ПАСТЕРИЗАЦИОННО-ОХЛАДИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК A23C3/02 A23C3/04 A01J9/04 

Изобретение относится к области тепловой обработки сельскохозяйственных продуктов и может быть использовано на предприятиях в сельскохозяйственном производстве и пищевой промышленности при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов.

Известны охладительно-пастеризационные установки для охлаждения и тепловой обработки молока, содержащие пластинчатый теплообменный аппарат, уравнительный бак, выдерживатель для молока, насос горячей воды, бойлер, блок управления, трубопроводную и запорно-регулирующую арматуру (см. например, Ковалев Ю. Н. Молочное оборудование животноводческих ферм и комплексов. М.: Россельхозиздат, 1987, с.169).

Недостатком этих устройств является большая энерго- и материалоемкость, большие капитальные и эксплуатационные затраты, наличие энергоемких внешних устройств для нагрева и охлаждения: паровых котлов, холодильных установок.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к данному изобретению являются ванны длительной пастеризации ( см. Лукьянов Н.Я., Барановский Н.В. Оборудование предприятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1968, с. 103... 112). Ванны длительной пастеризации включают резервуар, наружную рубашку, трубопроводную и запорно-регулирующую арматуру, молочный насос, датчики температуры, блок управления.

Недостатком этих устройств является их большая энергоемкость и материалоемкость, необходимость наличия внешних устройств для нагрева и охлаждения молока, например парогенераторов, большие капитальные и эксплуатационные затраты, невозможность функционирования в едином потоке с доильной установкой, что ограничивает их применение на сельскохозяйственных объектах, предприятиях пищевой промышленности, особенно небольшой мощности.

Техническим результатом применения предлагаемого устройства является повышение надежности в работе, снижение энергоемкости и металлоемкости, капитальных и эксплуатационных затрат при работе с установками на фермах до 200 коров.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что резервуар с наружной рубашкой выполнен вакуумплотным, причем верхняя часть его соединена трубопроводами с вакуумным насосом доильной установки, доильными аппаратами, резервуарами для молока, а нижняя часть с термохолодильным блоком, состоящим из блока термомодулей, находящегося с обеих сторон в тепловом контакте с каналами для молока и хладоносителя, причем нижняя часть резервуара соединена трубопроводом через вентиль и насос с входной частью канала для молока термохолодильного блока, а выходная часть этого канала для молока соединена с верхней частью резервуара, а входная часть канала для хладоносителя, находящаяся со стороны выходной части канала для молока, соединена через вентиль с системой водоснабжения фермы и резервуаром горячей воды, а противоположная выходная часть канала для хладоносителя соединена через вентили с резервуарами для горячей и холодной воды, которые в свою очередь соединены с входным и выходным патрубками наружной рубашки, а блок термомодулей электрически соединен с программируемым устройством блока управления, причем датчики температуры, установленные на термохолодильном блоке и резервуаре, электрически соединены с блоком управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема охладительно-пастеризационного устройства для доильных установок. На чертеже изображены резервуар 1 с наружной рубашкой 2, выполненный вакуум-плотным, причем верхняя часть его соединена трубопроводами с вакуумным насосом 3, подключенными к коровам 4 доильными аппаратами 5, резервуарами для молока 6, а нижняя часть с термохолодильным блоком 7, состоящим из блока термомодулей 8, находящихся с обеих сторон в тепловом контакте с каналами для молока 9 и хладоносителя 10, причем нижняя часть резервуара 1 соединена трубопроводом через вентиль 11 и насос 12 с входной частью канала для молока 9 термохолодильного блока 7, а выходная часть этого канала для молока 9 соединена с верхней частью резервуара 1, а входная часть канала для хладоносителя 10, находящаяся со стороны выходной части канала для молока 9, соединена через вентиль 13 с системой водоснабжения фермы и с резервуаром горячей воды 14, а противоположная выходная часть канала для хладоносителя 10 соединена через вентили 15, 16, 17 с резервуарами для горячей 14 и холодной воды 18 сельскохозяйственного объекта, которые в свою очередь соединены с входным 19 и выходным 20 патрубками наружной рубашки 2, а блок термомодулей 7 электрически соединен с программируемым устройством 21 блока управления 22, причем датчики температуры 23 и 24, установленные соответственно на термохолодильном блоке 7 и резервуаре 1, электрически соединены с блоком управления 22. Резервуары для горячей 14 и холодной воды 18 через вентили 25 и 26 соединены с системами 27 холодного водоснабжения, включая приемники естественного холода, и системами 28 горячего водоснабжения. Охлажденное молоко из резервуара 1 насосом 12 через вентиль 29 может выдаваться в молоковозы или подаваться на расфасовку.

Охладительно-пастеризационное устройство для доильных установок работает следующим образом.

В начале доения включается вакуумный насос 3 и резервуар 1 вакуумируется. Выдоенное молоко от коров 4 через доильные аппараты 5 поступает в резервуар 1 и в нем накапливается. Молоко может поступать в резервуар 1 также и из резервуаров для молока 6 под действием того же вакуума. Во время поступления молока при режиме пастеризации во входной патрубок 19 из системы 28 горячего водоснабжения сельскохозяйственного объекта через вентили 15 и 16 и резервуара для горячей воды 14 горячая вода поступает в наружную рубашку 2 резервуара 1. Горячая вода, протекая через наружную рубашку 2, вентили 25 и 26, возвращается в систему 28 горячего водоснабжения сельскохозяйственного объекта, при этом молоко в резервуаре 1 нагревается. Контроль температуры осуществляется при помощи датчика температуры 24 и блока управления 22. При достижении заданной температуры, при которой дальнейший догрев молока производится при помощи термохолодильного блока 7, с блока управления 22 подается сигнал на включение насоса 12, и молоко через вентиль 11 поступает в канал для молока 9 термохолодильного блока 7 и затем возвращается в резервуар 1. Одновременно включается с программного устройства 21 блок термомодулей 8 и в канал для хладоносителя 10 через вентиль 13 поступает хладоносистель, охлаждающий холодные спаи термомодулей 8. Молоко, протекая по каналу для молока 9, продолжает нагреваться от горячих спаев блока термомодулей 8. Для изменения температуры хладоносителя при охлаждении холодных спаев термомодулей 8 в заданных пределах поступающая вода в канал хладоносителя 10 из системы водоснабжения фермы может смешиваться в вентиле 13 с водой, поступающей из резервуара горячей воды 14.

При использовании насоса 12 и вентилей 11 в вакуум-плотном исполнении, например насос НМУ-6, этот процесс может осуществляться и во время дойки при вакуумированном резервуаре 1.

Температура молока, протекающего по каналу для молока 9, контролируется датчиком температуры 23, сигнал которого поступает в программируемое устройство 21. Когда температура молока, протекающего по каналу 9, при очередном повышении температуры горячих спаев термомодулей 8 стабилизируется, из программируемого устройства 21 на блок термомодулей 8 подается сигнал увеличенной мощности и температура горячих спаев термомодулей 8, а следовательно, и температура молока, протекающего по каналам для молока 9, увеличивается. При стабилизации температуры молока на новом температурном уровне процесс повторяется до достижения молоком требуемой температуры пастеризации.

После выдержки, определяемой режимом пастеризации, начинается процесс охлаждения молока. Из системы 27 холодного водоснабжения сельскохозяйственного объекта хладоноситель через вентиль 26 и входной патрубок 19 поступает в наружную рубашку 2 резервуара 1, где охлаждает молоко и через выходной патрубок 20 поступает в резервуар для холодной воды 18 и далее для доохлаждения возвращается в систему 27 холодного водоснабжения сельскохозяйственного объекта.

Охлаждение молока до требуемой температуры производится на термомодулях 8 тем же ступенчатым методом, что и нагрев. При этом полярность напряжения, поступающего на блок термомодулей 8, меняется на противоположную. Одновременно, в наружную рубашку 2 поступает холодная вода из резервуара для холодной воды 18 и системы 27 холодного водоснабжения. Ступенчатое охлаждение молока производится до достижения заданной температуры. Охлажденное молоко через вентиль 29 подается в молоковоз, расфасовку или дальнейшую переработку. На более крупных фермах может устанавливаться два или несколько резервуаров 1.

Достоинством предлагаемого охладительно-пастеризационного устройства для доильных установок является поступление молока непосредственно от доильных аппаратов во время режима пастеризации. Это улучшает энергетические характеристики системы. Кроме того, применение термохолодильного блока с пошаговым увеличением температуры нагрева или понижением температуры охлаждения сокращает требуемое количество дорогих термоэлектрических модулей, а следовательно, капитальных и эксплуатационных затрат на тепловую обработку молока.

Изобретение предназначено для использования в сельскохозяйственном производстве и пищевой промышленности при обработке молока для его хранения. Устройство содержит вакуумплотный резервуар с наружной рубашкой, термохолодильный блок, резервуары для горячей и холодной воды. Верхняя часть резервуара соединена трубопроводами с вакуумным насосом доильной установки, доильными аппаратами, резервуарами для молока. Нижняя его часть соединена трубопроводом с входной частью канала для молока термохолодильного блока. Выходная часть этого канала соединена с верхней частью резервуара. Входная часть канала для хладоносителя соединена через вентиль с системой водоснабжения фермы и резервуаром горячей воды. Выходная часть канала для хладоносителя соединена через вентили с резервуарами для горячей и холодной воды. Последние сообщены с наружной рубашкой резервуара. Блок термомодулей электрически соединен с блоком управления. Датчики температуры установлены на термохолодильном блоке и резервуаре и электрически соединены с блоком управления. Изобретение обеспечивает невысокие энергоемкость, металлоемкость, капитальные и эксплуатационные затраты при работе устройства на фермах до 200 коров. 1 ил.

Пастеризационно-охладительное устройство, содержащее резервуар, молочный насос, задорно-регулирующую арматуру, датчики, отличающееся тем, что оно снабжено термохолодильным блоком, состоящим из блока термомодулей, имеющего с обеих сторон тепловой контакт с каналами для молока и хладоносителя, причем резервуар имеет наружную рубашку и выполнен вакуумплотным, причем верхняя часть его соединена трубопроводами с вакуумным насосом доильной установки, доильными аппаратами, резервуарами для молока, нижняя часть соединена трубопроводом через вентиль и насос с входной частью канала для молока термохолодильного блока, а выходная часть этого канала для молока соединена с верхней частью резервуара, при этом входная часть канала для хладоносителя расположена со стороны выходной части канала для молока, соединена через вентиль с системой водоснабжения фермы и резервуаром горячей воды, а противоположная выходная часть канала для хладоносителя соединена через вентили с резервуарами для горячей и холодной воды, причем последние соединены с входным и выходным патрубками наружной рубашки, а блок термомодулей электрически соединен с программируемым устройством блока управления, датчики температуры установлены на термохолодильном блоке и резервуаре и электрически соединены с блоком управления.