ПАСТЕРИЗАТОР МОЛОКА Российский патент 1997 года по МПК A23L3/16 

Изобретение относится к устройствам для пастеризации молока и может быть использовано в молочной промышленности, на сельскохозяйственных предприятиях, в фермерских и индивидуальных хозяйствах.

Известные пастеризаторы для молока представляют собой различные теплообменники: емкости с паровой рубашкой и мешалкой, кожухотрубчатые и пластинчатые теплообменники (см. Н. Я. Лукьянов, Н. В. Барановский. Оборудование предприятий молочной промышленности. М. 1968, 408 с.). В таких аппаратах пастеризация молока, т. е. его нагревание до температуры 63-85 град. С с целью уничтожения микробов, происходит за счет теплообмена с теплоносителем через стенку. В качестве теплоносителя используется пар или горячая вода. Подобные пастеризаторы неэкономичны, т. е. достаточно металлоемки, имеют низкий коэффициент полезного действия (к.п.д.), для их работы требуется теплоноситель, кроме того, они не обеспечивают равномерность прогрева молока в заданном интервале температур, т.е. допускают перегрев, снижающий качество продукта, либо наоборот, не обеспечивают полного уничтожения микробов.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции пастеризатора и повышение качества пастеризованного молока.

Эта цель достигается применением известного устройства с вращающимся диском в качестве пастеризатора для молока (см. Никулин В. А. Коновалов В. М. Волгин Б. П. Установка с вращающимся диском для исследования кавитационной эрозии материалов (Заводская лаборатория, 1980, N 2, с. 164-165.).

На фиг. 1 изображена установка с вращающимся диском. Она состоит из цилиндрической камеры 1, внутри которой на валу 2 вращается диск 3, приводимый в движение от двигателя 4. Камера герметично закрыта крышкой 5, уплотнение вала обеспечивает сальниковое устройство 6. Внутренние стенки камеры имеют неподвижные радиальные лопасти 7, препятствующие раскручиванию жидкости в камере. Установка имеет бак-накопитель 8 с змеевиковым холодильником 9, систему трубопроводов 10 с насосом 11 и запорной арматурой (вентили 12 и 13), термометр 14 и манометр 15. Камера снабжена входным 16 и выходным 17 патрубками. На фиг. 2 показан диск 3, на торцевой поверхности которого выполнены сквозные отверстия 18.

Установка работает следующим образом. Из бака-накопителя 8 молоко насосом 11 по трубопроводу через патрубок 16 подается в камеру 1, где происходит процесс его пастеризации, во-первых, за счет нагрева молока в результате диссипации механической энергии потока жидкости в тепловую и, во-вторых, за счет ультразвуковых колебаний жидкости, появляющихся из-за наличия кавитации за отверстиями 18 диска 3 при его вращения с большой скоростью. Из камеры 1 через патрубок 17 пастеризованное молоко отводится на следующие этапы обработки, проходя змеевиковый холодильник 9, где охлаждается за счет нагрева молока в баке-накопителе 8. Манометр 15 контролирует давление жидкости в камере, а термометр 14 температуру молока. Вентили 12 и 13 служат для регулирования давления в камере и расхода молока.

Вопросы нагрева жидкости за счет внутреннего трения изложены в работе: Маховко Ю. Е. Коваленко А. Н. "Диссипативный нагрев среды при вращении диска в ограниченном пространстве", ИФЖ, 1977, т. 32, N 4, с. 697-702.

Уничтожение микробов в молоке действием ультразвуковой обработки изложено, например, в работе: "Обработка жидких пищевых продуктов в полях упругих волн высокой интенсивности", Дашковский Ю. А. Украинец А. И. Мыколиев И. М. Билинчук Н. Л. тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевой и перерабатывающей отрасли АПК", 24-26 сент. 1991, Киев. технологический институт пищевой промышленности, Киев, 1991, с. 150-151.

Предложение использовать известное устройство с вращающимся диском в качестве пастеризатора для молока имеет преимущества, т.к. конструкция устройства достаточно проста, имеет небольшие габариты и вес. Для проведения процесса не требуется промежуточный теплоноситель, а, следовательно, и устройства для его нагрева. Почти вся подводимая к двигателю энергия (за вычетом потерь в самом двигателе) переходит в тепло внутреннего трения жидкости, обеспечивая тем самым высокий к.п.д. устройства. Контролируя расход молока через камеру устройства и скорость вращения диска, можно с достаточной точностью поддерживать температуру пастеризации. Наличие ультразвуковых колебаний жидкости, уничтожая микробы, позволит снизить температуру пастеризации, что приведет к повышению вкусовых качеств молока. Кроме того, устройство может быть использовано в качестве гомогенизатора для молока за счет диспергирования частиц жира при воздействии кавитации.

Использование: пастеризация молока в молочной промышленности и сельскохозяйственных предприятиях. Сущность изобретения: установка с вращающимся диском для исследования кавитационной эрозии материалов содержит камеру с входным и выходным патрубками и неподвижными радиальными лопастями на ее стенках. В камере установлен приводной вал с установленным на нем диском с сквозными отверстиями. Установка содержит бак-накопитель с змеевиковым холодильником, а также систему трубопроводов с насосом, с запорной и контролирующей арматурой. Данная установка применяется в качестве пастеризатора молока. 2 ил.

1 Применение установки с вращающимся диском для исследования кавитационной эрозии материалов, содержащей камеру с входным и выходным патрубками и неподвижными радиальными лопастями на ее стенках, приводной вал с установленным на нем диском со сквозными отверстиями, бак-накопитель с змеевиковым холодильником, а также систему трубопроводов с насосом, запорной и контролирующей арматурой, в качестве пастеризатора молока.