SE525916C2 - Hållarcell för en värmebehandlingsanläggning med injektionsuppvärmning - Google Patents

Description

00 00 00 0000 0 I 00 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 g y 0 0 0000 0 0 0 0 0 0 0 000 00 00 10 15 20 25 30 35 en bestämd längd eller ett stycke rak rörledning av bestämd längd. Alternativt kan hàllarcellen utgöras av en kombination av spiralformad och rak rörledning.

Oavsett dylika hàllarcellers utformning är dessa inte reglerbara. Den kapacitet som värmebehandlingsanläggningen och därmed också hàllarcellen är beräknade för, motsvarar vanligen ett antal fyllningsmaskiner, för förpackning av produkten i konsumentförpackningar. Då eventuellt en eller flera av dessa fyllningsmaskiner bortfaller på grund av driftsavbrott, så minskar flödet och man får mycket snabbt en för lång uppehàllstid i hàllarcellen och därmed en överbehandlad produkt. Det är därför önskvärt att hàllarcellen snabbt kan regleras, så att uppehàllstiden kan hållas konstant. Också då man snabbt önskar att variera produktionen för olika livsmedel, som kräver olika uppehållstid, kan man använda en variabel hållarcell. Utan en sådan möjlighet att variera uppehàllstiden, måste anläggningen byggas om, alternativt så måste en överbehandlad produkt accepteras.

En variabel hållarcell finns beskriven i den svenska patentskriften SE 510797. Denna hållarcell har en eller flera kylda partier, vilka kan kopplas in stegvis vid behov. Nackdelen med denna hållarcell är att de steg, varmed hàllarcellen kan minskas, är fasta och i vissa applikationer kan stegen vara för stora. i Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att utforma en hållarcell som är steglöst reglerbar och som ger en säker och definierad uppehållsvolym för produkten.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att hàllarcellen skall vara enkel och billig att tillverka och att den på ett tillfredsställande sätt kan diskas tillsammans med övrig utrustning i anläggningen.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att hàllarcellen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att hàllarcellen också innefattar en andra reglerbar del, bestående av en cyklon och en lutande rörledning av en bestämd längd, samt att i en anordning, anordnad för att upprätthålla en deflnierad vätskenivà i rörledningen.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgàende kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, vilken: Fig. 1 visar en sidovy av uppfinningen inplacerad i en del av värmebehandlingsanläggningen. 10 15 20 25 30 35 oooo nu oo 525 916 3 Ritningen visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna och resterande delar av värmebehandIingsanläggningen, vilka är välkända för fackmannen, är utelämnade. i Fig. 1 visar en del av en värmebehandlingsanläggning för injektionsuppvärmning. En injektor 1 har ett inlopp 2 för den produkt som skall värmebehandlas samt ett inlopp 3_ för överhettad ånga. injektorn 1 har också ett utlopp 4 för produkt blandad med ånga.

Direkt efter injektorn 1 är hållarcellen placerad. Hållarcellen innefattar en första, fast del. Den fasta delen består delvis av en rak rörledning 5 av bestämd längd. l Fig. 1 har rörledningen 5 en vertikal placering. Rörledningen 5 kan likaledes placeras horisontellt. Den fasta delen av hållarcellen består också av en konstanttrycksventil 6 som upprätthåller trycket i rörledningen 5.

Hållarcellen innefattar också en andra, reglerbar del. Den reglerbara delen börjar med en cyklon 7 som har en förhållandevis liten volym. Cyklonen 7 har ett tangentiellt inlopp 8 för den upphettade produkten. Cyklonens 7 utlopp 9 är direkt anslutet till resterande del 10 av den reglerbara delen av hållarcellen.

Delen 10 av den reglerbara delen av hållarcellen består av en lutande rörledning av bestämd längd. Lutningen kan vara från ett rakt lodrätt rör med en lutning av 90° från horisontalplanet till en lutning av ca 12°. Den föredragna lutningen är 20-30°. Lutningen bör vara ungefär den samma i hela rörledningen för att produkten skall ha samma hastighet, men för att spara utrymme, utformas lämpligen hållarcellsdelen omväxlande av raka rörbitar och rörböjar såsom visas i ritningen. l ritningen utgörs delen 10 av den reglerbara delen av hållarcellen av delkomponenterna 10a,“10b, 10c, 10d och 10e.

Hållarcellen är vidare försedd med en nivågivare 11 av konventionell typ.

Nivàgivaren 11 kan använda sig av ultraljud, flottör, laser eller andra lämpliga metoder och den utgöres egentligen av höjdmätningar 12, 13 på två olika nivåer.

Mätpunkterna 12, 13 ligger över, respektive under de nivåer där nivågivaren 11 är verksam. Nivågivarens 11 värde registreras av en regulator 14 av konventionell typ, som är anordnad att styra en konventionell, aseptisk reglerventil 15.

Fig. 1 visar också ett vakuumkärl 16 placerat omedelbart efter reglerventilen 15. Vakuumkärlet 16 har ett tangentiellt inlopp 17 för den värmebehandlade produkten och ett produktutlopp 18 placerat i vakuumkärlets 16 nedre del. vakuumkärlets 16 utlopp 18 är vanligen förbundet med en tryckförhöjande pump 19.

Produkten som skall värmebehandlas i en anläggning vartill hållarcellen enligt uppfinningen är avsedd, kommer in till injektom 1 genom produktinloppet 2.

Produkten är vätskeformig och kan exempelvis utgöras av en mejeriprodukt, 525 916 4 såsom mjölk. Produkten är vanligen i ett tidigare steg i processen, föruppvärmd till ca 80°C och har ett högt tryck.

Samtidigt förs upphettad ånga in i injektorn 1 genom ànginloppet 3. lnne i injektorn 1 tvingas produkt och ånga genom smala ringformade munstycken. De 5 ringformade munstyckena är koncentriskt anordnade och de sammanför produkt och ånga. Ångan kondenserari produkten och överför värme till denna. Den ångblandade produkten lämnar injektorn 1 genom utloppet 4.

Den första raka rörledningen 5 utgör en del av hàllarcellens första, fasta del. Samtidigt är denna raka rörledningsbit 5 nödvändig för att man skall få en 10 fullständig kondensering av ångan, så att produkten blir behandlad vid önskad temperatur. Rörledningen 5 skall vara tillräckligt lång för att säkerställa en god kondensering. Den konstanta mottrycksventilen 6 som också utgör en del av hållarcellens fasta del tillser att trycket upprätthålles i rörledningen 5. För att få en korrekt uppehållstid i hållarcellen skall rörledningen 5 vara helt fylld med 15 produkt.

Efter den konstanta mottrycksventilen 6 förs produkten genom det tangentiella inloppet 8 in-i cyklonen 7. I cyklonen 7 sker en liten kokning samtidigt med avluftning av produkten, vilket skapar en ånga-luftblandning. För att kontrollera mängden ànga-luftblandning är cyklonen 7 i sin övre del ansluten till 20 en konventionell ångfälla 20 som i sin tur är ansluten till inloppet 17 på vakuumkärlet 16. Skulle mängden ånga-luft överskrida en viss önskad nivå öppnar ångfällan 20 och överskottet av ånga leds tillbaka till den àngbemängda produkten.

Produkten lämnar cyklonen 7 genom utloppet 9 och når därefter den 25 reglerbara delen av hållarcellen som utgöres av den lutande rörledningen 10.

Rörledningen 10 är fylld med produkt upp till en definierad vätskenivå 21. Ovanför i vätskenivàn 21 fyller den i cyklonen 7 genererade ånga-luftblandningen, resterande utrymme i rörledningen 10 och utövar ett statiskt tryck på vätskeytan. :_§:: Ånga-luftblandningen ger möjlighet att få en definierad vätskeyta 21 och det I 30 statiska trycket som är större än det tryck varvid vätskan kokar, förhindrar därmed -;--§ kokning i hållarcellen. Diametern pà rörledningen 10 i den reglerbara delen av hållarcellen väljes så att produkthastigheten under vätskenivàn 21, vid maximalt 5 flöde, inte överstiger 0,45 mls.

Den definierade vätskenivàn 21 befinner sig mellan en miniminivà 22 och _ 35 en maximinivå 23 och är reglerbar mellan dessa båda nivåer 22, 23. Miniminivån 22 befinner sig i rörledningen 10e strax innan reglerventilen 15. Maximinivån befinner sig strax under utloppet 9 från cyklonen 7. 525 916 5 Den definierade vätskenivàn 21 mäts med någon form av konventionell nivågivare 11. Nivågivaren 11 kan exempelvis utnyttja mätningar av trycket i två punkter 12, 13. Den övre punkten 12 skall vara placerad ovanför maximinivån 23 och är lämpligen placerad iden övre delen av cyklonen 7. Den undre punkten 13 5 skall vara placerad under miniminivån 22 och den är lämpligen placerad precis innan reglerventilen 15.

Nivågivarens 11 värde registreras av den konventionella regulatorn 14 som styr reglerventilen 15. Reglerventilen 15 kan utgöras av en konventionell, aseptisk strypventil, som öppnar och stänger så att den definierade vätskenivån 10 21 hela tiden upprätthàlles. Nivågivaren 11, regulatorn, 14 och reglerventilen 15 utgör tillsammans en anordning 28 för att upprätthålla den definierade vätskenivàn 21.

Efter reglerventilen 15 fortsätter produkten som nu har värmebehandlats vid önskad temperatur och under önskat tidsintervall in till vakuumkärlet 16. 15 Produkten som är bemängd med vatten och vattenånga kommer in i vakuumkärlet 16 genom det tangentiella inloppet 17. Det vatten som tillförts produkten kokas bort och den färdigbehandlade produkten lämnar vakuumkärlet 16 genom utloppet 18. Via en tryckförhöjande centrifugalpump 19 transporteras produkten vidare till ytterligare behandling eller till förpackning i 20 konsumtionsförpackningar. Förpackning av 'produkten kan ske i fyllningsmaskiner för aseptiska engångsförpackningar." Den definierade vätskenivån 21 är ett börvärde som ställs in iförhàllande till vidare utrustning i värmebehandlingsanläggningen, såsom antalet fyllningsmaskiner som anläggningen skall förse med produkt. Också önskad grad 25 av värmebehandling, såsom behandling till aseptisk produkt eller till produkt med förlängd hållbarhet, bestämmer det börvärde som skall väljas.

Såsom hållarcellen visasi Fig. 1 utgör den fasta delen ca 25% av hållarcellen och den reglerbara delen utgör 75%. Om exempelvis en fyllningsmaskln bortfaller ur produktion kan hållarcellen snabbt regleras till att _ 30 endast förse resterande fyllningsmaskiner med produkt, utan produktionsstopp -;--§ och med en minimerad produktretur. Hållarcellen enligt uppfinningen kan givetvis _ __ utformas med en annan fördelning mellan de fasta och de reglerbara delarna. :-_ ; För att få full diskbarhet i cyklonen 7 kan denna enkelt anslutas till den diskledning 24 som år anordnad att diska vakuumkärlet 16. Via en ventil 25 och ïjjj: 35 ett diskmunstycke 26 i cyklonens övre del sammankopplas cyklonen 7 med diskledningen 24. Diskmunstycket 26 kan då utnyttjas som utlopp för överskott av ånga från cyklonen 7 och ett T-rör 27 placerat innan ventilen 25 leder överskottsånga till ångfällan 20. 00000 10 15 20 525 916V 6 Såsom framgått av ovanstående beskrivning àstadkommes med föreliggande uppfinning en hàllarcell avsedd att användas för injektionsuppvärmning som är enkel och förhållandevis billig att tillverka.

Hållarcellen är reglerbar för variationer i produktionen eller för olika uppehållstider. Hållarcellen är tillförlitlig och har genom sin utformning ett inbyggt skydd mot kokning av produkten i hàllarcellen.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 5 2 5 9 1 6 7 PATENTKRAV

1. Hàllarcell för en värmebehandlingsanläggning med injektionsuppvärmning, innefattande en första fast del, bestående av en rörledning (5) av en bestämd längd samt en konstant mottrycksventil (6), kännetecknad därav att hållarcellen också innefattar en andra reglerbar del, bestående av en cyklon (7) och en lutande rörledning (10) av en bestämd längd, samt en anordning (28), anordnad för att upprätthålla en definierad vätskenivå (21) i rörledningen (10), vilken vätskenivà (21) är reglerbar mellan en miniminivå (22) och en maximinivå (23).

2. Hàllarcell i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att den definierade vätskenivån (21) är ett börvärde mellan miniminivån (23) maximinivån (23).

3. Hàllarcell i enlighet med patentkravet 1 eller 2, kännetecknad därav att den lutande rörledningen (10) har en lutning av 20-30° från horisontalplanet.

4. Hàllarcell i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att den lutande rörledningen (10) har en diameter som ger en produkthastighet under vätskenivån (21 ), som är mindre än 0,45 m/s.

5. Hàllarcell i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att anordningen för att upprätthålla vätskenivån (21) innefattar en nivägivare (11), anordnad att via en regulator (14) styra en reglerventil (15).

6. Hàllarcell i enlighet med patentkravet 5, kännetecknad därav att reglerventilen (15) utgöres av en aseptisk strypventil som är placerad omedelbart efter hållarcellens reglerbara del i strömningsriktningen.