Электропастеризатор для жидких пищевых продуктов

 

Использование: в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, в частности для пастеризации и стерилизации жидких пищевых продуктов, преимущественно молока. Сущность изобретения: пастеризатор содержит секцию ИК-нагрева, бак-накопитель, насос, регенератор и охладитель, коммуникации обрабатываемой жидкости, охлаждающей воды и трубопровод, включенный в коммуникацию обрабатываемой жидкости между выходом из секции ИК-нагрева и входом в охладитель. Секция ИК-нагрева представляет собой пучок кварцевых трубок с электронагревателем, выполненным в виде высокоомной спирали, намотанной на поверхности трубок и зафиксированной теплоизоляцией, имеющей отражающую внутреннюю поверхность. На входе в секцию ИК-нагрева установлены пульсатор и завихритель потока обрабатываемой жидкости. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для пастеризации и/или стерилизации жидкостей, преимущественно молока.

Известна стерилизационная установка "Стериплак" [1] содержащая уравнительный бак, насосы, секции регенерации и стерилизации, молокоочиститель, гомогени- затор, выдерживатели, бойлер, охладитель.

Недостатком установки "Стериплак" является то, что в качестве промежуточного теплоносителя для нагревания молока применяют горячую воду. Это, во-первых, усложняет конструкцию установки, так как появляются дополнительные конструктивные элементы: насос для горячей воды, бойлер, компенсационный бак. Во-вторых, нагнетание горячей воды в секцию стерилизации при повышенном давлении требует дополнительного расхода мощности на работу насоса. В-третьих, поверхности конструктивных элементов системы приготовления горячей воды являются дополнительными источниками потерь тепла в окружающую среду.

Известна пастеризационно-охладительная установка ОП2-У5 [2] Она предназначена для пастеризации молока при температуре 74-78^оС, кратковременной выдержки и охлаждения до температуры 4^оС. Установка состоит из пластинчатого теплообменника, двух сепараторов-молокоочистителей, центробежного насоса для молока, центробежного насоса для воды, промежуточного уравнительного бачка, бойлера, инжектора, выдерживателя, трубопроводов, арматуры и системы контроля и регулирования.

Недостатки установки "Стериплак" присущи и установке ОП2-У5, что делает их малопригодными для применения на небольших фермах и молокозаводах из-за их сложности и громоздкости.

Наиболее близким к предложенному является электропастеризатор А1 ОПЭ [3] предназначенный для пастеризации молока и его обеззараживания от возбудителей туберкулеза и бруцеллеза в условиях малых молочных ферм. Названный пастеризатор малогабаритный, прост и удобен в эксплуатации по сравнению с вышеназванными аналогами, позволяет решать задачу первичной обработки молоки на фермах, удаленных от пунктов приемки молока. Пастеризация молока непосредственно на фермах устраняет накопление микроорганизмов за экспедиционный период хранения и транспортировки молока от фермы к перерабатывающему предприятию или потребителю, положительно влияет на качество готовой продукции и позволяет снизить объем применения консервирующих добавок. Еще одним преимуществом пастеризатора является то, что в нем применен прогрессивный инфракрасный нагрев обрабатываемой жидкости, который позволяет унифицировать энергоносители и дает возможность избирательного воздействия на микроорганизмы в обрабатываемой жидкости, т.е. учитывать коэффициенты поглощения ИК-излучения патогенными микроорганизмами и полезными компонентами.

В состав электропастеризатора А1 ОПЭ входят секция ИК-нагрева, центробежный насос, регенератор и охладитель, бак-накопитель, связанные между собой трубопроводами обрабатываемой жидкости и воды, система управления. Секция ИК-нагрева представляет собой набор кварцевых трубок, последовательно соединенных металлическими калачами. На наружной поверхности каждой кварцевой трубки имеется обмотка из высокоомной проволоки, например нихромовой. При протекании электрического тока по обмоткам происходит их нагрев до температуры 800^оС.

Недостатком установки является то, что на стерилизацию системы после каждого цикла обработки жидкого сырья надо затрачивать длительное время, обусловленное тем, что система охлаждения, в данном случае пластинчатый теплообменник, медленно набирает температуру, необходимую для стерилизации системы.

Техническим результатом, достигаемым предложенным техническим решением, является повышение экономичности установки за счет сокращения времени выхода на режим стерилизации. Технический результат достигается тем, что электропастеризатор, содержащий секцию ИК-нагрева, центробежный насос, регенератор и охладитель, бак-накопитель, коммуникации обрабатываемой жидкости и воды, снабжен дополнительным трубопроводом, включенным в коммуникацию обрабатываемой жидкости между выходом из секции ИК-нагрева и входом охладителя при режиме стерилизации.

Кроме того, для предотвращения потерь энергии и повышения надежности конструкции электронагреватель выполнен в виде спирали, зафиксированной на трубках посредством теплоизоляции, имеющей отражающую внутреннюю поверхность.

Для равномерности нагрева жидкости и во избежание пригорания продукта на стенках кварцевых трубок шаг намотки спирали увеличивается от концов трубок к середине, а секция ИК-нагрева снабжена пульсатором и завихрителем потока обрабатываемой жидкости, последовательно установленными на входе в секцию.

На фиг. 1 представлена технологическая схема пастеризатора; на фиг. 2 кварцевая трубка с нагревателем секции ИК-нагрева; на фиг. 3 изображены пульсатор и завихритель потока.

Пастеризатор содержит секцию 1 ИК-нагрева, бак-накопитель 2, регенератор 3, охладитель 4, насос 5, коммуникации обрабатываемой жидкости 6 и охлаждающей воды 7, дополнительный трубопровод 8.

Секция ИК-нагрева представляет собой набор кварцевых трубок 9, с намотанной на поверхности электрической спиралью 10, зафиксированной теплоизоляцией 11 с отражающей внутренней поверхностью 12. На входе в секцию ИК-нагрева установлены пульсатор 13 и завихритель 14 потока. Установка имеет гидроарматуру, систему управления и регулирования процессом (не показаны).

Пастеризатор работает следующим образом.

Сырое молоко из бака-накопителя 2 подается насосом 5 в регенератор 3, где предварительно подогревается. Из регенератора молоко поступает в секцию 1 ИК-нагрева, где происходит собственно пастеризация. Если обработанное в секции ИК-нагрева молоко не достигает заданных параметров (температуры пастеризации), оно возвращается в бак-накопитель 2, откуда снова через насос 5 подается в ИК-нагреватель, на входе в который турбулизируется в пульсаторе 13 и завихрителе 14 потока. По достижении заданной температуры пастеризации молоко через горячую сторону регенератора 3 поступает в охладитель 4, где охлаждается холодной водой, подаваемой по трубопроводу 7.

Перед процессом пастеризации проводят стерилизацию системы, для чего через уравнительный бак водопроводную воду насосом подают в секцию ИК-нагрева, где доводят ее до температуры, необходимой для стерилизации, после чего вода заданное время циркулирует в системе, причем часть воды посредством дополнительного трубопровода 8 из секции ИК-нагрева подается непосредственно на вход горячего тракта охладителя, что позволяет значительно быстрее по сравнению с прототипом достигать в охладителе заданной температуры стерилизации.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОПАСТЕРИЗАТОР ДЛЯ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, содержащий секцию ИК-нагрева, выполненную в виде пучка кварцевых трубок с электронагревателем на поверхности, центробежный насос, регенератор, охладитель, бак-накопитель, коммуникации обрабатываемой жидкости и охлаждающей воды, систему управления, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным трубопроводом, включенным в коммуникацию обрабатываемой жидкости между выходом из секции ИК-нагрева и входом охладителя.

2. Электропастеризатор по п. 1, отличающийся тем, что электронагреватель выполнен в виде спирали.

3. Электропастеризатор по п. 2, отличающийся тем, что спираль зафиксирована по длине трубки посредством теплоизоляции, имеющей отражающую внутреннюю поверхность.

4. Электропастеризатор по п. 1, отличающийся тем, что шаг намотки спирали увеличивается от концов трубок к середине.

5. Электропастеризатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен пульсатором и завихрителем потока обрабатываемой жидкости, установленным на входе в секцию ИК-нагрева.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3