RU2322811C2 - Apparatus for producing of sterilized milk - Google Patents
Apparatus for producing of sterilized milk Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322811C2 RU2322811C2 RU2006109221/13A RU2006109221A RU2322811C2 RU 2322811 C2 RU2322811 C2 RU 2322811C2 RU 2006109221/13 A RU2006109221/13 A RU 2006109221/13A RU 2006109221 A RU2006109221 A RU 2006109221A RU 2322811 C2 RU2322811 C2 RU 2322811C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- milk
- reactor
- reactors
- radiation
- cassettes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для поточной стерилизации молока на молокозаводах, а также для периодической стерилизации небольших партий молока непосредственно на молочных фермах.The invention relates to the dairy industry and can be used for continuous sterilization of milk at dairies, as well as for periodic sterilization of small batches of milk directly at dairy farms.
Известен способ стерилизации молока по а/с ССССР №340392, который заключается в предварительной очистке его от механических примесей, нормализации по содержанию жира, нагревании до 70-80°С, кратковременной стерилизации при температуре не ниже 140°С с последующим охлаждением молока и расфасовкой в асептических условиях.There is a method of sterilizing milk according to a / c SSSSR No. 340392, which consists in pre-cleaning it from mechanical impurities, normalizing the fat content, heating to 70-80 ° C, short-term sterilization at a temperature of at least 140 ° C, followed by cooling of the milk and packaging under aseptic conditions.
Недостатком этого способа является то, что молоко в процессе стерилизации подвергается нагреву, сначала предварительному, а затем хотя и кратковременному, с достаточно высокой температурой. Это приводит, во-первых, к повышению энергетических затрат при поточной стерилизации, а во-вторых, к снижению вкусовых качеств молока.The disadvantage of this method is that the milk in the sterilization process is heated, first preliminary, and then although briefly, with a sufficiently high temperature. This leads, firstly, to an increase in energy costs during in-line sterilization, and secondly, to a decrease in the palatability of milk.
Предлагаемый способ заключается в следующем.The proposed method is as follows.
После очистки от механических примесей и нормализации молоко поступает сначала в ультразвуковой гомогенизатор, а затем в герметичный реактор, где проводится несколько циклов его обработки ультрафиолетовым (УФ) излучением, с перемешиванием после каждого цикла, после чего расфасовывают в асептических условиях. При этом охлаждения молока не требуется.After purification from mechanical impurities and normalization, milk enters first into an ultrasonic homogenizer, and then into a sealed reactor, where several cycles of its treatment with ultraviolet (UV) radiation are carried out, with stirring after each cycle, and then packaged under aseptic conditions. In this case, milk cooling is not required.
При стерилизации молока УФ-излучением энергетические затраты существенно меньше УФ-излучение не оказывает влияния на вкусовые качества молока и при этом надежно убивает бактерии и вирусы в молоке. Следует заметить, что стерилизация молока УФ-излучением не является новой идеей, например, см. работу Вессер Р. Технология получения и переработки молока. - М.: Колос, 1971. Однако из-за того, что эффективное проникновение УФ-излучения в молоко возможно на небольшую глубину, до 0,1 мм, возникают трудности реализации этой идеи, которые препятствуют широкому использованию стерилизации молока УФ-излучением в промышленности, а обработка молока УФ-излучением за один цикл приводит к увеличению габаритов установки и снижению ее производительности.When sterilizing milk with UV radiation, energy costs are significantly less. UV radiation does not affect the taste of milk and at the same time reliably kills bacteria and viruses in milk. It should be noted that sterilizing milk with UV radiation is not a new idea, for example, see the work of Wesser R. Technology for the production and processing of milk. - M .: Kolos, 1971. However, due to the fact that the effective penetration of UV radiation into milk is possible to a small depth, up to 0.1 mm, there are difficulties in implementing this idea, which impede the widespread use of milk sterilization with UV radiation in industry , and the processing of milk with UV radiation in one cycle leads to an increase in the dimensions of the installation and a decrease in its productivity.
Обработка молока УФ-излучением в предлагаемом способе проводится за несколько циклов при перемешивании между циклами, что позволяет набрать необходимую для разрушения ДНК бактерий дозу УФ-излучения - 40 мДж, а перемешивание позволяет каждый раз обрабатывать новый слой молока и таким образом надежно стерилизовать все молоко. Количество циклов определяется опытным путем при разработке конкретной установки. Предварительная гомогенизация молока в ультразвуковом гомогенизаторе позволяет увеличить глубину проникновения УФ-излучения в молоко за счет уменьшения теневого эффекта от жировых включений. Кроме того, обработку молока УФ-излучением следует проводить в герметичных кварцевых реакторах, так как при использовании УФ-излучения с наиболее эффективной длиной волны 254 нм в окружающем воздухе неизбежно образуется большое количество озона, что приведет к окислению (прокисанию) молока.The processing of milk with UV radiation in the proposed method is carried out for several cycles with stirring between cycles, which allows you to collect the necessary dose of UV radiation for destruction of bacterial DNA - 40 mJ, and mixing allows you to process a new layer of milk each time and thus reliably sterilize all milk. The number of cycles is determined empirically when developing a specific installation. Preliminary homogenization of milk in an ultrasonic homogenizer allows increasing the depth of UV radiation penetration into milk by reducing the shadow effect of fat inclusions. In addition, UV treatment of milk should be carried out in sealed quartz reactors, since when using UV radiation with the most effective wavelength of 254 nm, a large amount of ozone will inevitably form in the ambient air, which will lead to the oxidation (souring) of milk.
Прототипом устройства для реализации этого способа может служить устройство для обработки жидкости в тонком слое, а/с СССР 7999704. Данное устройство содержит цилиндрическую емкость, разделенную с корпусом слоем термоизоляционного материала, приемную камеру, поплавковый распределитель, источник излучения, с цоколями вне цилиндрической емкости и патрубок для вывода жидкости. Недостатками этого устройства является то, что, во-первых, жидкость обрабатывается за один цикл, и надежная обработка жидкости, в частности, полной стерилизация возможна только при малых расходах или протяженной зоне, до нескольких метров, что не позволит решить вопрос ее промышленного применения. Во-вторых, излучатели (бактерицидные лампы) установлены без защитных кожухов и в случае их разрушения возможно попадание вредных веществ в жидкость. Кроме того, излучатели окружены воздухом, который имеет контакт с обрабатываемой жидкостью, что неизбежно приведет к ее окислению, образующимся озоном. В третьих, приведенная схема установки излучателей в цилиндрическом корпусе, так как середина излучателей находится достаточно далеко от обрабатываемой жидкости, а у концов имеется область неэффективного действия излучения из-за его падения под углом к обрабатываемой поверхности.A prototype of a device for implementing this method can be a device for processing liquid in a thin layer, a / c USSR 7999704. This device contains a cylindrical tank, separated from the housing by a layer of insulating material, a receiving chamber, a float distributor, a radiation source, with sockets outside the cylindrical tank and branch pipe for a conclusion of liquid. The disadvantages of this device is that, firstly, the liquid is processed in one cycle, and reliable treatment of the liquid, in particular, complete sterilization is possible only at low flow rates or an extended zone, up to several meters, which will not allow to solve the issue of its industrial application. Secondly, emitters (bactericidal lamps) are installed without protective covers and if they are destroyed, harmful substances may enter the liquid. In addition, the emitters are surrounded by air that is in contact with the liquid being treated, which will inevitably lead to its oxidation by ozone. Thirdly, the above diagram of the installation of emitters in a cylindrical case, since the middle of the emitters is quite far from the liquid being treated, and at the ends there is a region of ineffective radiation due to its fall at an angle to the surface being treated.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а также создание экономичной и надежной установки поточной стерилизации молока с высокими эксплуатационными характеристиками.The aim of the present invention is to remedy these disadvantages, as well as the creation of an economical and reliable installation of in-line sterilization of milk with high performance.
Указанная цель достигается тем, что, в закрытом корпусе реакторов смонтирован ряд кассет с лампами УФ-излучения, а между каждыми двумя кассетами установлены плоские реакторы, выполненные в виде плоской кварцевой трубы, полость которой сообщена с входным и выходным резервуарами, причем выходной резервуар соединен трубопроводом с входным резервуаром следующего в ряду реактора, причем входной резервуар первого реактора соединен с магистралью подачи молока, а выходной резервуар последнего реактора с магистралью асептической расфасовки. Ширина полости в плоской трубе реактора не более 1 мм. Герметичный корпус устройства выполнен из светонепроницаемого материала и снабжен вытяжным вентилятором и фильтром для озона, а у стенок корпуса параллельных лампам, установлен экран, отражающий УФ-излучение. Гомогенизатор установлен в отдельном корпусе и связан с входным патрубком первого реактора.This goal is achieved by the fact that, in a closed reactor vessel, a series of cassettes with UV lamps are mounted, and flat reactors are made between each two cassettes in the form of a flat quartz tube, the cavity of which is connected to the inlet and outlet reservoirs, and the outlet reservoir is connected by a pipeline with an inlet tank of the next reactor in the row, the inlet tank of the first reactor connected to the milk supply line, and the outlet tank of the last reactor with the aseptic packaging line. The cavity width in a flat reactor tube is not more than 1 mm. The sealed housing of the device is made of opaque material and is equipped with an exhaust fan and a filter for ozone, and at the walls of the housing parallel to the lamps, a screen reflecting UV radiation is installed. The homogenizer is installed in a separate housing and is connected to the inlet pipe of the first reactor.
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.
В герметичном корпусе реакторов 1 установлены кассеты 2 с бактерицидными лампами УФ-излучения 3. Число кассет 2 на одну кассету больше, чем количество циклов обработки. Между кассетами 2 установлены плоские кварцевые реакторы 4, количество которых равно количество циклов обработки. Каждый реактор 4 соединен с верхним (выходным) резервуаром 5 и нижним (входным) резервуаром 6. Верхний 5 и нижний 6 резервуары соседних реакторов 4 соединены между собой трубопроводами 7. Нижний резервуар 6 первого в ряду реактора 4 имеет входной патрубок 8, а верхний резервуар 5 последнего в ряду реактора 4 - выходной патрубок 9. У стенок корпуса 1, параллельных кассетам 2 с лампами 3, установлены экраны 10 отражающие УФ-излучение. Корпус 1 снабжен вентилятором 11 и фильтром озона 12. Входной патрубок первого реактора 8 связан с гомогенизатором 13, который связан патрубком 14 с магистралью подачи молока.In a sealed reactor vessel 1, cassettes 2 with bactericidal UV radiation lamps 3 are installed. The number of cassettes 2 per cartridge is greater than the number of processing cycles. Between the cassettes 2 are installed flat quartz reactors 4, the number of which is equal to the number of processing cycles. Each reactor 4 is connected to the upper (output) tank 5 and the lower (input) tank 6. The upper 5 and lower 6 tanks of the adjacent reactors 4 are interconnected by pipelines 7. The lower tank 6 of the first reactor in the row 4 has an inlet pipe 8, and the upper tank 5 of the last in the reactor row 4 is the outlet pipe 9. At the walls of the housing 1, parallel to the cassettes 2 with lamps 3, screens 10 are installed that reflect UV radiation. The housing 1 is equipped with a fan 11 and an ozone filter 12. The inlet pipe of the first reactor 8 is connected to a homogenizer 13, which is connected by a pipe 14 to the milk supply line.
Молоко, подлежащее обработке, после очистки от механических примесей и нормализации, через патрубок 14 поступает в гомогенизатор 13, а затем через патрубок 8 во входной резервуар 6 первого в ряду реактора 4. Так как объем реактора 4 меньше объема входного резервуара 6 возмущения в молоке релаксируются и в реакторе 4 течение молока становится ламинарным. Проходя между двумя плоскопараллельными стенками в зазоре не более 1 мм, молоко подвергается обработке УФ-излучением, создаваемым лампами 3, установленными в кассеты 2. Отражение УФ-излучения от экранов 10 усиливает стерилизующий эффект. После выхода из реактора 4 молоко поступает в выходной резервуар 5, а из него через трубопровод 7 во входной резервуар 6 следующего в ряду реактора 4. Таким образом, молоко проходит последовательно через все реакторы 4, то есть набирает нужное количество циклов обработки УФ-излучением. Перемешивание молока происходит в выходных резервуарах 5 реакторов 4 (скорость течения в реакторах 4 больше, чем в выходных резервуарах 5) и в трубопроводах 7. Выходной резервуар 7 последнего в ряду реактора 4 имеет патрубок 9 для соединения установки с магистралью асептического разлива молока. Герметичный корпус 1 снабжен вентилятором 11 и фильтром 12 для откачки и дегазации озона, образующегося при работе ламп УФ-излучения 2 в окружающем их воздухе. Дегазация озона необходима, так как большая его доза в помещении вредна. Экраны 10, установленные параллельно кассетам 2 у стенок корпуса 1, отражают УФ-излучение и усиливают на 30-60% эффект стерилизации в крайних реакторах 4.After purification from mechanical impurities and normalization, the milk to be processed through the nozzle 14 enters the homogenizer 13, and then through the nozzle 8 into the inlet tank 6 of the first reactor in the row 4. Since the volume of the reactor 4 is less than the volume of the inlet tank 6, disturbances in the milk relax and in the reactor 4, the flow of milk becomes laminar. Passing between two plane-parallel walls in a gap of not more than 1 mm, the milk is exposed to UV radiation generated by lamps 3 installed in cassettes 2. Reflection of UV radiation from screens 10 enhances the sterilizing effect. After leaving the reactor 4, milk enters the outlet tank 5, and from it through the pipe 7 to the inlet tank 6 of the next reactor 4 in a row. Thus, the milk passes sequentially through all the reactors 4, that is, it gains the required number of UV treatment cycles. Mixing of milk occurs in the output tanks 5 of the reactors 4 (the flow rate in the reactors 4 is greater than in the output tanks 5) and in the pipelines 7. The output tank 7 of the latter in the reactor row 4 has a pipe 9 for connecting the unit to the aseptic milk spill line. The sealed housing 1 is equipped with a fan 11 and a filter 12 for pumping and degassing ozone generated by the operation of UV lamps 2 in the air surrounding them. Degassing of ozone is necessary, since its large dose in the room is harmful. Screens 10 mounted parallel to the cassettes 2 at the walls of the housing 1 reflect UV radiation and enhance the sterilization effect in extreme reactors 4 by 30-60%.
В предлагаемой схеме установки для стерилизации молока бактерицидные лампы 3 установлены наиболее рационально - вся поверхность излучения параллельна плоскости реактора 4 и, кроме того, возможна их установка на минимальном расстоянии от плоскости реактора 4. Реактор 4 изготовлен из кварцевого стекла, которое лучше других материалов пропускает УФ-излучение, а его облучение с двух сторон позволяет увеличить теоретическую глубину обрабатываемого слоя молока вдвое, что уменьшит число реакторов 4. Ширина щели реактора 4 - менее 1 мм позволяет значительно увеличить пропускную способность реактора 4 и оптимизировать процесс. Так как при обработке молоко не контактирует с окружающим бактерицидные лампы 4 воздухом, то озон в реакторе 4 не образуется и молоко не окисляется. Течение молока при переходе из реактора 4 в соседний реактор 4 (реактор 4 - выходной резервуар 5 - трубопровод 7 - входной резервуар 6) из-за разности проходных сечений, а, следовательно, и скоростей, носит турбулентный характер и хорошо перемешивается. В следующем реакторе 4 наиболее эффективной обработке УФ-излучением (около стенок реактора 4) подвергнется другие слои потока молока. Надежную стерилизацию молока обеспечат 3-5 циклов обработки молока УФ-излучением, то есть 3-5 реакторов, что позволит создать малогабаритную установку. Корпус 1 должен хорошо вентилироваться, для чего служит вентилятор 11 и фильтр (нейтрализатор) 12. Для нейтрализации озона можно использовать в качестве наполнителя фильтра 12 медную стружку.In the proposed installation scheme for milk sterilization, bactericidal lamps 3 are installed most rationally - the entire radiation surface is parallel to the plane of the reactor 4 and, in addition, they can be installed at a minimum distance from the plane of the reactor 4. The reactor 4 is made of quartz glass, which passes UV better than other materials -radiation, and its irradiation from two sides allows you to double the theoretical depth of the processed layer of milk, which will reduce the number of reactors 4. The width of the slit of the reactor 4 - less than 1 mm allows achitelno increase the throughput capacity of the reactor 4 and optimize the process. Since during processing the milk does not come in contact with the air surrounding the bactericidal lamps 4, ozone is not formed in the reactor 4 and the milk is not oxidized. The flow of milk during the transition from reactor 4 to adjacent reactor 4 (reactor 4 — output tank 5 — pipeline 7 — inlet tank 6) due to the difference in flow cross sections, and, consequently, speeds, is turbulent and mixes well. In the next reactor 4, other layers of the milk stream will undergo the most efficient UV treatment (near the walls of the reactor 4). Reliable sterilization of milk will be ensured by 3-5 cycles of milk processing by UV radiation, i.e. 3-5 reactors, which will create a small-sized installation. Housing 1 must be well ventilated, for which purpose fan 11 and a filter (neutralizer) 12 are used. To neutralize ozone, copper chips can be used as filler for filter 12.
В качестве гомогенизатора 13 в установке предлагается использовать ультразвуковой гомогенизатор РУЗ 03-12 или РУЗ 03-30 (см. журнал "Пищевое оборудование в России", №12-1, 2006 г.). Предварительная гомогенизация позволяет измельчить жировые включения в молоке, то есть сделать его более однородным, что увеличит эффективность его обработки УФ-излучением. Установка имеет небольшие габариты и может использоваться на крупных молочных фермах.It is proposed to use the ultrasonic homogenizer RUZ 03-12 or RUZ 03-30 as a homogenizer 13 in the installation (see the journal "Food Processing Equipment in Russia", No. 12-1, 2006). Preliminary homogenization allows you to grind fatty inclusions in milk, that is, to make it more homogeneous, which will increase the efficiency of its treatment with UV radiation. The unit has small dimensions and can be used on large dairy farms.
Предлагаемые способ стерилизации молока и установка для его реализации могут с успехом применяться для стерилизации и других малопрозрачных и непрозрачных жидкостей, например, пива, сыворотки и т.д.The proposed method of sterilization of milk and the installation for its implementation can be successfully used for sterilization of other non-transparent and opaque liquids, such as beer, whey, etc.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109221/13A RU2322811C2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Apparatus for producing of sterilized milk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109221/13A RU2322811C2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Apparatus for producing of sterilized milk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006109221A RU2006109221A (en) | 2007-10-10 |
RU2322811C2 true RU2322811C2 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=38952344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006109221/13A RU2322811C2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Apparatus for producing of sterilized milk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2322811C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018041417A1 (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Mikromasch Eesti OÜ | Method for sterilizing gas dispersed liquids |
RU2819629C1 (en) * | 2019-10-01 | 2024-05-22 | ЛИРАС ДК АпС | Ultraviolet reactor for pasteurisation of liquid food products |
-
2006
- 2006-03-24 RU RU2006109221/13A patent/RU2322811C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018041417A1 (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Mikromasch Eesti OÜ | Method for sterilizing gas dispersed liquids |
RU2819629C1 (en) * | 2019-10-01 | 2024-05-22 | ЛИРАС ДК АпС | Ultraviolet reactor for pasteurisation of liquid food products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006109221A (en) | 2007-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7683344B2 (en) | In-line treatment of liquids and gases by light irradiation | |
US7615160B2 (en) | Water disinfection apparatus | |
AU2006292890B2 (en) | Ultraviolet radiation treatment system | |
US9737862B2 (en) | In line mixer | |
JPS6140480B2 (en) | ||
US9168321B2 (en) | Toroidal-shaped treatment device for disinfecting a fluid such as air or water | |
CN102427830A (en) | Uv liquid steriliser | |
CN103945712A (en) | Uv liquid steriliser | |
WO2017119174A1 (en) | Fluid sterilization device and fluid sterilization method | |
US20070045197A1 (en) | UV disinfection systems with tangential inlets and methods thereof | |
JP2011212573A (en) | Method and apparatus for sterilizing liquid | |
JP2012223736A (en) | Apparatus for purification treatment of liquid | |
JPH077967Y2 (en) | UV irradiation device | |
US7586104B2 (en) | Non-heating type fluid sterilizing apparatus | |
JP5924394B2 (en) | Liquid sterilization method | |
RU2322811C2 (en) | Apparatus for producing of sterilized milk | |
RU116851U1 (en) | SEWAGE TREATMENT INSTALLATION | |
KR100732503B1 (en) | Sterilizing apparatus for fluid without heating operation | |
RU2541779C2 (en) | Installation for liquids disinfection by physical factors complex impact | |
RU2323161C1 (en) | Apparatus for ultraviolet inflow treatment of liquid | |
US20160176727A1 (en) | Apparatus for uv disinfection of a liquid | |
JP2013220363A (en) | External illumination type ultraviolet irradiation apparatus | |
AU2020245182A1 (en) | Device for treating liquids by electromagnetism and stirring | |
KR100668597B1 (en) | Non-heating type sterilizing apparatus of fluid | |
RU2144002C1 (en) | Liquid sterilizer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110325 |