SE526792C2 - Anordning för evaporativ kylning av en vätskeformig produkt - Google Patents

Description

I c I I III 0010 O: 10 15 20 25 30 35 c Q I 0 00 526 792 -' 2 vatten, eller att ångan kondenseras i någon form av vattenkyld plattkondensator eller tubkondensator. Platt- eller tubkondensatom kan vara inbyggd i det första vakuumkärlet, altemativt vara placerad utanför detta. _ De flesta av de idag befintliga anordningarna för att kondensera ångan är förhållandevis dyrbara att tillverka, då det i det första fallet erfordras ett extra vakuumkärl, altemativt att det behövs någon form av Kondensor. För den konventionella metoden att kondensera ångan, åtgår dessutom en stor mängd kylvatten, vilket bör vara av god kvalitet för att undvika kalkbeläggning och korrosion pà plattor eller tuber i kondensom.

Den svenska patentskriften SE 514 560 beskiver en anordning för evaporativ kylning som endast utnyttjar ett vakuumkärl. Vakuumkärlet är uppdelat itvå koncentriskt placerade utrymmen som är öppna uppåt mot kärlets övre gavel. Den ångbemängda produkten kommer in i det ena utrymmet och i det andra utrymmet duschas den frigjorda ångan med kylvatten från en sluten cirkulationskrets. Denna anordning behöver inte heller några dyrbara och komplicerade kondensatorer. En nackdel med denna anordning är dock att det finns en risk för att det kylvatten som används för att kondensera ångan kan stånka över till det andra utrymmet och därmed späda ut produkten eller ännu värre riskera att infektera den sterila livsmedelprodukten. Genom att duscha kylvätska uppifrån l det ena utrymmet skapar man också en kall yta mot produktutrymmet vilket kan gör att ångan i produkten kondenseras för tidigt och att en del av ångan därmed följer med produkten ut.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att anordningen är så utformad att det kylvatten som duschas över den frigjorda ångan inte riskerar att hamna i produkten.

.Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att anordningens utformning gör att men inte får en kall yta mot produkten som gör att den ånga som finns i produkten kondenseras för tidigt och därmed följer med produkten.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att den slutna kylvattenkretsen kan, såväl diskas tillsammans med övrig processutrustning som steriliseras tillsammans med annan utrustning, vilket ger en ökad säkerhet för en anordning som hanterar känsliga livsmedelsprodukter.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att anordningen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att det första utrymmet är förlängt nedåt, så att det sträcker sig åtminstone lika långt nedanför vakuumkärlets botten, som utrymmets utsträckning inuti vakuumkärlet.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen. 10 15 20 25 30 35 526 792 3 En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, av vilka: Fig. 1 visar en sidovy, delvis i genomskärning, av vakuumkärleti anordningen 'Fig. 2 visar~ett flödesschema för anordningen.

En anordning för evaporativ kylning av en våtskeformig produkt, innefattar ett vakuumkärl 1 som visas i detalj i Fig. 1. Vakuumkärlet 1 har en övre gavel 2, en sidovägg 3 och en bottengavel 4. Inuti vakuumkärlet 1 finns anordnat ytterligare en cirkulär vägg 5 som delar vakuumkärlet 1 i två koncentriskt anordnade utrymmen, ett första 6 och ett andra 7. De båda utrymmena 6, 7 är öppna mot vakuumkärlets 1 övre gavel 2. Det andra utrymmets 7 nedre begränsning utgöres av vakuumkärlets 1 bottengavel 4.

Det första utrymmet 6 som befinner sig centralt placerat i vakuumkärlet 1 är förlängt nedåt, så att utrymmet 6 fortsätter nedanför vakuumkärlets 1 bottengavel 4, så att utrymmet 6 består av tvâ delar 8, 9. Den del 8 av utrymmet 6 som befinner sig nedanför bottengaveln 4 har en längre altemativt lika lång utbredning som den del 9 som befinner sig ovanför bottengaveln 4 och inuti vakuumkärlet 1. Den nedre delen 8 har en bottendel '10 som är avrundad eller på annat sätt lämpligt utformad för ett vakuumkärl.

Genom den beskrivna utformningen av vakuumkärlet med dess båda utrymmen 6,7 erfordras ingen manlucka på vakuumkärlet 1. Genom att koppla loss denvrledredelen 8 av det första utrymmet 6_från_den_ lšcïppling 29, kan man därefter dra ut den övre delen 9 från vakuurnkärletàlgoch får på så sätt tillgång till vakuumkärlet 1- Gen0.lfl.1-a.ttt~maf,“U§k?Ü ÖÜÉÖYGVÜÖÖÜQ ka" vakuumkärlet 1 tillverkas mycket billigare. t M i ln till det andra utrymmet 7 i vakuumkärlet 1 finns ett inlopp 11 för den àngbemängda, upphettade produkten. lnloppet 11 är tangentiellt anordnat i vakuumkärlets 1 sidovägg 2 och anordnat som en vertikal spalt. l det andra utrymmet 7 finns också ett utlopp 12 för den avkylda produkten. Vakuumkärlets 1 bottengavel 4 är så utformad att vätska, dvs. produkt eller diskvätska, inte kan bli stående i det andra utrymmets 7 nedre del. Utloppet 12 är anslutet till en rörledning 13 som via en centrifugalpump 14 pumpar produkten vidare till fortsatt behandling. ' Det första utrymmet 6 hari sin bottendel 10 ett utlopp 15 för den kylvätska, företrädesvis vatten, som skall kondensera ångan från produkten. Utloppet 15 är anslutet till en rörledning 16 som via en centrifugalpump 17 pumpar kylvattnet till en kylare 30. Kylaren 30 kan exempelvis vara en plattvärmeväxlare. Kylaren 30 är också ansluten till en kallvattenledning 18. 10 15 20 25 30 35 4 Från kylaren 30 går kylvattnet vidare i en i det närmaste sluten krets, via en rörledning 28, tillbaka till ett kylvatteninlopp 19 i det första utrymmets 6 bottendel 10. Kylvattenledningen fortsätter genom större delen av det första utrymmets 6 nedre del 8. Den del 20 som går genom det första utrymmets 6 nedre del 8 har i sin övre ände ett antal hål 21 som är riktade nedåt. Genom' dessa hål 21 duschas kylvatten nedåt på den ånga som befinner sig i det första utrymmets 6 nedre del 8. Antalet hål 21 beror på den kapacitet som anordningen är beräknad för.

Den i delen 8 genomgående kylvattenledningen 20 kan också förlängas något uppåt, så att man får en liten rörbit 22 med liten diameter och som i sin övre del är försedd med ett antal hål 23. Dessa hål 23 kan vid behov användas för att kyla av väggytan 24 mellan det första 6 och det andra 7 utrymmet. För produkter som har stor benägenhet att skumma kan nedkylningen av väggytan 24 bidra till att dämpa skumbildningen. En stor skumbildning kan medföra att produktskum kan följa med ångan in i det första utrymmet 6 med produktförluster som följd. l det första utrymmets 6 nedre del 8 finns också ett utlopp 25 för den kondenserade ångan och de okondenserbara gaser som lämnar produkten.

Utloppet 25 är anordnat som ett bräddavlopp. Rörledningen från detta avlopp 25 går vanligen via en vakuumpump 31 till avlopp. Det är denna vakuumpump 31 som för övrigt skapar vakuum i kärlet 1.

Vakuumkärlet 1 är också försedd med en eller flera anslutningar 26 för disk, med spraydysor 27 placerade inne i vakuumkärlets 1 övre del. Genom att med ventilarrangemang koppla samman den slutna kylvattenkretsen med övrig processutrustning kan kylvattenkretsen diskas tillsamman med övrig utrustning och anslutas till den vanliga CIP utrustningen (Cleaning ln Place) som konventionella processanläggningar är utrustade med. Genom dessa ventilarrangemang kan också den slutna kylvattenkretsen steriliseras tillsammans I med övrig processutrustning vilket ger en ytterligare säkerhet om kylvatten skulle läcka in i produkten.

Produkten som vanligen har en temperatur av 70-120°C, värrnebehandlas innan den kommer till anordningen. Produkten hettas upp genom att den direkt tillföres ånga, i en injektor eller en infusor (ej visade i bild). Produkten upphettas i injektorn eller infusom vanligen till en temperatur av 100-150°C och hålles sedan vid denna temperatur i en hàllarcell (ej visad i bild), under ett visst bestämt tidsintervall. Tidsintervallet är beroende av behandlingstemperaturen.

Efter hållarcellen kommer produkten som är blandad med ånga, under tryck in till anordningens vakuumkärl 1 genom det tangentiella inloppet 11. o! 0001 OO 10 15 20 25 30 35 52 6 792 5 Genom den tangentiella utformningen av inloppet 11 kommer produkten att följa sidoväggen 3 i kärlet 1, genom s.k. cykloneffekt. Då produkten under tryck kommer in i vakuumkärlet 1, kommer vätskan att koka vid det plötsliga tryckfallet, varpå ånga och okondenserbara gaser frigöres från produkten. Den tyngre produkten faller nedåt i det andra utrymmet 7, under det att den lättare ångan och de okondenserbara gaserna stiger. ' Produkten som frigjorts fràn ånga har nu en temperatur som motsvarar den temperatur som den hade innan värmebehandlingen, dvs. 70-120°C.

Produkten samlas i den nedre delen av det andra utrymmet 7 ivakuumkärlet 1 och lämnar detta genom utloppet 12. Via rörledningen 13 och centrifugalpumpen 14 transporteras produkten vidare till ytterligare kylning, altemativt till annan behandling. Ångan och de okondenserbara gaserna som stigit uppåt i vakuumkärlet 1 dras ner i det första utrymmets 6 övre del 9 som fungerar som ett evakueringsrör. l den nedre delen 8 av det första utrymmet 6 kommer ångan och gaserna att duschas med kylvatten fràn kylvattenledningen 20 och hålen 21. Kylvattnet kan hålla en temperatur av 10-40°C. Ju högre temperatur kylvattnet har, desto större mängd kylvatten åtgår för att kondensera ångan. Genom att kylvattnet duschas ut över ångan på en nivå som ligger långt under det första utrymmets 6 övre del 8 finns ingen risk för att kylvatten som kan vara osterilt, läcker in i produkten.

Den kondenserade ångan, kylvattnet och de okondenserbara gasema samlas i den nedre delen av det första utrymmets 6 nedre del 8. Bräddavloppet 25 är här så anordnat att tillskottet av kondenserad ånga och gaser lämnar anordningen genom detta avlopp 25, varefter den kondenserade ångan och gaserna vanligen förs direkt till avlopp.

Det kylvatten som samlas under bräddavloppet 25 i den nedre delen av _ det första utrymmets 6 nedre del 8, ingår i den i det närmaste slutna cirkulationskretsen för kylvatten, som innefattas i anordningen. Via utloppet 15 och rörledningen 16 pumpas kylvatten från vakuumkärlet 1 medelst _ cirkulationspumpen 17 till kylaren 30. Kylaren 30 kan exempelvis utgöras av en plattvänneväxlare. l kylaren 30 kyles vattnet till en temperatur av 10-40°C med hjälp av kallvatten som kommer in till kylaren 30 genom rörledningen 18.

Efter kylaren 30 går kylvattnet tillbaka till vakuumkärlet 1 via rörledningen 28, genom inloppet 19 och rörledningen 20, där kylvattnet på nytt utnyttjas för att duscha den frigjorda ångan från produkten. Genom att använda sig av en i det närmaste sluten kylvattenkrets, minskas åtgången av kylvätska. Genom ett lämpligt ventilarrangemang är kylvattenkretsen diskbar och möjlig att sterilisera tillsammans med övrig processutrustning. 10 526 792 6 Somíframgàtt av ovanstående beskrivning, åstadkommas med föreliggande uppfinning en anordning för evaporativ kylning av en vâtskeformig Iivsmedeisprodukt som är billigare än de flesta pà marknaden förekommande , anordningar. Anordningen tillser att kylvatten inte kan nå produkten i något skede; Genom att ~ky|vattenkretsen kan diskas och steriliseras tillsammans med övrig utrustning får man ytterligare en mer hygienisk anordning. Genom 'anordningens utformning får man ingen kall yta mot det utrymme där produkten uppehåller sig, vilket gör att ångan i produkten inte kondenseras för tidigt och därmed följer med produkten.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 O 526 792 PATENTKRAV

1. Anordning för evaporativ kylning av en vätskeforrnig produkt, innefattande ett vakuumkärl (1) uppdelat i ett första centralt placerat utrymme (6) och ett andra utrymme (7) som koncentriskt omger det första utrymmet (6) och där båda utrymmena (6, 7) är öppna mot vakuumkärlets (1) övre gavel (2) samt att det första utrymmet (6) har ett utlopp för kondenserad ånga (25) och att det andra utrymmet (7) har ett inlopp (1 1) för ångbemängd produkt samt ett utlopp (12) för produkten, anordningen innefattar också en cirkulationskrets för kylvätska, kännetecknad därav att det första utrymmet (6) är förlängt nedåt, så att det sträcker sig åtminstone lika långt nedanför vakuumkärlets (1) bottengavel (4), som utrymmets (6) utsträckning inuti vakuumkärlet (1).

2. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att det första utrymmet (6) har en övre del (9) belägen inuti vakuumkärlet (1) och en undre del (8) belägen under vakuumkärlets (1) bottengavel (4).

3. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att inloppet (1 1) för produkt är tangentiellt anordnat i vakuumkärlets (1 ) vägg (3) och utformat som en vertikal spalt.

4. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att cirkulationskretsen för kylvatten mynnar med rörledningen (20) i den övre delen av det första utrymmets (6) nedre del (8).

5. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att utloppet (25) för kondenserad ånga är ett bräddavlopp.

6. Anordning i enlighet med patentkravet 4, kännetecknad därav att rörledningen (20) äri sin övre del försedd med ett antal nedåtriktade hål (21).

7. Anordning i enlighet med patentkravet 4, kännetecknad därav att cirkulationskretsen för kylvatten innefattar ett utlopp (15), rörledningar (16, 20, 28), en centrifugalpump (17) samt en kylare (30).