutritional value of the product.
Эффективность пастеризации повышается за счет специальной конструкции СВЧ-нагревателя, в активной зоне которого обеспечивается плотность СВЧ-энергии не мене 800 Вт/см, благодаря этому происходит электрический пробой клеточных мембран у микроорганизмов. При удельной поглощаемости мощности более 680 Вт/см обычно погибает 100% микроорганизмов. Полная пастеризация продукта в СВЧ-установке происходит за 1,5 - 2,5 с. Как показали производственные испытания СВЧ-установки при темпе нагрева 100-350oC в секунду и удельной плотности СВЧ-поля 700-900 Вт/см, гарантированная пастеризация наступает при температуре пастеризации +65oC. При этом происходит полная (100%) инактивация микроорганизмов и разрушение микробных токсинов, пестицидов и других вредных неорганических примесей, в установке СВЧ-ионы тяжелых металлов нейтрализуются и превращаются в биологически неактивные и нетоксичные формы, характерные для естественного существования в природе. СВЧ-установка исправляет и запаховые пороки молока и других жидких продуктов, в пастеризованном молоке исчезает запах силоса, навоза и т.д. Благодаря кратковременному нагреву в СВЧ-нагревателе (около 0,08с) в пастеризованном СВЧ-установкой молоке максимально сохраняются нативные свойства молока. Молоко, прошедшее обработку в СВЧ-установке, является идеальным сырьем для выработки детского питания и высококачественных сыров.The pasteurization efficiency is increased due to the special design of the microwave heater, in the core of which the microwave energy density of not less than 800 W / cm is ensured, due to this there is an electrical breakdown of cell membranes in microorganisms. With a specific power absorbance of more than 680 W / cm, 100% of microorganisms usually die. Complete pasteurization of the product in the microwave installation takes 1.5 - 2.5 s. As shown by production tests of a microwave installation at a heating rate of 100-350 o C per second and a specific microwave field density of 700-900 W / cm, guaranteed pasteurization occurs at a pasteurization temperature of +65 o C. In this case, complete (100%) inactivation microorganisms and the destruction of microbial toxins, pesticides and other harmful inorganic impurities in the installation, microwave ions of heavy metals are neutralized and turn into biologically inactive and non-toxic forms characteristic of natural existence in nature. The microwave installation also corrects the odor defects of milk and other liquid products, the smell of silage, manure, etc. disappears in pasteurized milk. Due to short-term heating in the microwave heater (about 0.08 s) in the pasteurized microwave installation, the milk’s native properties are maximally preserved. Milk processed in a microwave installation is an ideal raw material for the production of baby food and high-quality cheeses.
По сравнению с прототипом предлагаемая СВЧ-установка обладает улучшенными техническими и экономическими показателями:
значительно большим темпом нагрева обрабатываемой жидкости и плотностью поля СВЧ в обрабатываемой жидкости, что определяет новый уровень технологической обработки жидких продуктов;
полной автоматизацией процесса пастеризации;
значительно более высоким КПД, то есть значительным снижением энергопотребления;
снижением эксплуатационных расходов.Compared with the prototype, the proposed microwave installation has improved technical and economic indicators:
significantly higher heating rate of the treated fluid and the microwave field density in the treated fluid, which determines a new level of technological processing of liquid products;
full automation of the pasteurization process;
significantly higher efficiency, that is, a significant reduction in energy consumption;
lower operating costs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95115140/09A RU2106766C1 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Microwave unit for pasteurizing and sterilizing liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95115140/09A RU2106766C1 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Microwave unit for pasteurizing and sterilizing liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95115140A RU95115140A (en) | 1997-12-20 |
| RU2106766C1 true RU2106766C1 (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=20171614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95115140/09A RU2106766C1 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Microwave unit for pasteurizing and sterilizing liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2106766C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462099C2 (en) * | 2010-10-20 | 2012-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Method and installation for low-temperature pasteurisation of liquid products |
| WO2018195001A1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-10-25 | Rise Products Inc. | Method for converting organic byproducts into food-grade ingredients |
| RU2701809C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-10-01 | Аслан Юсуфович Хуако | Microwave pasteuriser for food liquids, waste water and liquid organic fertilizers |
-
1995
- 1995-08-25 RU RU95115140/09A patent/RU2106766C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК, каталог-дополнение, Москва, 1993, стр.111, Издательство НИИинформации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462099C2 (en) * | 2010-10-20 | 2012-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Method and installation for low-temperature pasteurisation of liquid products |
| WO2018195001A1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-10-25 | Rise Products Inc. | Method for converting organic byproducts into food-grade ingredients |
| RU2701809C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-10-01 | Аслан Юсуфович Хуако | Microwave pasteuriser for food liquids, waste water and liquid organic fertilizers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6276264B1 (en) | Portable batch pasteurizer | |
| EP2410870B1 (en) | Apparatus and method for pasteurizing milk for feeding to calves | |
| EP3708007A1 (en) | Forward osmosis principle-based preparation method for dairy products | |
| JP2004521638A (en) | Systems and equipment for in-line production of heat-treated beverages made from concentrates | |
| WO2020216275A1 (en) | Continuous ultra-high-temperature sterilization process for granule-containing beverage | |
| US20100173058A1 (en) | System for pasteurizing animal food | |
| RU2106766C1 (en) | Microwave unit for pasteurizing and sterilizing liquids | |
| EP2233010B1 (en) | Method for operating a pasteurisation assembly and pasteurisation assembly | |
| NZ295351A (en) | Plant for continuously sterilising milk and cream with the fluid flowing from vacuum chamber to sterilising device via heat exchanger | |
| CN206478858U (en) | Reclaiming pasteurizing device waste heat using heat pump is used to heat production hot-water heating system | |
| EP0455889A1 (en) | Process and system for reclaiming and concentrating selected or combined waste products of the farming,food and butchering industries | |
| EP1010371A1 (en) | Heat-treatment process for liquids | |
| US20160113318A1 (en) | A method and system for providing a heat treated liquid product | |
| JPH062043B2 (en) | Sterilization value control mechanism in continuous sterilizer for fluid | |
| JP2000262594A (en) | Sterilizer | |
| CN205409481U (en) | Experiment type combined type sterilization system | |
| CN210017723U (en) | Low-temperature sterilization equipment for citrus beverage | |
| CN214260692U (en) | Liquid drink vacuum concentration and conveying device | |
| RU2202894C1 (en) | Apparatus for cooling and pasteurizing of milk in animal farms | |
| CN214015789U (en) | Water bath type pasteurization machine | |
| CN218999429U (en) | Low-temperature pasteurization treatment device | |
| CN213756518U (en) | Anti-overflow milk production pasteurization machine | |
| FI70510B (en) | FOERFARANDE FOER VAERMEBEHANDLING AV MJOELK OCH LIKNANDE | |
| CN101091619A (en) | Waterer in concept of health water | |
| WO2009081428A1 (en) | Apparatus and process for mineralizing liquids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060826 |