ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству и способу термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта при получении жидкого пищевого продукта, такого как напитки из концентратов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны жидкие пищевые продукты, например прошедшие технологическую обработку молочные продукты, фруктовый сок/овощной сок, минеральная вода, другие напитки, суп, соус, томатная паста, десертный заварной крем, прошедшие технологическую обработку продукты из фруктов, овощное пюре, детское питание и напитки из концентратов с высокой вязкостью, пастеризованные или стерилизованные при использовании термообработки и тому подобное в процессе получения.
Термообработка для стерилизации/пастеризации представляет собой прямую стерилизацию, например продувку паром или непосредственное воздействие высокой температуры на пищевой продукт, и непрямую стерилизацию путем помещения пищевого продукта в теплообменник и термообработки пищевого продукта теплоносителем через стенку теплообменника.
Теплообменники, используемые для непрямой стерилизации, включают устройство пластинчатого типа (смотрите, Патентный документ 1) со стенками в виде пластин и устройства трубчатого типа со стенками в виде трубок, и их используют в соответствии с их назначением.
Документы уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1 - JP 11-103834, А.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поскольку при прямой пастеризации высокотемпературный пар подают напрямую в жидкий пищевой продукт, возникает риск того, что контакт теплоносителя с пищевым продуктом может вызвать порчу последнего, например возникновение подгоревшего запаха. С другой стороны, риск указанной выше прямой пастеризации может быть снижен при непрямой пастеризации при сравнительно большей поверхности соприкосновения. Как правило, жидкий пищевой продукт, чувствительный к термообработке, подвергают термообработке при использовании непрямой пастеризации.
При производстве напитков из концентратов и жидких пищевых продуктов из концентратов концентрированные напитки и жидкие пищевые продукты, например напиток - фруктовый сок, разводят 500% объемом разбавляющей воды до заданной концентрации, и объем увеличивается до 600%. Поскольку объем увеличивается в 6 раз по сравнению с объемом жидкого пищевого продукта перед разведением, при тепловой стерилизации и рекуперации тепла/охлаждении теплообменником при непрямой пастеризации по грубой оценке требуется затратить в 6 раз больше энергии. Поскольку объем увеличивается в 6 раз, то требуется больше времени для нагревания и охлаждения при теплообмене, и время, в течение которого пищевой продукт выдерживают в зоне с высокой температурой, увеличивается. Следовательно, существует риск ухудшения (тепловая нагрузка на продукт) качества пищевого продукта из-за длительного воздействия высокой температуры.
Настоящее изобретение позволяет решить указанные выше проблемы. Объект настоящего изобретения относится к устройству и способу термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта, позволяющим избежать порчи пищевого продукта, вызываемой прямым контактом с теплоносителем, время, требуемое для теплообмена, сокращается, время выдержки пищевого продукта в зоне с высокой температурой сокращается, и снижается ухудшение качества пищевого продукта, вызываемое высокой температурой.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
Устройство для термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению, позволяющее решить указанные выше проблемы, характеризуется тем, что включает
- насос для жидкого пищевого продукта для перемещения жидкого пищевого продукта перед обработкой,
- змеевиковый трубчатый теплообменник для термообработки, имеющий вход, выход и канал, сформированный из трубчатой теплообменной стенки, образующей герметичный проход между входом и выходом,
- теплообменник для охлаждения, имеющий вход, выход и канал, сформированный из трубчатой теплообменной стенки, образующей герметичный проход между входом и выходом,
- резервуар для полученного жидкого пищевого продукта для временного хранения полученного из концентрата охлажденного жидкого пищевого продукта,
- насос для разбавляющей воды для перемещения дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды,
- первый канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом насоса для жидкого пищевого продукта и входом теплообменника для термообработки,
- второй канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом теплообменника для термообработки и входом теплообменника для охлаждения,
- третий канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом теплообменника для охлаждения и входом резервуара и
- четвертый канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом насоса для разбавляющей воды и соединением второго трубопровода.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения теплообменник для охлаждения представляет собой змеевиковый трубчатый теплообменник, снабженный каналом, образованным трубчатой обменной стенкой.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения имеется пятый канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом насоса для разбавляющей воды и соединением первого трубопровода.
Способ термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению, позволяющий решить указанные выше проблемы, характеризуется тем, что включает следующие стадии:
- стадию получения концентрированного жидкого пищевого продукта перед обработкой и дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды,
- стадию подачи концентрированного жидкого пищевого продукта в насос для жидкого пищевого продукта для его выхода от выхода,
- стадию герметичного пропускания концентрированного жидкого пищевого продукта от выхода насоса для жидкого пищевого продукта к входу теплообменника для термообработки через первый канал,
- стадию подачи концентрированного жидкого пищевого продукта от входа змеевикового трубчатого теплообменника для термообработки, герметичного пропускания и термообработки этого продукта внутри канала, образованного трубчатой обменной стенкой между входом и выходом,
- стадию герметичного пропускания нагретого концентрированного пищевого продукта от выхода теплообменника для термообработки к входу теплообменника для охлаждения через второй канал,
- стадию выпускания дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды через насос для разбавляющей воды,
- стадию герметичного пропускания охлаждающей разбавляющей воды от выхода насоса для разбавляющей воды к соединению второго канала через четвертый канал,
- стадию подачи жидкого пищевого продукта от входа теплообменника для охлаждения, герметичного пропускания и охлаждения внутри канала, образованного обменной стенкой между входом и выходом,
- стадию герметичного пропускания охлажденного жидкого пищевого продукта от выхода теплообменника для охлаждения к входу резервуара через третий канал и
- стадию временного хранения охлажденного жидкого пищевого продукта из концентрата в резервуаре для полученного жидкого пищевого продукта.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения теплообменник для термообработки представляет собой змеевиковый трубчатый теплообменник для термообработки, снабженный каналом, образованным трубчатой обменной стенкой.
В предпочтительном варианте выполнения настоящее изобретение включает стадию герметичного пропускания охлаждающей разбавляющей воды от выхода насоса для разбавляющей воды к соединению первого канала через пятый канал.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно указанной выше структуре настоящего изобретения продемонстрированы следующие эффекты и функции и достигнуты полезные эффекты.
При термообработке и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению сначала получают концентрированный жидкий пищевой продукт перед обработкой и дезинфицированную/стерилизованную охлаждающую разбавляющую воду.
Жидкий пищевой продукт включает прошедшие технологическую обработку молочные продукты, фруктовый/овощной сок, содержащий мелкие кусочки и пульпу, минеральную воду, суп, соус, томатную пасту, десертный заварной крем, прошедшие технологическую обработку продукты из фруктов, овощное пюре, детское питание и тому подобное. В настоящем изобретении концентрат представляет собой жидкий пищевой продукт с содержанием влаги ниже, чем содержание влаги в пищевом продукте, когда его потребляют, как пищевой продукт.
Дезинфицированная/стерилизованная охлаждающая разбавляющая вода представляет собой воду, полученную дезинфицирующей фильтрацией, например, водопроводную воду, обработанную через дезинфицирующую пленку (мембрану); колодезную воду, ключевую воду и тому подобное, или обработанную воду, полученную при использовании УФ пастеризации.
Получение концентрированного жидкого пищевого продукта и охлаждающей разбавляющей воды может способствовать стадии термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта.
При термообработке и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению концентрированный жидкий пищевой продукт подают в насос для жидкого пищевого продукта и выпускают из выхода.
Например, при заданном выходном давлении насос для жидкого пищевого продукта может равномерно подавать концентрированный жидкий пищевой продукт в систему термообработки и стерилизации для термообработки.
При термообработке и стерилизации по изобретению концентрированный жидкий пищевой продукт герметично пропускают от выхода насоса для жидкого пищевого продукта к входу теплообменника для термообработки через первый канал.
Например, концентрированный жидкий пищевой продукт может быть равномерно и герметично транспортирован в теплообменник для термообработки под давлением на выходе из насоса для жидкого пищевого продукта.
При термообработке и стерилизации по изобретению концентрированный жидкий пищевой продукт подают от входа змеевикового трубчатого теплообменника для термообработки и герметично пропускают и нагревают внутри канала, образованного трубчатой обменной стенкой, между входом и выходом.
В теплообменнике для непрямой термообработки обменная стенка размещена между теплоносителем (охлаждающей средой) и продуктом, подвергаемым термообработке (жидкий пищевой продукт), и они передают и принимают термическую энергию. В настоящем изобретении во время движения жидкого пищевого продукта от входа трубчатой обменной стенки, имеющей спиральную форму, к выходу он может быть подвергнут термообработке.
Таким образом, непрямая термообработка позволяет избежать повреждения пищевого продукта, вызываемого контактом с теплоносителем.
В случае, когда форма обменной стенки представляет собой спираль или трубу, даже в случае пищевого продукта с высокой вязкостью и пищевого продукта, содержащего твердые сухие вещества, перемещение осуществляется легко без какой-либо закупорки и адгезии на стенках контейнера, и может быть проведена однородная термообработка.
При термообработке и стерилизации по изобретению нагретый концентрированный жидкий пищевой продукт герметично пропускают от выхода теплообменника для термообработки к входу теплообменника для охлаждения через второй канал.
Нагретый концентрированный жидкий пищевой продукт может быть герметично транспортирован в теплообменник для охлаждения под давлением на выходе из насоса для жидкого пищевого продукта.
При термообработке и стерилизации по изобретению дезинфицированную/стерилизованную охлаждающую разбавляющую воду выпускают через насос для разбавляющей воды и охлаждающая разбавляющая вода герметично пропускают от выхода насоса разбавляющей воды к соединению второго канала через четвертый канал.
Охлаждающая разбавляющая вода может быть герметично перемещена к соединению второго канала через четвертый канал под давлением на выходе из насоса для разбавляющей воды. В соединении второго канала охлаждающую разбавляющую воду смешивают с нагретым концентрированным жидким пищевым продуктом через второй канал, и пищевой продукт может быть напрямую охлажден за счет смешивания.
При прямом охлаждении время, требуемое для теплообмена, уменьшается, время выдержки пищевого продукта в зоне с высокой температурой также может быть уменьшено, и может быть снижено ухудшение качества пищевого продукта, вызванное высокой температурой.
При термообработке и стерилизации по изобретению жидкий пищевой продукт подают от входа теплообменника для охлаждения, герметично пропускают и охлаждают внутри канала, образованного обменной стенкой, между входом и выходом.
В теплообменнике для непрямой термообработки обменная стенка расположена между охлаждающей средой и продуктом, подвергаемым термообработке (жидкий пищевой продукт), и они передают и принимают термическую энергию. В предпочтительном варианте выполнения изобретения во время движения жидкого пищевого продукта от входа трубчатой обменной стенки, имеющей спиральную форму, к выходу он может быть охлажден.
Хотя охлаждающую разбавляющую воду и жидкий пищевой продукт смешивают и охлаждают смешиванием на стадии, предшествующей стадии охлаждения в теплообменнике для охлаждения, в нем может быть выполнен более точный контроль и может быть проведено заданное охлаждение.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения в случае, когда форма обменной стенки представляет собой спираль или трубу, даже в случае пищевого продукта с высокой вязкостью и пищевого продукта, содержащего твердые сухие вещества, перемещение осуществляется легко без какой-либо закупорки и адгезии на стенках контейнера, и может быть проведена однородная термообработка.
Охлажденный до заданной температуры жидкий пищевой продукт с заданной концентрацией может временно храниться в резервуаре для полученного жидкого пищевого продукта (продуктовый танк), и может быть проведена подготовка для заполнения в контейнеры.
В предпочтительном варианте выполнения термообработки и стерилизации по изобретению охлаждающая разбавляющая вода герметично пропускают от выхода насоса для разбавляющей воды к соединению первого канала через пятый канал.
При термообработке и стерилизации по изобретению способ герметичного перемещения концентрированного жидкого пищевого продукта в теплообменник для термообработки под давлением на выходе из насоса для жидкого пищевого продукта через первый канал может быть проведено частичное разведение для снижения вязкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематичный вид примерного устройства для термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению.
Фиг. 2 - блок-схема, показывающая стадии примерного способа термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта (А) по Примеру по изобретению и способа (В) по Сравнительному примеру.
Фиг. 3 - график термообработки (отношение время-температура продукта) согласно способу термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по Примеру согласно изобретению, способу прямой термообработки-стерилизации и традиционной непрямой термообработки стерилизацией.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Здесь и далее вариант выполнения изобретения описан детально со ссылкой на сопровождающие чертежи.
На Фиг. 1 показано устройство для термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению, которое имеет насос 2 для жидкого пищевого продукта, который подает концентрированный жидкий пищевой продукт 1 перед проведением термообработки, змеевиковый трубчатый теплообменник 7 для термообработки, снабженный входом 3, выходом 4 и каналом, сформированным трубчатой обменной стенкой 5, образующей герметичный по текучей среде проход между входом 3 и выходом 4, теплообменник 12 для охлаждения, снабженный входом 8, выходом 9 и каналом 11, сформированным трубчатой обменной стенкой 10, образующей герметичный по текучей среде проход между входом 8 и выходом 9, резервуар для полученного жидкого пищевого продукта для временного хранения охлажденного жидкого пищевого продукта 13 из концентрата, насос 16 для разбавляющей воды для подачи дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды 15, первый канал 18 для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом 17 насоса для жидкого пищевого продукта и входом 3 теплообменника 7 для термообработки, второй канал 19 для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом 4 теплообменника 7 для термообработки и входом 8 теплообменника для охлаждения 12, третий канал 21 для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом 9 теплообменника 7 для охлаждения и входом 20 резервуара 14 и четвертый канал 24 для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом 22 насоса 16 для разбавляющей воды и соединением 23 второго канала 19.
Устройство для термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению, приведенное на Фиг. 1, работает следующим образом.
При термообработке и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению сначала получают концентрированный жидкий пищевой продукт 1 перед обработкой и дезинфицированную/стерилизованную охлаждающую разбавляющую воду 15.
Жидкий пищевой продукт по этому варианту выполнения изобретения имеет высокую вязкость или содержит густые сухие твердые вещества. Например, он представляет собой кофе, прошедшие технологическую обработку молочные продукты, фруктовый/овощной сок, содержащий мелкие кусочки и пульпу, минеральную воду, суп, соус, томатную пасту, десертный заварной крем, прошедшие технологическую обработку продукты из фруктов, овощное пюре, детское питание и тому подобное.
Дезинфицированная/стерилизованная охлаждающая разбавляющая вода представляет собой воду, полученную дезинфицирующей фильтрацией, например, водопроводную воду, обработанную через дезинфицирующую пленку (мембрану); колодезную воду, ключевую воду и тому подобное, или обработанную воду, полученную при использовании УФ пастеризации. Хотя температура охлаждающей разбавляющей воды может быть подходяще изменена, она составляет, например, 2-3 градуса Цельсия.
При термообработке и стерилизации жидкого пищевого продукта по изобретению концентрированный жидкий пищевой продукт 1 подают в насос 2 для жидкого пищевого продукта и выпускают из выхода 17.
Например, при заданном выходном давлении в течение заданного времени и при 100 объемах асептический насос-дозатор 2 для жидкого пищевого продукта подает концентрированный жидкий пищевой продукт в систему термообработки и стерилизации для термообработки.
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения концентрированный жидкий пищевой продукт 1 герметично пропускают от выхода 17 насоса 2 для жидкого пищевого продукта к входу 3 теплообменника 7 для термообработки через первый канал 18.
Например, в течение заданного времени при 100 объемах концентрированный жидкий пищевой продукт 1 герметично транспортируют в теплообменник 7 для термообработки под давлением на выходе из насоса 2 для жидкого пищевого продукта.
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения концентрированный жидкий пищевой продукт 1 подают от входа змеевикового трубчатого теплообменника 7 для термообработки и герметично пропускают и нагревают внутри канала 6, образованного трубчатой обменной стенкой 5, между входом 3 и выходом 4.
В теплообменнике 7 для непрямой термообработки обменная стенка 5 размещена между теплоносителем 26 и продуктом, подвергаемым термообработке (жидкий пищевой продукт 1), и они передают и принимают термическую энергию. Во время движения жидкого пищевого продукта от входа к выходу спирали трубчатой обменной стенки 5 он подвергается термообработке. В этом варианте выполнения изобретения жидкий пищевой продукт 1 нагревают до температуры 95,5 градусов Цельсия. Отработанный теплоноситель 26 снова нагревают при использовании горячего пара 27.
Таким образом, непрямая термообработка позволяет избежать повреждения пищевого продукта, вызываемого контактом с теплоносителем. Поскольку форма обменной стенки 5 представляет собой спираль или трубу, даже в случае пищевого продукта с высокой вязкостью и пищевого продукта, содержащего твердые сухие вещества, перемещение осуществляется легко без какой-либо закупорки и адгезии на стенках контейнера, и может быть проведена однородная термообработка.
Змеевиковый трубчатый теплообменник для термообработки, который может быть использован для варианта выполнения изобретения, включает устройство «Tetra Therm Aseptic Visco» от Tetra Pak
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения нагретый концентрированный жидкий пищевой продукт 1 герметично пропускают от выхода 4 теплообменника 7 для термообработки к входу 8 теплообменника 12 для охлаждения через второй канал 19.
Нагретый концентрированный жидкий пищевой продукт 1 может быть герметично транспортирован в теплообменник 12 для охлаждения под давлением на выходе из насоса для жидкого пищевого продукта.
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения дезинфицированную/стерилизованную охлаждающую разбавляющую воду 15 подают через насос 16 для разбавляющей воды и охлаждающую разбавляющую воду 15 герметично пропускают от выхода 22 насоса 16 для разбавляющей воды к соединению 23 второго канала 19 через четвертый канал 24.
Охлаждающая разбавляющая вода 15 может быть герметично перемещена к соединению 23 второго канала 19 через четвертый канал 24 под давлением на выходе из насоса 16 для разбавляющей воды. В соединении 23 второго канала охлаждающую разбавляющую воду 15 смешивают с нагретым концентрированным жидким пищевым продуктом 1 во втором канале 19, и пищевой продукт может быть напрямую охлажден за счет смешивания.
В этом варианте выполнения изобретения температура охлаждающей разбавляющей воды 15 составляет 2-3 градуса Цельсия. Температура жидкого пищевого продукта 1 составляет 95,5 градусов Цельсия. Объем охлаждающей разбавляющей воды 15 составляет 400 объемов в течение заданного периода времени, а объем жидкого пищевого продукта 1 составляет 100 объем в течение заданного периода времени, как указано выше.
Следовательно, объем после смешивания составляет 500(=100+400), а температура достигает 20 градусов Цельсия.
При прямом охлаждении время, требуемое для теплообмена, уменьшается, время выдержки пищевого продукта в зоне с высокой температурой также может быть уменьшено, и может быть снижено ухудшение качества пищевого продукта, вызванное высокой температурой.
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения жидкий пищевой продукт 1 подают от входа 8 теплообменника 12 для охлаждения, герметично пропускают и охлаждают внутри канала, образованного обменной стенкой 10, между входом 8 и выходом 9.
В теплообменнике 12 для непрямой термообработки обменная стенка 10 расположена между охлаждающей средой и продуктом, подвергаемым термообработке (жидкий пищевой продукт 1), и они передают и принимают термическую энергию. В предпочтительном варианте выполнения изобретения во время движения жидкого пищевого продукта от входа трубчатой обменной стенки, имеющей спиральную форму, к выходу он охлаждается.
В соединении 23 предшествующей стадии охлаждающая разбавляющая вода 15 с низкой температурой и горячий жидкий пищевой продукт 1 смешиваются, и пищевой продукт охлаждается смешиванием. Теплообменник 12 для охлаждения может более точно контролироваться и может быть проведено заданное охлаждение.
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения охлажденный жидкий пищевой продукт 1 герметично пропускают от выхода 9 теплообменника 12 для охлаждения к входу 20 резервуара 14 через третий канал 21 и охлажденный жидкий пищевой продукт 1 из концентрата временно хранят в резервуаре для полученного жидкого пищевого продукта.
Охлажденный до заданной температуры жидкий пищевой продукт с заданной концентрацией временно хранят в резервуаре для полученного жидкого пищевого продукта (продуктовый танк) и проводят подготовку для заполнения в контейнеры (упаковочные емкости).
В варианте выполнения термообработки и стерилизации по изобретению охлаждающую разбавляющую воду герметично пропускают от выхода 22 насоса 16 для разбавляющей воды к соединению 29 первого канала 18 через пятый канал 28.
При термообработке и стерилизации по этому варианту выполнения изобретения в способе герметичного перемещения концентрированного жидкого пищевого продукта 1 в теплообменник 7 для термообработки под давлением на выходе из насоса для жидкого пищевого продукта через первый канал 18 проводят частичное разведение для снижения вязкости.
На Фиг. 2 приведена общая технологическая схема, примерно показывающая стадии способа термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта (А) по Примеру по изобретению и способа (В) по Сравнительному примеру.
В Примере получают концентрированный жидкий пищевой продукт 100 объемов и дезинфицированную/стерилизованную воду 400 объемов для охлаждающего разведения. Концентрированный жидкий пищевой продукт 100 объемов нагревают при использовании змеевикового трубчатого теплообменника для термообработки. Нагретый концентрированный жидкий пищевой продукт 100 объемов разводят дезинфицированной/стерилизованной водой 400 объемов для охлаждающего разведения. Разведенный жидкий пищевой продукт 500 объемов охлаждают. Охлажденный жидкий пищевой продукт из концентрата временно хранят как промежуточный продукт. В Сравнительном примере не прошедший технологическую обработку концентрированный жидкий пищевой продукт 100 объемов разводят водой для разведения 400 объемов. Разведенный жидкий пищевой продукт 500 объемов подвергают термообработке при использовании теплообменника для нагревания. Нагретый жидкий пищевой продукт из концентрата 500 объемов охлаждают. Охлажденный жидкий пищевой продукт из концентрата временно хранят как промежуточный продукт.
В Сравнительном примере, поскольку большой объем (500 объемов) нагревают и охлаждают, жидкий пищевой продукт подвергают термообработке в течение длительного периода времени и он испытывает высокую тепловую нагрузку. Существует риск оказания негативного воздействия на качество, например появление привкуса из-за высокой тепловой нагрузки.
В Примере, поскольку проводят термообработку только концентрированного жидкого пищевого продукта, тепловая нагрузка низкая, и для термообработки требуется меньше энергии. В виду быстрого нагревания и быстрого охлаждения тепловая нагрузка низкая, и сохраняется высокое качество.
На Фиг. 3 приведено схематичное изображение графика термообработки (отношение время -температура продукта) по Примеру по изобретению, Сравнительному примеру и способу прямой термообработки. В способе термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта по Примеру, показанном на Фиг. 3, приведен график термообработки (отношение время -температура продукта) а-e-f-h-i. Как видно на Фиг. 3, в способе прямой тепловой стерилизации график термообработки (отношение время - температура продукта) представляет собой a-b-c-d-g-h-i.
При традиционной непрямой тепловой стерилизации в Сравнительном примере, приведенном на Фиг. 3, график термообработки (отношение время - температура продукта) представляет собой a-e-f-i. При способе прямой термообработки и стерилизации график термообработки короче. При традиционном способе непрямой тепловой стерилизации, поскольку теплообменник осуществляет рекуперацию тепла/охлаждение, охлаждение занимает время и график термообработки длинный.
При способе непрямой термообработки и стерилизации по изобретению ввиду прямого охлаждения стерилизованной водой после термообработки график термообработки может быть укорочен по сравнению с традиционным способом непрямой термообработки и стерилизации. Отсутствует порча пищевого продукта ввиду отсутствия прямого контакта с теплоносителем при использовании способа тепловой стерилизации.
Настоящее изобретение не ограничивается вариантом его выполнения и возможно множество различных вариантов на основе объекта настоящего изобретения, и они не выходят за рамки объема притязаний по изобретению.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Настоящее изобретение может быть применено при промышленном получении жидкого пищевого продукта.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ
1 - Жидкий пищевой продукт
2 - Насос для жидкого пищевого продукта
3 - Вход
4 - Выход
5 - Трубчатая обменная стенка
6 - Канал
7 - Змеевиковый трубчатый теплообменник для термообработки
12 - Вход
13 - Теплообменник для охлаждения
14 - Жидкий пищевой продукт
15 - Охлаждающая вода для разбавления
16 - Насос для воды, используемой для разбавления
23 - Соединение
Группа изобретений относится к пищевой промышленности, а именно к устройству и способу термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта, позволяющим избежать порчи пищевого продукта, вызываемой прямым контактом с теплоносителем, время, требуемое для теплообмена, сокращается, время выдержки пищевого продукта в зоне с высокой температурой сокращается, и снижается ухудшение качества пищевого продукта, вызываемое высокой температурой. Устройство включает насос (2) для выпуска концентрированного жидкого пищевого продукта (1); змеевиковый трубчатый теплообменник (7) для термообработки, снабженный входом (3), выходом (4) и каналом (6), образованным трубчатой обменной стенкой 5; теплообменник (12) для охлаждения, снабженный входом (8), выходом (9) и каналом (11), образованным трубчатой обменной стенкой (10); резервуар (14) для полученного жидкого пищевого продукта для временного хранения охлажденного жидкого пищевого продукта (13) из концентрата; насос (16) для разбавляющей воды для выпуска дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды (15) и четвертый канал (24) для создания уплотненного по жидкости сообщения между выходом (22) насоса (16) для разбавляющей воды и соединением (23) второго канала (19). Использование группы изобретений позволит избежать порчи пищевого продукта, вызываемой прямым контактом с теплоносителем. 2 н. и 4 з.п. ф.лы, 3 ил.
1. Устройство для термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта, характеризующееся тем, что включает
- насос для жидкого пищевого продукта для перемещения жидкого пищевого продукта перед обработкой,
- змеевиковый трубчатый теплообменник для термообработки, имеющий вход, выход и канал, сформированный из трубчатой теплообменной стенки, образующей герметичный проход между входом и выходом,
- теплообменник для охлаждения, имеющий вход, выход и канал, сформированный из трубчатой теплообменной стенки, образующей герметичный проход между входом и выходом,
- резервуар для полученного жидкого пищевого продукта для временного хранения полученного из концентрата охлажденного жидкого пищевого продукта,
- насос для разбавляющей воды для перемещения дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды,
- первый канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом насоса для жидкого пищевого продукта и входом теплообменника для термообработки,
- второй канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом теплообменника для термообработки и входом теплообменника для охлаждения,
- третий канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом теплообменника для охлаждения и входом резервуара и
- четвертый канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом насоса для разбавляющей воды и соединением второго трубопровода.
2. Устройство по п. 1, в котором теплообменник для охлаждения представляет собой змеевиковый трубчатый теплообменник, снабженный каналом, образованным трубчатой обменной стенкой.
3. Устройство по п. 1, в котором обеспечен пятый канал для создания герметичного сообщения по текучей среде между выходом насоса для разбавляющей воды и соединением первого трубопровода.
4. Способ термообработки и стерилизации жидкого пищевого продукта, включающий следующие стадии:
- стадию получения концентрированного жидкого пищевого продукта перед обработкой и дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды,
- стадию подачи концентрированного жидкого пищевого продукта в насос для жидкого пищевого продукта для его выхода от выхода,
- стадию герметичного пропускания концентрированного жидкого пищевого продукта от выхода насоса для жидкого пищевого продукта к входу теплообменника для термообработки через первый канал,
- стадию подачи концентрированного жидкого пищевого продукта от входа змеевикового трубчатого теплообменника для термообработки, герметичного пропускания и термообработки этого продукта внутри канала, образованного трубчатой обменной стенкой между входом и выходом,
- стадию герметичного пропускания нагретого концентрированного пищевого продукта от выхода теплообменника для термообработки к входу теплообменника для охлаждения через второй канал,
- стадию выпускания дезинфицированной/стерилизованной охлаждающей разбавляющей воды через насос для разбавляющей воды,
- стадию герметичного пропускания охлаждающей разбавляющей воды от выхода насоса для разбавляющей воды к соединению второго канала через четвертый канал,
- стадию подачи жидкого пищевого продукта от входа теплообменника для охлаждения, герметичного пропускания и охлаждения внутри канала, образованного обменной стенкой между входом и выходом,
- стадию герметичного пропускания охлажденного жидкого пищевого продукта от выхода теплообменника для охлаждения к входу резервуара через третий канал и
- стадию временного хранения охлажденного жидкого пищевого продукта из концентрата в резервуаре для полученного жидкого пищевого продукта.
5. Способ по п. 4, в котором теплообменник для термообработки представляет собой змеевиковый трубчатый теплообменник для термообработки, снабженный каналом, образованным трубчатой обменной стенкой.
6. Способ по п. 4, включающий стадию герметичного пропускания охлаждающей разбавляющей воды от выхода насоса для разбавляющей воды к соединению первого канала через пятый канал.
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| WO2012124644A1, 20.09.2012 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ | 1994 |
|
RU2045910C1 |
| ТЕРМОСТАБИЛЬНЫЙ КОНЦЕНТРИРОВАННЫЙ МОЛОЧНЫЙ ПРОДУКТ | 2005 |
|
RU2388230C2 |
