Устройство для термообработки продукта в таре

 

Использование: тепловая обработка продуктов в таре для их стерилизации или пастерилизации. Сущность изобретения: устройство для термообработки продукта в таре содержит герметичную камеру для размещения продукта. Камера снабжена средствами размещения контрольного образца продукта, а также средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды. Устройстро содержит систему управления с датчиками температуры и давления в камере и контрольном образце с блоками сравнения и блоком выработки команд, обеспечивающим поддержание заданного температурного режима и перепада давления в камере и таре с продуктом не более заданного значения. Это исключает деформации и разгерметизацию тары, в том числе жесткой, что расширяет технологические возможности устройства за счет надежной автоматической обработки продукта в любом виде тары. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и может быть использовано для тепловой обработки продуктов в таре для их стерилизации и пастеризации.

Известно устройство для термообработки продуктов в таре, содержащее герметичную емкость для размещения продукта, средства подачи теплоносителя под давлением, средства подачи охлаждающей среды, средства сброса давления в емкости и систему управления, включающую задатчик температуры и датчик температуры, установленный в емкости, соединенные через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды [1] Недостатком этого устройства является деформация или разгерметизация тары из-за невозможности контроля перепада давления в таре и камере и температурного градиента в стенке стеклянной тары.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для термообработки продукта в таре, содержащее герметичную камеру для размещения продукта, средства подачи теплоносителя под давлением, средства подачи охлаждающей среды, средства сброса давления в камере и систему управления, включающую задатчик температуры и датчик температуры, размещенный в камере, соединенные через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды, и средства контроля перепада давления в таре с продуктом и камере, выполненные в виде датчика деформации тары и соединенного через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды и средствами сброса давления в камере [2] Это устройство позволяет исключить разгерметизацию мягкой тары, но сохраняет все недостатки предыдущего при обработке продукта в жесткой таре, например жестяной или стеклянной.

В предлагаемом устройстве для термообработки продукта в таре, содержащем герметичную камеру для размещения продукта, средства подачи теплоносителя под давлением, средства подачи охлаждающей среды, средства сброса давления в камере и систему управления, включающую задатчик температуры и датчик температуры, размещенный в камере, соединенные через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды, и средства контроля перепада давления в таре с продуктом и камере, соединенные через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды и средствами сброса давления в камере, согласно изобретению, камера снабжена средствами размещения контрольного образца продукта, а средства контроля перепада давления выполнены в виде двух датчиков давления, размещенных в камере и образце.

Это позволяет расширить технологические возможности устройства за счет возможности обработки продукта в жесткой таре без деформации и разгерметизации тары под действием перепада давления.

В предпочтительном варианте система управления снабжена дополнительным датчиком температуры, размещенным внутри контрольного образца, дополнительным блоком сравнения и блоком коррекции, причем датчики температуры соединены с дополнительным блоком сравнения, который через блок коррекции соединен с задатчиком температуры.

Это позволяет дополнительно расширить технологические возможности устройства за счет исключения растрескивания стеклотары при контроле температурного градиента и контроля режима стерилизации по температуре продукта.

В этом случае возможно выполнение дополнительного датчика температуры в виде набора термопар,размещенных по оси контрольного образца.

Это позволяет повысить точность контроля температурного градиента в стеклотаре и точность контроля режима стерилизации за счет определения точки наихудшего прогрева контрольного образца.

На фиг. 1 изображено устройство для термообработки продукта в таре, разрез; на фиг. 2 увеличенный фрагмент I на фиг.1; на фиг. 3 схема системы управления устройства.

Устройство для термообработки продукта в таре содержит герметичную камеру 1 для размещения продукта в штабеле 2, средства 3 подачи теплоносителя под давлением с дозатором 4, средства 5 подачи охлаждающей среды с дозатором 6, соединенные через смесительную камеру 7 с разводящим коллектором 8 в камере 1, средства 9 сброса давления в камере 1, систему управления, полку 10 для размещения контрольного образца 11 продукта с крышкой 12, уплотнителем 13, газоотводной трубкой 14 датчика 15 давления и набором 16 термопар датчика 17 температуры, закрепленной на полке 10 посредством шпилек 18, датчик 19 давления в камере 1 и датчик 20 температуры в камере 1.

Система управления устройства содержит три блока 21-23 сравнения, блок 24 выработки команд, блок 25 коррекции и задатчик 26 температуры. Датчик 20 температуры в камере 1 соединен с блоками 21 и 22 сравнения, датчик 17 температуры в контрольном образце 11 соединен с блоком 22 сравнения, датчик 19 давления в камере 1 и датчик 15 давления в контрольном образце 11 соединены с блоком 23 сравнения. Блок 21 сравнения соединен через блок 24 выработки команд с дозаторами 4 и 6 средств 3 подачи теплоносителя под давлением и 5 подачи охлаждающей среды, блок 23 сравнения соединен через блок 24 выработки команд с дозаторами 4 и 6 и средством 9 сброса давления в камере 1. Задатчик 26 температуры входом соединен через блок 25 коррекции с блоком 22 сравнения, а выходом с блоком 21 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Продукт в таре для термообработки, например стерилизации, загружают в камеру 1 в штабель 2, а на полке 10 устанавливают контрольный образец 11 в оригинальной таре без крышки с тем же продуктом или макетной смесью. С помощью шпилек 18 на контрольном образце 11 закрепляют крышку 12 с уплотнителем 13, размещая набор 16 термопар по оси образца 11, а газоотводную трубку 14 над горловиной тары образца 11, после чего осуществляют термообработку продукта. Для этого задатчиком 26 температуры определяют расчетный режим стерилизации, т.е. расчетный закон изменения температуры во времени для достижения заданного показателя летальности микрофлоры в продукте, и включают систему управления устройством, которая обеспечивает в соответствии с программой, заложенной в задатчик 26 температуры, подачу через дозаторы 4 и 6 в смесительную камеру 7 теплоносителя из средств 3 и охлаждающей среды из средств 5 в соотношении, обеспечивающем заданный температурный режим смеси. Смесь поступает через коллектор 8 в камеру 1 и взаимодействует с продуктом в штабеле 2 и контрольным образцом 11, обогревая их и создавая в камере 1 избыточное давление, которое должно уравновешивать избыточное давление, возникающее в герметично закрытой таре в результате нагрева ее содержимого, или по меньшей мере предотвращать деформацию тары, или ее разгерметизацию вследствие разрыва тары или срыва крышек. Соответствие температурного режима в камере 1 заданному осуществляется при подаче сигнала датчиком 20 температуры в камере 1 на блок сравнения 21, который при несовпадении этого сигнала с сигналом задатчика 26 температуры через блок 24 выработки команд дозаторами 4 и 6 изменяет соотношение подаваемых в камеру 7 смешения средствами 3 и 5 теплоносителя и охлаждающей среды. Одновременно датчики давления 15 и 19 в контрольном образце 11 и камере 1 подают сигналы на блок сравнения 23, который при их несовпадении для исключения деформации или разгерметизации тары через блок 24 выработки команд подает сигнал об изменения давления в камере. Если давление в контрольном образце больше давления в камере 1, подается команда на пропорциональное увеличение подачи теплоносителя и охлаждающей среды дозаторами 4 и 6, а если наоборот, то подается команда на частичный сброс давления в камере 1 средствами 9.

При стерилизации консервов в стеклянной таре или при отработке режимов стерилизации целесообразно измерение температуры внутри контрольного образца, имитирующего состояние всей партии обрабатываемого в штабеле 2 продукта. При этом для измерения температурного градиента в таре и/или контроля температуры продукта в таре с целью рассчета фактического показателя летальности микрофлоры снимают показания датчика 17 температуры, набор термопар 16 которого при размещении по оси контрольного образца 11 позволяет определить точку наихудшего прогрева продукта. Сигналы датчика 17 и датчика 20 температуры в камере 1 поступают на блок 22 сравнения, который при увеличении их разницы большем заданной величины для исключения растрескивания стеклянной тары через блок 25 коррекции изменяет значение задатчика 26 температуры, снижая скорость температурного воздействия, одновременно увеличивая время этого воздействия в процессе нагрева для сохранения заданного значения показателя летальности.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить технологические возможности за счет автоматизации процессов термообработки продукта в жесткой таре, исключив возможность деформации и разгерметизации тары под действием перепада давления и температурного градиента, а также осуществления контроля режима стерилизации по заданному показателю летальности микрофлоры. Это сокращает расход продукта за счет ликвидации брака по деформации и/или разгерметизации тары и бомбажу в процессе хранения вследствие недостаточной термообработки.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ПРОДУКТА В ТАРЕ, содержащее герметичную камеру для размещения продукта, средства подачи теплоносителя под давлением, средства подачи охлаждающей среды, средства сброса давления в камере и систему управления, включающую задатчик температуры и датчик температуры, размещенный в камере, соединенные через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды, и средства контроля перепада давления в таре с продуктом и камере, соединенные через блок сравнения и блок выработки команд со средствами подачи теплоносителя и охлаждающей среды и средствами сброса давления в камере, отличающееся тем, что камера снабжена средствами размещения контрольного образца продукта, а средства контроля перепада давления выполнены в виде двух датчиков давления, размещенных в камере и контрольном образце.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система управления снабжена дополнительным датчиком температуры, размещенным в контрольном образце, и дополнительным блоком сравнения и блоком коррекции, причем датчики температуры соединены с дополнительным блоком сравнения, который через блок коррекции соединен с задатчиком температуры.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительный датчик температуры выполнен в виде набора термопар, размещенных по оси контрольного образца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3