SE469155B - Arrangemang vid en regenerativ vaermevaexlare innefattande en trevaegsventil - Google Patents

Description

$> 10 15 20 25 30 35 n\ \O -..à Hantering av livsmedelsprodukter styrs i hög grad av före- skrifter och rekommendationer från myndigheterna. Vad gäller mjölk har även mejeriorganisationerna utarbetat riktlinjer.

Dessa föreskrifter syftar huvudsakligen till att tillse att livsmedelsprodukten ej kan lämna värmeväklaren utan att vara tillräckligt värmebehandlad.

För att förhindra detta utrustas därför värmeväxlaren med en trevägsventil som återför livsmedelsprodukten till värme- växlarens inlopp om temperaturen hos livsmedelsprodukten är för låg vid utloppet hos hàllarcellen. Trevägsventilens funktion övervakas vanligen med en temperaturskrivare som också noterar ventilens läge. I mejerianläggningar utnyttjas ofta tryckluftmanövrerade ventiler som ger en snabb och distinkt omställning.

Vid småskalig pastörisering är förut beskriven regenerativ värmebehandling ur många synpunkter fördelaktigare än t.ex. satsvis uppvärmning av samma mängd produkt. Att utnyttja samma typ av säkerhetsutrustning som i storskaliga mejeri- anläggningar kan dock bli oproportionellt dyrbart. Tryckluft- styrning kräver bàde tillgång till kompressor och skötsel av denna, vilket vid en småskalig anläggning är dyrbart och utgör en komplicerande faktor. Andra lösningar på problemet att finna en lämplig ventil innebär olika nackdelar. Magnet- påverkade ventiler kan inte klara de flödesmängder som hanteras vid värmebehandlingen. Motordrivna ventiler reagerar för långsamt för att kunna användas i dessa sammanhang där tiden från avkänning av en felaktig temperatur fram till omställning av ventilen skall hållas så kort som möjligt.

Enligt uppfinningen föreslås ett enkelt arrangemang vid en regenerativ värmeväxlare som med hög funktionssäkerhet säkerställer att otillräckligt värmebehandlad produkt ej kan lämna värmeväxlarens utlopp.

CD 10 15 20 25 30 35 Uppfinningen kännetecknas huvudsakligen av att en trevägs- ventil anordnas vid utloppet från hàllarcellen vilken trevägsventil är omkopplingsbar mellan ett stabilt viloläge i vilket livsmedelsprodukten återförs till värmeväxlarens inlopp och ett driftläge i vilket livsmedelsprodukten leds vidare till regenerativdelen. Ventilkäglan i trevägsventilen är anordnad att manuellt förflyttas till driftläget och kvar- hållas i detta av trycket hos livsmedelsprodukten vid dennas passage av ventilen.

Med fördel utformas arrangemanget enligt uppfinningen så att trycket hos livsmedelsprodukten upprätthålls med hjälp av en pump anordnad före inloppet till slutupphettningssteget. I vissa sammanhang kan det tryck som erhålls av den pump som transporterar livsmedelsprodukten till värmeväxlarens inlopp vara tillfyllest för att uppnå tillräckligt högt tryck vid hållarcellens utlopp. Lämpligen anordnas dock en trycksteg- ringspump mellan regenerativdelen och slutupphettningssteget.

Vanligen anordnas ett temperaturkännande organ vid utloppet från hållarcellen, vilket organ vid för låg temperatur hos livsmedelsprodukten påverkar pumpen så att den stannar.

Trycket hos livsmedelsprodukten faller då och ventilkäglan återgår automatiskt till sitt viloläge och livsmedels- produkten leds i stället tillbaka till värmeväxlarens inlopp.

Med ett sådant arrangemang förhindras att otillräckligt värmebehandlad mjölk kan strömma genom regenerativdelens utloppssida och kontaminera denna. Värmeväxlingsytorna i denna del har en lägre temperatur än pastöriserings- temperaturen och kommer skadliga mikroorganismer in i denna del avdödas de ej i ett senare skede när föreskriven pastöriseringstemperatur åter uppnås i hállarcellen.

Med ett arrangemang enligt uppfinningen säkerställs också att trevägsventilens ventilkägla återgår till viloläge vid ett 4* Cm 10 15 20 25 30 *JJ _. i 1,71 strömavbrott. Vid ett sådant stannar pumpen, varvid livs- medelsproduktens tryck minskar och ventilkäglan återgår till viloläge. Återkommer eltillförseln återförs livsmedels- produkten till värmeväxlarens inlopp till den önskade temperaturen ånyo erhålls efter hållarcellen.

Lämpligen utformas det temperaturavkännande organet så att den avkända temperaturen också fortlöpande registreras. Det av myndigheterna föreskrivna kravet på att värmebehandlingens effekt skall vara dokumenterad uppfylls då.

Det är vidare lämpligt att förse trevägsventilen med organ som avkänner ventilkäglans läge, vilka organ, då ventilkäglan befinner sig i viloläget är anordnade att ombesörja att pumpen ånyo börjar arbeta. På detta sätt undviks alla problem med påbränningar i slutupphettningssteget eftersom livs- medelsprodukten då ånyo strömmar genom slutupphettningssteget och hållarcellen. Livsmedelsprodukten tillåts dock ej lämna värmeväxlaren utan leds i retur till värmeväxlarens inlopp så länge temperaturen hos livsmedelsprodukten är lägre än före- skrivet värde vid utloppet från hållarcellen. När föreskrivet värde uppnås flyttas ventilkäglan manuellt till driftläge och livsmedelsprodukten bringas att passera regenerativdelen för att avkylas i denna.

För att garantera arrangemangets tillförlitlighet kan de lägesavkännande organen vara anordnade att stanna pumpen om trevägsventilens ventilkägla manuellt förflyttas till drift- läget redan innan den förutbestämda temperaturen hos livs- medelsprodukten har uppnåtts.

Med fördel är de nämnda lägesavkännande organen anordnade att indikera ventilkäglans läge. Lämpligen registreras också ventilkäglans läge medan en samtidig registrering sker av 10 15 20 25 30 35 469 155 livsmedelsproduktens temperatur vid utloppet från hållar- cellen.

För att förhindra att ännu icke värmebehandlad livsmedels- produkt skall kunna tränga in i och blandas med värme- behandlad produkt vid ett läckage i regenerativdelen anordnas lämpligen en tryckhållningsventil vid utloppet fràn värme- växlarens regenerativdel, vilken ventil säkerställer en önskad hög trycknivà hos värmebehandlad produkt. Skulle ett läckage dá uppträda strömmar värmebehandlad produkt in i och blandas med obehandlad produkt. Skulle den önskade höga trycknivàn ej kunna upprätthållas i regenerativdelen är medel anordnade att tillse att trevägsventilens ventilkägla ej kvarhålls i driftläge.

Arrangemanget enligt uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till bifogade ritning vars figur l visar ett arrangemang för värmebehandling av en livsmedelsprodukt i en regenerativ värmeväxlare med en trevägsventil enligt upp- finningen och vars figur 2 visar en utföringsform av en trevägsventil enligt uppfinningen.

I fig 1 visas en balanstank 1 försedd med ett flottörstyrt inlopp för en livsmedelsprodukt 2. Livsmedelsprodukten sugs från balanstanken genom ett mjölkfilter 3 av engàngstyp till en regenerativ värmeväxlare, en plattvärmeväxlare 4 medelst en pump 5. I plattvärmeväxlaren möter inkommande livsmedels- produkt i motström värmebehandlad produkt, varvid den värme- behandlade produkten avkyls och den inkommande produkten upp- värms. Pumpen 5 är en positiv pump företrädesvis en impeller- pump med pumphjul av gummi. Livsmedelsprodukten pumpas vidare in i ett slutupphettningssteg 6 i värmeväxlaren. I detta steg upphettas livsmedelsprodukten till önskad hög temperatur av ett värmeavgivande medium. Lämpligen utgörs också slutupp- hettningssteget av en plattvärmeväxlare, där livsmedels- 10 15 20 25 30 35 produkten upphettas med hjälp av hetvatten. Vattnet cirkulerar i en egen krets 7 och värms av en elpatron. Från slutupphettningssteget leds livsmedelsprodukten vidare till en hållarcell 9 som består av ett skruvformigt lindat rör.

Hàllarcellen byggs lämpligen upp av moduler som kopplas samman till önskad längd. Livsmedelsprodukten passerar genom hållarcellen 9 med ett obrutet uppåtgående flöde. Vid hållar- cellens utlopp avkänns produkttemperaturen av en temperatur- kännare 10. Vid hållarcellens utlopp finns också en trevägs- ventil 11, som beroende på den temperatur som avkänns av temperaturkännaren 10, antingen återför livsmedelsprodukten till värmeväxlarens inlopp eller låter produkten passera vidare genom värmeväxlarens regenerativdel. Ventilkäglan i trevägsventilen förflyttas manuellt till driftläge dvs. till det läge där livsmedelsprodukt som värmebehandlats i erforderlig grad leds vidare till värmeväxlarens regenerativ- del där produkten avkyls av inkommande obehandlad produkt.

Vid utloppet från värmeväxlaren finns en mottrycksventil 12, vars mottryck bestäms av ventilkäglans tyngd. Trevägsv- entilens ventilkägla hålls kvar i ett övre läge, driftläget, av trycket hos livsmedelsprodukten när denna passerar tre- vägsventilen. Ventilkäglans läge avkänns med en induktiv givare 13.

En temperaturkännare 14 är anordnad vid utloppet från slut- upphetningssteget i värmeväxlaren. Denna kännare reglerar upphettningen av hetvattnet som cirkulerar i kretsen 7. Ett kontaktorgan 15 är anordnat att starta resp. stoppa pumpen 5.

Signalerna från temperaturkännaren 10 och givaren 13 går till ett kontrollorgan 16 från vilket signaler ges till kontakt- organet 15. Kontrollorganet innehållare skrivare och gräns- värdeskontakt.

I fig 2 visas en trevägsventil enligt uppfinningen. Ventilen har ett cylinderformat ventilhus 17 med ett inlopp 18 för 10 15 20 25 30 469 155 inkommande livsmedelsprodukt och två utlopp 19 och 20. I viloläget avtätar ventilens ventilkägla 21 utloppet 19 och produkten passerar ut genom utloppet 20 och transporteras vidare genom en anslutning 22. Ventilkäglan kan manuellt förflyttas till sitt övre läge, driftläget, medelst en kula 23 på ventilens utsida som är fast förbunden med ventil- käglan. Den induktiva givaren 13 ger signal när Ventilkäglan är i sitt undre läge.

Ventilkäglan är försedd med tätningar 24, 24' i sin övre och undre del.

När en livsmedelsprodukt skall värmebehandlas i den anlägg- ning som visas i fig 1 transporteras den av pumpen 5 in i värmeväxlarens regenerativdel 4 och genom denna till slut- upphettningssteget 6. Ventilkäglan förflyttas då manuellt av operatören till sitt övre läge och livsmedelsprodukten bringas att passera regenerativdelen i värmeväxlaren och avkyls av inkommande produkt. När livsmedelsprodukten passerar ventilen håller trycket hos produkten kvar ventil- käglan i det övre läget. Skulle temperaturen som avkänns av temperaturkännaren 10 vara för låg ger kontrollorganet 16 signal till pumpen 5 att stanna, varvid flödet in till ventilen 11 upphör och Ventilkäglan återgår till sitt nedre läge. När Ventilkäglan befinner sig i detta nedre läge ger lägesgivaren 13 signal till kontrollorganet 16 som ånyo startar pumpen, livsmedelsprodukten leds då i retur till balanstanken 1. När temperaturen hos den tillförda produkten stiger kommer flödet genom hållarcellen att få tillräckligt hög temperatur. När detta indikeras av temperaturkännaren 10 lyfter operatören Ventilkäglan till dess övre läge och produkten leds genom regenerativdelen och ut ur anläggningen.

Med ett arrangemang av detta slag erhålls alltså en mycket driftsäker anläggning, som effektivt förhindrar att øtill- räckligt värmebehandlad produkt kan passera ut ur anlägg- ningen.

Claims (10)

10 15 20 25 30 469 155 Patentkrav

1. Arrangemang vid en regenerativ värmeväxlare för värme- behandling av flytande livsmedelsprodukter, varvid livs- medelsprodukten värmebehandlas under en förutbestämd tid och temperatur i en hållarcell (9) mellan ett slutupphettnings- steg (6) och en regenerativdel (4) i värmeväxlaren, k ä n n e t e c k n a t a v att en trevägsventil (ll) är anordnad vid utloppet från hàllarcellen, vilken trevägsventil är omkopplingsbar mellan ett stabilt viloläge i vilket livs- medelsprodukten àterförs till värmeväxlarens inlopp och ett driftläge i vilket livsmedelsprodukten leds vidare till regenerativdelen, varvid ventilkäglan (21) i trevägsventilen (ll) är anordnad att manuellt förflyttas till driftläget och kvarhållas i detta av trycket hos livsmedelsprodukten vid dennas passage av ventilen.

2. Arrangemang enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att trycket hos livsmedelsprodukten upprätthålls med hjälp av en pump anordnad före inloppet till slutupphett- ningssteget (5).

3. Arrangemang enligt krav 1-2, k ä n n e t e c k n a t a v att ett temperaturkännande organ (10) är anordnat vid utloppet från hàllarcellen (9), vilket organ (10) vid för låg temperatur hos livsmedelsprodukten påverkar pumpen (5) så att denna stannar, varvid trevägsventilen återgår till sitt vilo- läge och livsmedelsprodukten àterförs till värmeväxlarens inlopp.

4. Arrangemang enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda temperaturkännande organ är anordnat att även fortlöpande registrera temperaturen. 10 15 20 25 30 10

5. Arrangemang enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att trevägsventilen är försedd med organ (13) som avkänner ventilkäglans läge, vilka organ (13) då ventilkäglan befinner sig i viloläget är anordnade att ombesörja att pumpen ånyo börjar arbeta.

6. Arrangemang enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda lägesavkännande organ (13) är anordnat att stanna pumpen om trevägsventilen förflyttas till driftläget vid för låg temperatur hos livsmedelsprodukten.

7. Arrangemang enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda lägesavkännande organ (13) är anordnade att också indikera ventilkäglans (21) läge.

8. Arrangemang enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda lägesavkännande organ (13) är anordnat att fortlöpande registrera ventilkäglans (21) läge, varvid tempe- raturen samtidigt registreras av det temperaturkännande organet.

9. Arrangemang enligt krav l-3, k ä n n e t e c k n a t a v att en tryckhållningsventil (12) finns anordnad vid utloppet från värmeväxlarens regenerativdel för att säker- ställa en sådan trycknivà hos värmebehandlad produkt att ännu ej behandlad produkt vid läckage i regenerativdelen ej kan förorena värmebehandlad produkt.

10. Arrangemang enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t a V att ventilkäglan (21) i trevägsventilen ej kvarhàlls i driftläge om nämnda trycknivà ej uppnås. 'l