SU1321395A1 - Пастеризатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к пищевой промышленности, а именно к устройствам дл  тепловой обработки консервированных продуктов, и направлено на улучшение условий теплообмена в пастеризаторе при одновременном снижении удельного расхода тепла. Пастеризатор снабжен теплообменниками гор чей 7 и холодной 9- воды, клапаном 8 регулировани  расхода теплоносител , регулировочным вентилем 11, регулирующими клапанами и датчиками (Л

Description

температуры пастеризации 12 и холодной воды 14. Сигнал с датчика 14 температуры холодной воды поступает на первый вход регул тора 15 охлаждени , на второй вход которого через инерционное звено 16 подаетс  сигнал с датчика 12 температуры пастеризации, а выход его соединен с вентилем 11 ре- гул1 ровани  расхода холодной воды. Душевое устройство выполнено в виде многор дной системы параллельных труб с отверсти ми и содержит в зоне ох тга;ждени  в каждом р ду две трубы.

И обретение относитс  к пищевой промьшшенности, в частности к устрой ствам дл  пас теризации упакованных в тару пищевых продуктов.

Цель изобретени  - улучшение уело ВИЙ теплообмена при одновременном снижении удельного расхода тепла путем создани  оптимального профил  температур по ходу движени  продукта,

На фиг.1 приведена схема пастери- зат ора; на фиг.2 - возмологые профили температур,

Пастеризатор содержит камеру 1 туннельного типа с зонами пастеризации и о хлаждени , в которой носителем 2 продукта последовательно через зоны пастеризации и охлаждени  перемещаетс  продукт. Над носителем 2 продукта в зонах пастеризации и ох.па5кдени  установлены душевые устройства 3, а под ним -ван1Го1 4 дл  сбора воды.

Дл  подачи воды из ванны 4 к ду- тевът устройствам 3 в зоне пастеризации установлен насос 5 а к душе- вьЕМ устройствам 3 в зоне охла кдени - насос 6. Дл  нагрева воды, подаваемой в зону пастеризации, меж;ду насосом 5 и душевым устройством 3 установлен теплообменник 7 гор чей воды. агрев воды осуществл етс  теплоносителем , поступление которого в теплообменник 7 регулируетс  клапаном 8 регулировани  расхода тегшоносите- л ; Охлаждение воды, поступающей в зону ох.ла кдени , осуществл етс  в

Одна из труб св зана с линией подачи гор чей воды в зону пастеризации, а друга  - с линией подачи холодной воды в зону охлаждени . Диаметры труб с гор чей водой уменьшаютс , а диаметры труб с холодной водой увеличиваютс  по ходу движени  продукта в охладителе, чем обеспечиваетс  плавное изменение температуры охлаждени . Диаметры труб в зоне пастеризации уменьшаютс  к концу зоны, обращенной в сторону охладител . Этим обеспечиваетс  снижение расхода тепла. 2 ил.

J5

теплообменнике 9 холодной воды, в который также через клапан 10 подаетс  хладоноситель. На линии подачи холодной воды после насоса 6 уста- 5 новлен регулировочный вентиль 11, служащий дл  регулировани  расхода холодной воды. В зоне пастеризации между носителем 2 продукта и ванной 4, иначе говор  под носителем 2 и

0 выше ванны 4, установлен датчик 12 температуры пастеризации, выход которого св зан с регул тором 13 пастеризации , управл ющим клапаном 8. Дл  измерени  температуры холодной воды на линии, ее подачи к душевым, устройствам 3 зоны охлаждени  после теплообменника 9 установлен датчик 14 температуры, сигнал которого поступает на первый суммирующий вход

20 регул тора 15 охлажд.ени . Выход ре- гул тора 15 охлаждени  св зан с клапаном 10, измен ющим подачу хладоно- сител  в теплообменник 9. На второй суммирующий вход регул тора 15 охлаждени  через инерционное звено 16 поступает сигнал с датчика 12 температуры пастеризации. Душевое устройство 3 в зоне охлалодени  содержит в каждом р ду две трубы: труба 17 св зана с линией подачи гор чей воды в зону пастеризации, а труба 18 - с линией подачи холодной воды в зону охлаждени . Ванны 4 дл  сбора воды в зоне пастеризации и охлаждени 

35 .сообщаютс  между собой через вентиль 19.

Пастеризатор работает следующим образом.

25

30

Упакованный в тару продукт поступает на носитель 2 продукта, которым он перемещаетс  последовательно через зоны пастеризации и охлаждени  камеры 1, Воды из ванны 4 насосом 5 подаетс  в теплообменник 7, где она нагреваетс  и далее поступает в душевые устройства 3. Вода, разбрызгиваема  душевыми устройствами 3, орошает продукт, который нагреваетс  и пастеризуетс  в течение времени его движени  в зоне пастеризации. Затем продукт попадает в зону охлаждени , где он охлаждаетс  водой, орошающей его из душевых устройств 3. Дл  подачи охлаждающей воды служит насос 6, которьш закачивает воду из ванны 4 и через регулировочный вентиль 11 подает ее в теплообменник 9, где она охлаждаетс  за счет подачи хладоно- сител . Выйд  из теплообменника, вода поступает к душевым устройствам 3 в зоне охлаждени .

Регулирование температурного режима в зоне пастеризации осуществл етс  следуюш,им образом.

Датчик 12 температуры пастеризации измер ет температуру воды после ее контакта с продуктом. Сигнал с датчика 12 поступает на вход регул тора 13, которьш с помощью клапана 8 измен ет подачу теплоносител  в теплообменник 7. В тех случа х, когда по технологическим услови м температура продукта в зоне пастеризации поддерживаетс  ниже 100° С , така  схема регулировани  обеспечивает более точное регулирование температуры воды, контактирующей с продуктом , так как автоматически учитываетс  охлаждение воды при ее движении в зоне пастеризации (за счет испарени , потерь в окружающую среду от нагрева продукта), а также позвол ет сократить расход теплоносител  в случае перебоев поступлени  продукта

Наиболее эффективно про вл ютс  преимущества предлагаемой схемы в случае, когда необходимо максимально повысить температуру воды в зоне пас теризации. В этом случае она может поддерживатьс  на уровне температуры кипени , соответствующей давлению среды в камере 1 (при нормальном атмосферном давлении - 100°С). Если задание регул тору 13 установить равным lOO C то в этом случае вода в теплообменнике 7 будет нагрета до

O

5

0

5

0

5

0

5

0

5

температуры выше 100°С. Так как отверсти  в душевых устройствах 3 обладают достаточно большим гидравлическим сопротивлением, то при работе насоса 5 в трубопроводах, по которым движетс  гор ча  вода, поддерживаетс  некоторое избыточное давление, которое преп тствует вскипанию воды в теплообменнике или трубах. Однако после выхода из душевого устройства 3 вода мгновенно вскипает (за счет чего дополнительно улучшаетс  степень разбрызгивани ) и образуетс  некоторое количество пара. Температура же оставшейс  части воды становитс  равной температуре кипени  (100 С). Образовавшийс  пар преп тствует охлаждению воды за счет ее испарени  и расходуетс  на нагрев ограждающих конструкций, воздуха в камере 1, носител  2 продукта и т.д., т.е. используетс  дл  компенсации всех видов тепловых потерь. Так как количество образовавшегос  пара зависит от степени перегрева воды в теплообменнике 7, это означает, что данна  схема обеспечивает, с одной стороны, поддержание температуры орошающей воды на максимальном уровне, а с другой стороны, такую степень перегрева, котора  достаточна дл  компенсации тепловых потерь.

Продукт, вход щий в пастеризатор, имеет температуру ниже той, при которой осуществл етс  пастеризаци . Поэтому на начальном участке зоны пастеризации продукт нагреваетс , а затем Только поддерживаетс  при тем- пературе пастеризации. В св зи с этим потребность в тепловой энергии в начале зоны пастеризации существенно вьше, чем в конце. Дл  реализации такого неравномерного теплоподвода в зоне пастеризации выполнены неодинаковыми отверсти  труб душевого устройства 3, с уменьшением диаметра отверстий к концу зоны пастеризации, обращенного к зоне охлаждени . Пропорционально площад м труб измен етс  и количество воды, а следовательг- но, и тепла, поступающего к продукту, продукт орошаетс  более интенсивно на начальном участке зоны пастеризации в период его нагрева.

Охлаждение продукта в зоне охлаждени  осуществл етс  следующим образом . Вода из ванны 4 насосом 6 через вегулировочный вентиль 11 подаетс 

в теплообменник 9, где она охлаэдхает с  и поступает к дешевым устройствам 3. В зоне охлаждени  душевые устройства 3 выполнены таким образом, что в каждом р ду установлено по две трубы Перва  труба 17 св зана с линией подачи гор чей воды в зону пастеризации , а втора  труба 18 - с линией холодной воды из теплообменника 9.

При переходе от р да к р ду по направлению движени  продукта диаметр труб с холодной водой увеличиваетс , а диаметр труб с гор чей водой уменьшаетс . При этом будет из мен тьс  соответственно количество воды, вытекающей из этих труб, т.е. соотношение гор чей и холодной воды, Поэтому результирующа  температура воды после смешени  гор чей и холодной воды будет измен тьс  с каждым р дом труб. С учетом некоторого перекрыти  струй воды из соседних р дов обеспечиваетс  практически бесступенчатое плавное изменение температуры воды в зоне охлаждени .

В зависимости от свойств продукта и размера тары, в которую он помещен дл  обеспечени  макс)г:(мальной разности температур на всем прот жении зо-- ны охлаждени  требуетс  различный профиль изменени  температуры охлаждающей воды. Необходимый профиль легко устанавливаетс  изменением соотношени  расходов гор чей и холодной воды с помощью регулировочного вен- Т1ш  11. На фиг.2 показаны возможные профили температур. Крива  1 соответствует случаю, когда расходы гор чей и холодной воды одинаковы; крива  2 - когда расход гор чей воды меньше расхода холодной; крива  3 - когда расход гор чей воды больше расхода холодной.

Поддержание заданного профил  изменени  температуры холодной воды обеспечиваетс  автоматически. Дл  этого установлены датчик 14 темпера - туры холодной воды, регул тор 15 охлаждени , клапан 10 измерени  расхода хладоносител  в теплообменник 9 и инерционное звено 16, На вход регул тора 15 поступает сигнал

X t

t

хв

соответственно температура холодной воды и температура пастери- злпии.

O

5

0

5

0

5

0

5

0

5

3956

В те моменты, когда температура пастеризации Посто нна и равна заданному значению; входной сигнал регул тора X измен етс  только вследствие изменени  t , в соответствии с которым измен етс  подача хладоносител  в теплообменник 9 и осуществл етс  стабилизаци  t , а следовательно, и всего графика изменени  температу- р)1 охлаждающей воды. Если же количество поступающего в пастеризатор теплоносител  окажетс  недостаточным, в этом случае температура пастеризации снизитс . Соответственно снизитс  и эффективность процесса пастеризации, т.е. интенсивность уничтожени  микроорганизмов .

В этом случае снижение температуры пастеризации компенсируетс  удлинением времени нагрева продукта, что достигаетс  снижением скорости охлаждени  продукта. Он дольше остаетс 

нагретым благодар  увеличению температуры холодной воды и изменению графика изменени  температуры охлаждающей воды. Так как продукт, подвергшийс  менее интенсивному нат реву в зоне пастеризации, в зону охлаждени  попадает только через некоторое врем  j то регулирумщее воздействие нужно задержать на врем  перехода продукта из зоны пастеризации в зону охлалздени . Дл  этого установлено инерционное звено. Сигнал с выхода датчика 12 температуры пастеризации поступает на вход регул тора 15 охлаждени  через инерционное звено 16, посто нна  времени которого выбираетс  в зависимости от скорости движени  продукта.

В процессе работы пастеризатора часть гор чей воды попадает в зону охлаждени . Поэтому количество воды в зоне пастеризации уменьшаетс , а в зоне охланодени  увеличиваетс . Дл  устранени  этого служит вентиль 19, которым регулируетс  переток воды из ванны в ванну.

Преимущества предлагаемого пастеризатора состо т в том, что максима- льно интенсифицируетс  теплообмен как в зоне пастеризации, так и в зоне охлаждени , В зоне пастеризации удаетс  достичь и поддерживать на максимально возможном значении температуру орошающей воды в зоне охлаждени  максимальна интенсивность охлаждени  . Высока  интенсивность об71 ,321

Claims (1)

1. работки сочетаетс  с минимизацией тепловых потерь, и следовательно, снижением удельных расходов тепла. В целом продукт больше нагреваетс  в зоне пастеризации, следовательно, . 5 меньше веро тность получени  недоброкачественного продукта с одной стороны , и сильнее охлаждаетс  в зоне охлаждени , за счет чего достигаетс  повышение качества обработанного про- О дукта. Кроме того, расшир етс  область применени  пастеризатора за счет тех продуктов, которые требуют высокой температуры обработки и ранее в пастеризаторе обрабатыватьс  не могли. Формула изобретени 

   15

   Пастеризатор, содержащий камеру с зонами пастеризации и охлаждени , но ситель продукта, душевые устройства, установленные над носителем продукта ванны дл  воды, расположенные под носителем продукта, насосы дл  подачи гор чей и холодной воды соответственно в зоны пастеризации и охлаждени , линии подачи тепло и хладоно- сител , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  условий теплообмена при одновременном снижении

   5 О

   15

   20

   25

   30

   3958

   удельного расхода тепла, в него дополнительно введены теплообменники дл  гор чей и холодной воды, устаЯов- ленные на лини х подачи соответствующей воды, регулировочный вентиль, последовательно соединенные датчик температуры пастеризации, расположенный между носителем продукта и ванной в зоне пастеризации, регул тором пастеризации и клапаном регулировани  расхода теплоносител , последовательно соединенные датчик температуры холодной воды, установленный на линии подачи холодной воды в зону охлаждени  после теплообменника холодной воды, регул тор охлаждени  и клапан регулировани  расхода хладоноси- тел , а также инерционньм звеном, при этом датчик температуры пастеризации через инерционное звено подключен ко второму суммирующему входу регул тора охлаждени , а душевые устройства выполнены в виде многор дной системы параллельных труб с отверсти ми и содержит в зоне охлаждени  в каждом р ду трубы, одна из которых св зана с линией подачи гор чей воды в зону пастеризации, а друга  - с линией подачи холодной воды в зону охлаждени  .

   Редактор К.Егорова

   Фи.г

   Составитель С.Петровых

   Техред Л.Олийнык Корректор д.Т ско

   Заказ 2692/1Тираж 530Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4