Пастеризатор

"ЭТНА 13. ИОАН РЕТЕНИ йиьл 4) ПАСТЕРИЗАТ(21) (22) ическиилиал ощесуГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 3821903/31-1312.12.8 й(57) Изобретение относится к пищевойпромышленности, а именно к устройствам для тепловой обработки консервированных продуктов, и направленона улучшение условий теплообмена впастеризаторе при одновременном снижении удельного расхода тепла, Пастеризатор снабжен теплообменникамигорячей 7 и холодной 9 воды, клапаном 8 регулирования расхода теплоносителя, регулировочным вентилем 11,регулирующими клапанами и датчиками321395 температуры пастеризации 12 и холодной воды 14. Сигнал с датчика 14 тем- Гпературы холодной воды поступает на первый вход регулятора 15 охлаждения, на второй вход которого через инерционное звено 16 подается сигнал с датчика 12 температуры пастеризации, а выход его соединен с вентилем 11 регулирования расхода холодной водь:.Душевое устройстьо выполнено в виде многорядной системы параллельных труб с отверстиями и содержит в зоне охлаждения в каждом ряду две трубы,Изобретение относится к пищевойпромышленности, в частности к устройствам для пастеризации упакованных втару пищевых продуктов.Цель изобретения - улучшение условий теплообмена при одновременномснижении удельного расхода теплапутем создания оптимального профилятемператур по ходу движения продукта,На фиг.1 приведена схема пастери 1 Озатора; на фиг,2 - возможные профилитемператур.Настеризатор содержит камеру 1туннельного типа с зонами пастериэации и охлаждения, в которой носителем 2 продукта последовательно через зоны пастеризации и охлажденияперемещается продукт, Над носителем2 продукта в зонах пастеризации и20охлаждения установлены душевые уст-.ройства 3, а под ним -ванны 4 длясбора воды,Для подачи воды из ванны 4 к душевым устройствам 3 в зоне пастеризации установлен насос 5, а к душевым устройствам 3 в зоне охлаждециянасос 6, Для нагрева воды, подаваемой в зону пастеризации, между насосом 5 и душевым устройством 3 установлен теплообменник 7 горячей воды. Н агрев воды осуществляется теплоцасителем, поступление которого в теплообменник 7 регулируется клапаном8 регулирования расхода теплоносителя Охлаждение воды, поступающей взону охлаждения, осуществляется в Одна из труб связана с линией подачигорячей воды в зону пастеризации, ацругая - с линией подачи холоднойводы в зону охлаждения, Диаметры трубс горячей водой уменьшаются, а диаметры труб с холодной водой увеличиваются по ходу движения продуктав охладителе, чем обеспечивается плавное изменение температуры охлаждения.Диаметрь труб в зоне пастеризацииуменьшаются к концу эоны, обращеннойв сторону охладителя, Этим обеспечивается снижение расхода тепла. 2 ил. теплообменнике 9 холодной воды, в который также через клапан 10 подается хладоноситель. На линии подачи холодной воды после насоса 6 установлен регулировочцый вентиль 11, служащий для регулирования расхода холоцной воцы. В эане пастеризации между носителем 2 продукта и ваннойиначе говоря под носителем 2 и выше ванны 4, установлен датчик 12 температуры пастеризации, выход которого связан с регулятором 13 пастеризации, управляющим клапаном 8, Для измерения температуры холодной водь на линии, ее подачи к душевым. устройствам 3 зоны охлаждения после теплообменника 9 установлен датчик 14 температуры, сигнал которого поступает на первый суммирующий вход регулятора 15 охлаждения. Выход регулятора 15 охлаждения связан с клапаном 10, изменяющим подачу хладоносителя в теппообменник 9, На второй суммирующий вход регулятора 15 охлаждения через инерционное звено 16 поступает сигнал с да.тчика 12 температуры пастеризации. Душевое устройство 3 в зоне охлаждения содержит в каждом ряду две трубы: труба 17 связана с линией подачи горячей воды в зону пастеризации, а труба 18 - с линией подачи холодной воды в зону охлаждения, Ванны 4 для сбора воды в зоне пастеризации и охлаждения , сообщаются между собой через вентиль 19.Пастеризатор работает следующим образом.13 21395 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Упакованный в тару продукт поступает на носитель 2 продукта, которымон перемещается последовательно через зоны пастеризации и охлаждениякамеры 1. Воды из ванны 4 насосом 5подается в теплообменник 7, где онанагревается и далее поступает в душевые устройства 3. Вода, разбрызгиваемая душевыми устройствами 3, орошает продукт, который нагревается ипастеризуется в течение времени егодвижения в зоне пастеризации. Затемпродукт попадает в зону охлаждения,где он охлаждается водой, орошающейего из душевых устройств 3. Для подачи охлаждающей воды служит насос6, который закачивает воду из ванны4 и через регулировочный вентиль 11подает ее в теплообменник 9, где онаохлаждается эа счет подачи хладоносителя. Выйдя иэ теплообменника, вода поступает к душевым устройствам3 в зоне охлаждения,Регулирование температурного режима в зоне пастеризации осуществля 2ется следующим образом.Датчик 12 температуры пастеризации измеряет температуру воды послеее контакта с продуктом, Сигнал сдатчика 12 поступает на вход регулятора 13, который с помощью клапана8 изменяет подачу теплоносителя втеплообменник 7, В тех случаях, когда по технологическим условиям температура продукта в зоне пастеризации поддерживается ниже 100 С, такая схема регулирования обеспечиваетболее точное регулирование температуры воды, контактирующей с продуктом, так как автоматически учитывается охлаждение воды при ее движениив зоне пастеризации (за счет испарения, потерь в окружающую среду отнагрева продукта), а также позволяетсократить расход теплоносителя вслучае перебоев поступления продукта.Наиболее эффективно проявляютсяпреимущества предлагаемой схемы вслучае, когда необходимо максимальноповысить температуру воды в зоне пастеризации. В этом случае она можетподдерживатьсяна уровне температурыкипения, соответствующей давлениюсреды в камере 1 (при нормальном атмосферном давлении - 100 С). Еслизадание регулятору 13 установить равным 100 С, то в этом случае вода втеплообменнике 7 будет нагрета до 4температуры выше 1000, Так как отверстия в душевых устройствах 3 обладают достаточно большим гидравлйческим сопротивлением, то при работе насоса 5 в трубопроводах, по которым движется горячая вода, подцерживается некоторое избыточное давление, которое препятствует вскипанию воды в теплообменнике или трубах. Однако после выхода из душевого устройства 3 вода мгновенно вскипает (за счет чего дополнительно улучшается степень разбрызгивания) и образуется некоторое количество пара, Температура же оставшейся части воды становится равной температуре кипенияо(100 С), Образовавшийся пар препятствует охлаждению воды за счет ее испарения и расходуется на нагрев ограждающих конструкций, воздуха в камере 1, носителя 2 продукта и т.д.,т,е. используется для компенсациивсех видов тепловых потерь, Так какколичество образовавшегося пара зависит от степени перегрева воды в теплообменнике 7, это означает, чтоданная схема обеспечивает, с однойстороны, поддержание температуры орошающей воды на максимальном уровне,а с другой стороны, такую степеньперегрева, которая достаточна длякомпенсации тепловых потерь.Продукт, входящий в пастеризатор,имеет температуру ниже той, при которой осуществляется пастеризация.Поэтому на начальном участке зоныпастеризации продукт нагревается, азатем только поддерживается при температуре пастеризации. В связи с этимпотребность в тепловой энергии в начале зоны пастеризации существенновыше, чем в конце. Для реализациитакого неравномерного теплоподводав зоне пастеризации выполнены неодинаковыми отверстия труб душевого устройства 3, с уменьшением диаметраотверстий к концу зоны пастеризации,обращенного к зоне охлаждения. Пропорционально площадям труб изменяется и количество воды, а следователь-но, и тепла, поступающего к продукту,продукт орошается более интенсивнона начальном участке зоны пастеризации в период его нагрева,Охлаждение продукта в зоне охлаждения осуществляется следующим образом, Вода из ванны 4 насосом 6 через оегулировочный вентиль 11 подаетсяв теплообменник 9, где она охлаждается и поступает к дешевым устройства.3. В зоне охлаждения душевые устройства 3 выполнены таким образом, что вкаждом ряду установлено по,цве трубы,Первая труба 17 связана с линией подачи горячей воды в зону пастеризации, а вторая труба 18 - с линиейхолодной воды из теплообменника 9.ВПри переходе от ряда к ряду понаправлению движения продукта диаметр труб с холодной водой увеличивается, а диаметр труб с горячей водой уменьшается. При этом будет изменяться соответственно количествоводы, вытекающей из этих труб, т.е,соотношение горячей и холодной воды,Поэтому результирующая температураводы после смешения горячей и холоцной воды будет изменяться с каждьи 2 Орядом труб. С учетом некоторого перекрытия струй воды из соседних рядов обеспечивается практически бесступенчатое плавное изменение температуры воды в зоне охлаждения,В зависимости от свойств продуктаи размера тары, в которую он помещен,для обеспечения максимальной разности температур на всем протяжении зоны охлаждения требуется различныйпрофиль изменения температуры охлаждающей воды. Необходимый профиль легко устанавливается изменением соотношения расходов горячей и холоднойводы с помощью регулировочного вентиля 11. На фиг.2 показаны возможныепрофили температур. Крвая 1 соответ ствует случаю, когда расходы горячейи холодной воды одинаковы; кривая2 - когда расход горячей воды меньше расхода холодной; кривая 3 - когда расход горячей воды больше расхода хо.подной,Поддержание заданного профиля из-.менения температуры холодной воды 45обеспечивается автоматически. Дляэтого установлены цатчик 1 темпера-.туры холодной ьоды, регулятор 15 охлаждения, клапан 10 измерения расхода хладоносителя в теплообменник 9 50и инерционное звено 16. Иа вход регулятора 15 поступает сигнал х=ь+СХЬ ос55 гдЕ 1, Г., - соответственно темпе ратура холодной Вода и температура пастеризации,В те моменть когда температурапастеризации гостоянна и равна заданному значению, входной сигнал регулятора х изменяется только вследствиеизменения, в соответствии с которым изменяется подача хладоносителяв теплообменник 9 и осуществляетсястабилизация г. , а следовательно,и всего графика изменения температуры охлаждающей воды. Если же количество поступающего в пастеризатор теплоносителя окажется недостаточным, вэтом случае температура пастеризацииснизится. Соответственно снизится иэффективность процесса пастеризацйи,т,е, интенсивность уничтожения микроорганизмов,В этом случае снижение температуры пастеризации компенсируется удлинением времени нагрева продукта, что,цостигается снижением скорости охлаждения продукта, Он дольше остаетсянагретым благодаря увеличению температуры холодной во,цы и изменению графика изменения температуры охлаждаюцей воды. Так как продукт, подвергшийся менее интенсивному нагреву взоне пастеризации, в зону охлажденияпопадает только через некоторое время, то регулирующее воздействие нужно задержать на время перехода про,цукта из зоны пастеризации в зонуохлаждения, Для этого установленоинерционное звено, Сигнал с выходадатчика 12 температуры пастеризациипоступает на вход регулятора 15 охаждения через инерционное звено 16,постоянная времени которого выбирается в зависимости от скорости движения продукта.В процессе рабо гы пастеризаторачасть горячей воды попадает в зонуохлаждения, Поэтому количество водыв зоне пастеризации уменьшается, ав зоне охлаждения увеличивается. Дляустранения этого служит вентиль 19,которым регулируется переток водыиз ванны в ванну,Преимущества предлагаемого пастеризатора состоят в том, что максимально интенсифипируется теплообмен как в зоне пастеризации, так и в зоне охлаждения, В зоне пастеризации удается достичь и поддерживать на максима,ьно возможном значении температуру орошающей воды в зоне охлаждения максимальна интенсивность охлаждения, Высокая ненсивность об1321395 Составитель С.ПетровьРедактор К.Егорова Техред Л.Олийнык рректор А,Тя б 92/1 Тираж 530НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва Ж, Раушская наб д Зака Подписное/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,работки сочетается с минимизациейтепловых потерь, и следовательно,снижением удельных расходов тепла,В целом продукт больше нагреваетсяв зоне пастеризации, следовательно,меньше вероятность получения недоброкачественного продукта с одной стороны, и сильнее охлаждается в зонеохлаждения, за счет чего достигаетсяповышение качества обработанного продукта, Кроме того, расширяется область применения пастеризатора засчет тех продуктов, которые требуютвысокой температуры обработки и ранеев пастеризаторе обрабатываться немогли. Формула изобретения Пастеризатор, содержащий камеру с зонами пастеризации и охлаждения, но ситель продукта, душевые устройства, установленные над носителем продукта, ванны для воды, расположенные под носителемпродукта, насосы для пода 25 чи горячей и холодной воды соответственно в зоны пастеризации и охлаждения, линии подачи тепло и хладоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий теплообмена при одновременном снижении удельного расхода тепла, в нето дополнительно введены теплообменникидля горячей и холодной воды, установленные на линиях подачи соответствующей воды, регулировочный вентиль,последовательно соединенные датчиктемпературы пастеризации, расположенный между носителем продукта и ванной в зоне пастеризации, регуляторомпастеризации и клапаном регулирования расхода теплоносителя, последовательно соединенные датчик температуры холодной воды, установленный налинии подачи холодной воды в зону ох"лаждения после теплообменника холодной воды, регулятор охлаждения и клапан регулирования расхода хладоносителя, а также инерционным звеном, приэтом датчик температуры пастеризациичерез инерционное звено подключен ковторому суммирующему входу регулятора охлаждения, а душевые устройствавыполнены в виде многорядной системыпараллельных труб с отверстиями исодержит в зоне охлаждения в каждомряду трубы, одна из которых связанас линией подачи горячей воды в зонупастеризации, а другая - с линиейподачи холодной воды в зону охлаждения.