УСТАНОВКА ДЛЯ АСЕПТИЧЕСКОГО КОНСЕРВИРОВАНИЯ ЖИДКИХ И ПЮРЕОБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1997 года по МПК A23L3/22 A23L2/46 A23C3/33 

Изобретение относится к оборудованию для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, предпочтительно соков, напитков и молока.

Известна установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, содержащая последовательно соединенные по продукту приемный сборник, насос, циркуляционный теплообменник, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой нагреватель-теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель и асептический наполнитель (Рогачев В.И. Фромзель О.Г. Мазохина-Поршнякова Н.Н. "Асептическое консервирование плодоовощных продуктов", М. Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 176-177).

Недостатками этой установки являются низкая надежность, высокие потери продукта и высокая энергоемкость.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности установки, снижение ее энергоемкости и снижение потерь продукта.

Этот результат достигается тем, что установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, содержащая последовательно соединенные по продукту приемный сборник, насос, циркуляционный теплообменник, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель и асептический наполнитель, согласно изобретению снабжена установленным между циркуляционным теплообменником и первой секцией рекуперативного теплообменника деаэратором и дополнительным насосом, и установленным на асептическим наполнителем ресивером постоянного давления, соединенным аварийным сливом с приемным сборником, при этом вторая и первая секции рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник последовательно соединены в рециркуляционный контур, снабженный сборником промежуточного теплоносителя и насосом.

Это позволяет повысить надежность за счет исключения возможности контаминации продукта в рекуперативном теплообменнике, снизить потери продукта за счет его сбора и возврата в случае сбоя подачи стерильной тары в асептический наполнитель и снизить энергоемкость за счет исключения потерь в установке стерильного продукта.

В предпочтительном варианте насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим меньшее давление, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.

Это позволяет повысить надежность работы установки за счет исключения возможности попадания в продукт промежуточного теплоносителя.

В другом предпочтительном варианте насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим большую производительность, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.

Это позволяет дополнительно снизить энергоемкость установки за счет повышения коэффициента рекуперации тепла.

На чертеже показана схема предлагаемой установки.

Установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов содержит последовательно соединенные по продукту приемный сборник 1, основной продуктовый насос 2, циркуляционный теплообменник 3, деаэратор 4, дополнительный продуктовый насос 5, первую секцию 6 рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник 7, вторую секцию 8 рекуперативного теплообменника, водяной охладитель 9, асептический наполнитель 10 и ресивер 11 постоянного давления. Вторая и первая секции 8 и 6 рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник 3 последовательно соединены в рециркуляционный контур, снабженный сборником 12 промежуточного теплоносителя и насосом 13. В предпочтительном варианте насос 13 выполнен обеспечивающим меньшее давление и/или большую производительность, чем насосы 2 и 5.

Установка работает следующим образом.

При подготовке к работе установки насосами 2 и 5 создают рециркуляцию продукта по замкнутому контуру при выключенном охладителе 9. После выхода на температурный режим, обеспечивающий стерильность системы, включают водяное охлаждение в охладителе 9, разрешают фасовку продукта в стерильную тару в асептическом наполнителе 10, полностью сбрасывают продукт из ресивера 11 в приемный сборник 1 через аварийный слив и создают в ресивере 11 заданное постоянное давление.

В установившемся режиме нестерильный продукт из приемного сборника 1 насосом 2 подается через циркуляционный теплообменник 3 в деаэратор 4. Повышение температуры в теплообменнике 3 обеспечивает снижение вязкости продукта и падение растворимости в нем газов, что облегчает деаэрацию продукта и повышает его качество за счет снижения интенсивности окислительных процессов при следующем высокотемпературном нагреве. Дополнительным продуктовым насосом 5 продукт из деаэратора 4 подается через первую секцию 6 рекуперативного теплообменника в паровой теплообменник 7, в котором осуществляется стерилизация, во вторую секцию 8 рекуперативного теплообменника, водяной охладитель 9 и асептический наполнитель 10. Падение давления в стерилизуемом продукте в процессе прохода от первой секции 6 рекуперативного теплообменника до его второй секции 8 не приводит ко вторичной контаминации продукта за счет того, что перетекание нестерильного продукта через негерметичности в рекуперативном теплообменнике из зоны высокого давления в стерильный продукт в зоне низкого давления исключено противоположным направлением движения промежуточного теплоносителя. Рассогласованность в скорости подачи в асептический наполнитель 10 стерильной тары не приводит к потере продукта и связанному с этим повышению энергоемкости, поскольку поступающий при отсутствии подачи тары стерильный продукт отводится из асептического наполнителя 10 в ресивер 11 под действием увеличения давления в асептическом наполнителе 10 при отсутствии выхода продукта в тару. В дальнейшем при восстановлении подачи тары стерильный продукт из ресивера 11 удаляется за счет временного увеличения скорости подачи тары при падении давления в асептическом наполнителе 10 или после завершения подачи продукта из приемного сборника 1. В случае полного сбоя подачи тары стерильный продукт частично сливается из ресивера 11 в приемный сборник 1 через аварийный слив до полного отключения установки. Это приводит к частичному удалению стерильного продукта в нестерильный продукт, но позволяет исключить его потери и сохранить во всех узлах установки.

Рекуперация тепла стерилизуемого продукта в данной установке осуществляется с помощью промежуточного теплоносителя, подаваемого из сборника 12 насосом 13 последовательно через секции 8 и 6 рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник 3, то есть последовательно через зоны, в которых температура продукта изменяется от наиболее высокой до наиболее низкой. Поток промежуточного теплоносителя направлен от зоны со стерильным продуктом к зоне с нестерильным продуктом, что исключает вторичную контаминацию. Выполнение насоса 13, обеспечивающим меньшее давление и/или большую производительность, чем насосы 2 и 5, позволяет исключить попадание в продукт промежуточного теплоносителя и /или увеличить коэффициент рекуперации тепла, снизив энергоемкость установки, что происходит за счет повышения температурного градиента в зонах теплообмена при увеличении скорости промежуточного теплоносителя. В установке-прототипе это является невозможным, исходя из условия неразрывности потока продукта. То есть, рекуперация тепла осуществляется холодным и горячим потоками, имеющими строго одинаковый расход. Кроме того, в предлагаемой установке промежуточный теплоноситель имеет единственную зону нагрева и две зоны охлаждения. Как было сказано выше, это позволяет повысить качество продукта за счет облегчения его деаэрации, а также ускоряет выход установки на рабочий установившийся режим при ее запуске и стерилизации, а при работе в установившемся режиме снижает энергозатраты за счет более полной рекуперации тепла стерильного продукта и более полного использования оборудования. Это объясняется тем, что циркуляционный теплообменник в установке-прототипе отключается и не используется после выхода на установившийся рабочий режим.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить энергоемкость, сократить потери продукта и обладает более высокой надежностью в эксплуатации.

Использование: асептическое консервирование жидких и пюреобразных продуктов, в том числе соков, напитков, молока. Сущность изобретения: установка содержит последовательно соединенные по продукту приемный сборник, основной продуктовый насос, циркуляционный теплообменник, деаэратор, дополнительный продуктивный насос, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель, асептический наполнитель. Ресивер постоянного давления соединен аварийным сливом с приемным сборником. Сборник промежуточного теплоносителя включены в рециркуляционный контур, в котором за ними последовательно расположены вторая и первая секции рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, содержащая последовательно соединенные по продукту приемный сборник, насос, циркуляционный теплообменник, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель и асептический наполнитель, отличающаяся тем, что она снабжена установленными между циркуляционным теплообменником и первой секцией рекуперативного теплообменника деаэратором и дополнительным насосом и установленным за асептическим наполнителем ресивером постоянного давления, соединенным аварийным сливом с приемным сборником, при этом вторая и первая секции рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник последовательно соединены в рециркуляционный контур, снабженный сборником и насосом промежуточного теплоносителя. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим меньшее давление, чем основной и дополнительный продуктовые насосы. 3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим большую производительность, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.