Многоходовой трубчатый теплообменник для жидких пищевых продуктов

 

Использование: рекуперация тепла в линиях асептического консервирования жидких и пюреобразных пищевых продуктов. Сущность изобретения: теплообменник содержит две группы труб, размещенных соосно одна внутри другой. Количество труб в каждой группе четное и равное. Трубы последовательно соединены между собой. Канал для прохода хладагента составляют последовательно соединенные четные от осевых трубы, начиная с внешней трубы основной группы. Канал для прохода теплоносителя составляют последовательно соединенные нечетные от осевой трубы, начиная с осевой трубы дополнительной группы. 1 ил.

Изобретение относится к конструкции рекуперативного теплообменника линии асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов.

Известен многоходовой трубчатый теплообменник для молока, содержащий группу сообщающихся между собой и размещенных одна внутри другой труб, образующих при последовательном соединении от центра к периферии канал для прохода теплоносителя, и группу труб, размещенных в каждом межтрубном пространстве первой группы, образующих канал для прохода хладагента при последовательном соединении от периферии к центру пучков труб каждого межтрубного пространства (RU, патент N 2034490, кл. A 23 C 3/033, 1995).

Недостатком этого теплообменника является низкий КПД, связанный с конвективным продольным теплообменом в теплоносителе при противоточном движении относительно одним и тех же стенок труб.

Техническим результатом изобретения является повышение КПД за счет исключения продольного теплообмена в потоках энергоносителей.

Этот результат достигается тем, что многоходовой трубчатый теплообменник для жидких пищевых продуктов, содержащий группу сообщающихся между собой и размещенных соосно одна в другой труб, образующих каналы для прохода хладагента и теплоносителя, согласно изобретению снабжен дополнительной группой сообщающихся между собой и размещенных соосно одна внутри другой труб, количество труб основной и дополнительной групп равно и является четным больше двух, при этом канал для прохода хладагента составляют последовательно соединенные четные от осевых трубы, начиная с внешней трубы основной группы, а канал для прохода теплоносителя составляют последовательно соединенные нечетные от осевых трубы, начиная от осевой трубы дополнительной группы.

Это позволяет повысить КПД теплообменника за счет исключения продольного теплообмена в потоках энергоносителей.

На чертеже показана схема предлагаемого теплообменника.

Многоходовой трубчатый теплообменник для жидких пищевых продуктов содержит две группы 1 и 2 труб, размещенных соосно одна внутри другой и образующих каналы для прохода теплоносителя и хладагента. Количество труб в группах 1 и 2 одинаково и является четным больше двух, например по четыре трубы в каждой группе. Трубы пронумерованы от центра к периферии и имеют номера, первая цифра которых указывает на номер группы, а вторая цифра - на номер трубы в ней.

В теплообменнике канал для прохода хладагента составляют последовательно соединенные трубы 14, 24, 12 и 22, а канал для прохода теплоносителя составляет последовательно соединенные трубы 21, 11, 23 и 13.

Данная конструкция теплообменника предназначена для рекуперации тепла в линиях асептического консервирования пищевых продуктов, таких как соки, пюре, напитки и молоко, в которых в качестве хладагента используется нестерильный продукт, поступающий из хранилищ с температурой несколько ниже температуры окружающего воздуха в рабочих помещениях, а в качестве теплоносителя тот же продукт после стерилизации. Основной задачей использования теплообменника является прогрев нестерилизованного продукта до температуры, близкой к температуре стерилизации, и охлаждение стерильного продукта до температуры фасовки, которая близка к температуре воздуха в рабочем помещении, при минимальных потерях тепла в окружающую среду.

При работе теплообменника нестерильный продукт по каналу для хладагента проходит по трубам, начиная с внешней трубы основной группы 1, в данном случае с трубы 14, исключая отвод тепла стерильного продукта в окружающую среду. Вывод нестерильного продукта происходит из трубы 22. Это обеспечивает достижение нестерильным продуктом температуры, близкой к температуре стерилизации. Одновременно проход стерильного продукта от трубы 21 к периферийным и его вывод из предпоследней трубы основной группы, в данном случае из трубы 13, обеспечивает достижение им температуры, близкой к температуре окружающей среды, что и требуется для его последующей фасовки. Компоновка теплообменника обеспечивает отсутствие поверхностей, обтекаемых с разных сторон потоками теплоносителя и хладагента. Это исключает продольный теплообмен в потоках и повышает КПД рекуперации тепла.

Следует отметить, что разница между температурой хладагента на выходе из теплообменника и температурой стерилизации, а также разница между температурой теплоносителя на выходе из теплообменника и температурой окружающего воздуха тем меньше, чем большим выбрано количество труб в группах 1 и 2.

Таким образом, предлагаемая конструкция теплообменника позволяет повысить КПД рекуперации тепла и минимизировать энергозатраты при стерилизации продуктов в линиях асептического консервирования с использованием данного теплообменника.

Формула изобретения

Многоходовой трубчатый теплообменник для жидких пищевых продуктов, содержащий группу сообщающихся между собой и размещенных соосно одна внутри другой труб, образующих каналы для прохода хладагента и теплоносителя, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной группой сообщающихся между собой и размещенных соосно одна внутри другой труб, количество труб основной и дополнительной групп равно и является четным больше двух, при этом канал для прохода хладагента составляют последовательно соединенные четные от осевых трубы, начиная с внешней трубы основной группы, а канал для прохода теплоносителя составляют последовательно соединенные нечетные от осевых трубы, начиная с осевой трубы дополнительной группы.

РИСУНКИ

Рисунок 1