Установка для концентрирования жидких пищевых продуктов Советский патент 1987 года по МПК A23L2/08 

113

.Изобретение относится к обработке пищевых продуктов, а именно к устройствам для концентрирования жидких пи- щевьк продуктов посредством вымораживания.

Цель изобретения - повышение производительности и снижение энергозатрат.

На чертеже изображена схема уста- НОНКИ для концентрирования жидких пищевых продуктов.

Установка содержит накопительный резервуар 1 жидкого хладагента, сое- диненный через насос с дозирующим устройством 2, обратный клапан 3 и трубопровод 4 подачи жидкого хладагента с инжектором 5 на конце с емкостью 6 для. смешения хладагента и продукта.

Резервуар 7 для теплого неконцентрированного продукта соединен вентиль 8, насос с дозирующим устройством 9, трубопровод 10 подачи пищевого продукта с обратным клапаном 11 и инжектором 5 с емкостью 6,

Емкость 6 соединена с кристал.ли- затором 12 сверху через регулятор 13 давления до себя, установленный на газовом трубопроводе 14, а снизу жид- костным тру бопроводом 1 5,

Кристаллизатор 12 содержит сосуд с поплавковым приемником 16 для отвода кристаллов льда и газообразного хладагента и соединен газопроводом

17с промывной колонной Г8, оборудованной в верхней части сепаратором 19, Промывная колонна 18 в средней части соединена льдопроводом 20 с инжектором 21 и сепаратором 22 для отделения льда от газообразного хл;ада- гента, в нижней части которого последовательно расположены шлюзовые затворы 23 с промежуточной камерой 24, подключенные к аккумулятору 25 холода

Сепаратор 19 промывной колонны .

18в средней части оборудован насадкой 26 с оросительным устройством 27 а в верхней части соединен газовым трубопроводом 28 с инжектором 21,

В нижней части сепаратор 19 содержит конический сборник с патрубком 29, опущенным по оси колонны 18., которая имеет в кольцевом зазоре между патрубком 29 и обечайкой колонны 18 нижние и верхние оросительные устройства 30 и 31, расположенные в дзза яруса, К верхнему оросительному уст0

Q

д

ройству 31 подается тапая вода по трубопроводу 32.

Промывная колонна 8 имеет уравнительную трубу 33, соединенную жидкостным трубопроводом 34 с сосудом 35 для сбора охлажденного неконцентрированного продукта, подключенного снизу через вентиль 36 трубопроводом 37 к трубопроводу 10 по- . дачи пищевого продукта.

Насос с дозирующим, устройством 38, установленный после вентиля 39, подключен к теплообменнику 40, вмонти- 15 рованному в аккумулятор 25 холода. На выходе из теплообменника 40 трубопровод 41 подключается через вентили 42- 44 к нижнему оросительному устройст-. ву 30, к сосуду 35 и к оросительному устройству 27,

Аккумулятор 25 холода оборудован теплообменниками 45 для., охлаждения других технологических потребителей . пищевого предприятия (не показаны), 25 и уравнительной трубой 46, которая в средней части имеет переливную трубу 47 для отвода талой воды, В верх- .ней части аккумулятор 25 холода соединен трубопроводом 48 через регулятор 49 давления до себя с газгольдером 50 для сбора газообразной углекислоты, которая после сжатия в компрессорной установке 51 повторно возвращается в накопительный резервуар 1 ,

Сепаратор 22 подключен в верхней части газопроводом 52 к конденсатору 53 охлаждаемого хладагентом испарителя 54 первичного контура холодильной установки (не показана), конденсат из которого стекает в накопительный резервуар , Параллельно конденсатору 53 подключен через вентили 55 конденсатор 56, в котором хладагент мо- жет конденсироваться при отрицательной температуре наружного воздуха в холодное время года.

Кристаллизатор 12 оборудован нижним и верхним приборами 57 и 58 контроля уровня и соединен внизу жидкостным трубопроводом 59 через вентиль 60 со сборником 61 готовой продукции, в котором вмонтирован теплообменник 62,

Установка работает.следующим образом.

Жидкий х.падагент из накопительного резервуара 1, при работающем испарителе 54 холодильной установки первич35

40

45

50

55

ного контура, и жидкий продукт из резервуара 7 насосами с дозирующим устройством 2 и 9 по трубопроводам 4 и 10 подачи через обратные клапаны 3 и 1 1 и вентиль 8 подают жидкий х,па дагент и пищевой продукт одновременно в инжектор 5, вмонтированный в холодильную емкость 6,

При истечении из инжектора 5 жидкий продукт от непосредственного контакта с хладагентом мгновенно ох- лаждается до криоскопической температуры, в результате чего часть хладагента испаряется, газообразные пары его поступают в кристаллизатор 12 через газовую трубу 14 с регулятором 13 давления до себя. Количество хладагента, подаваемого на смешение в инжектор 5, является расчетной величиной и определяется затратами холода на охлаждение и вымораживание воды из жидкого продукта для получения готового продукта нужной концентрации.

Охлажденная смесь жидкий продукт хладагент по жидкостному трубопроводу 15 поступает в кристаллизатор 12. При достижении верхнего уровня насосы с дозирующим устройством 2 и 9 отключаются. С этого момента начинается процесс вымораживания влаги из продукта, заполнившего кристаллизатор 12. Каждый хладагент в продукте непрерывно кипит, вьмораживая часть влаги в виде кристаллов льда, которые совместно с пузьфьками поднимаются вьше установившегося уровня жидкой массы и через поплавковый приемник 16 удаляются из кристаллизатора 12. Поплавковый приемник 16 служит для удаления кристаллов льда с поверхности жидкости газообразным хладагентом, выполняющим функцию рабочего вещества по транспортировке льда, и в процессе вымораживания постоянно изменяет свое положение в зависимости от уровня жидкости.

При дости жении нижнего уровня включаются насосы с дозирзпощим устройством 2 и 9 при закрытом вентиле 8 ,и открытом 36. После восстановления верхнего уровня насосы с дозирующим устройством 2 и 9 отключаются.

По мере повьппения концентрации готового продукта его вязкость увеличивается, а соответственно увеличивается унос концентрата с кристаллообразной массой льда и газообразным

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

хладагентом. Для перехвата вынесенного продукта газопровод 17, который является продолжением трубы поплавкового приемника 16, подключен в промывную колонну 18, которая в верхней части имеет сепаратор 19. В сепараторе 19 газообразный хладагент отделяется от кристаллов льда. Большая часть газа, поднимаясь вверх, прохо- дит через насадку 26, которой оборудован сепаратор 19. Над насадкой 26 размещено оросительное устройство 27, в которое подается неконцентрированный дсидкий продукт. При прохождении газообразного хладагента через насадку 26 навстречу орошаемому потоку жидкого продукта хладагент отмывается от вязкого концентрированного продукта, транспортируемого в виде пузырьков, и несколько подогревается, а жидкий продукт охлаждается.

Жидкий продукт, стекая с насадки 26, смывает отделившиеся кристаллы льда с конусообразного днища сепаратора 19 в патрубок 29, в котором одновременно движутся 5КИДКИЙ пищевой продукт, кристаллы льда и часть газообразного хладагента.

Жидкий продукт при этом растворяет налипший на кристаллы льда концент- , рат, охлаждаясь- при этом до криоскопической температуры. Покинув патрубок 29, кристаллы льда совместно с газообразным хладагентом движутся вверх в кольцеобразном зазоре, образованном патрубком и обечайкой промывной колонны 18. Б кольцевом зазоре кристаллы льда вновь отмываются первоначально Потоком жидкого пищевого продукта, вытекающего из нижних оросительных устройств 30,. а затем кристаллы льда при необходимости дополнительно отмываются талой водой, истекающей из верхнего ряда ороси- тельных устройств 31. . . Отмытые кристаллы льда вместе с газообразным хладагентом покидают промывную колонну 18 по льдопроводу . 20, подключенному в инжектор 21, в который одновременно подается основной поток газообразного хладагента из сепаратора 19 по газопроводу 28.

После смешения в инжекторе 21 газообразный хладагент транспортирует кристаллы льда в сепаратор 22, в котором газ отделяется и по газопроводу 52 поступает на снижение в конденсатор 53, а кристаллообразная

масса стекает в нижнюю часть сепаратора 22, оборудованную шлюзовыми затворами 23 и промежуточной камерой 24.

Шлюзовые затворы служат не толь- ко для передачи кристаллобразной массы, но и для уменьшения прорыва большого количества газа в аккумулятор 25 холода, давление в котором поддерживается постоянным регулятором 49 давления до себя.

Газ, поступающий с кристаллообразной массой в аккумуляторе 25 холода, сбрасывается через трубопровод 48 с регулятором 49 давления до себя в газгольдер 50, из которого компрессорной установкой газообразна углейислота -сжимается до давления конденсации и повторно возвращается через накопительный резервуар 1 в установку концентрирования жидких пиш;евых продуктов. В аккумуляторе 25 холода в виде льда аккумулируется 80-85% холода, вырабатываемого холодильной- установкой . Для использования аккумулированного холода внутри аккумулятора 25 холода монтируют теплообменники 40 и 45. Талую воду из аккумулятора 25 холода отводят через уравнительную и переливную трубы 46 и 47.

В холодное время года при отрицательных температурах наружного воздуха ниже минус 10°С целесообразным является производить вымораживание воды из жидких пищевых продуктов путем использования естественного холода, что позволяет отказаться от использования дорогостоящего машинного холода холодильной установки. Для этого открывают вентили 55 и подают в конденсатор 56 газообразный хладагент, конденсат которого стекает в накопительный резервуар 1.

При достижении конечной концентрации продукта в кристаллизаторе 12 кипение жидкого хладагента внутри продукта прекращается,- т.е. прекращается дальнейшее вымораживание ВОДЬ и охлаждение продукта.

Ввиду прекращения поступления

газообразного хладагента в кристаллизатор 12, давление в установке резко падает, что является сигналом

ВНИИПИ

Заказ 3487/4

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

остановки холодильной установки и выпуска готовой продукции из кристаллизатора 12 через жидкостньш трубопровод 59 с вентилем 60 в сборник 61. Отвод аккумулированного продуктом холода другим потребителям предприятия производится через теплообменник 62, вмонтирован.ный в сборник 61.

В предлагаемой установке обеспечивается повышение производительности благодаря тому, что в кристаллизаторе хладагент и концентрируемый продукт находятся.в смеси и поэтому поверхность их теплообмена велика. Подсоединение кристаллизатора к конденсатору хладагента обеспечивает поддержание в нем такого давления, при KotopoM температура кипения жид- -кого хладагента (например, йшдкой - углекислоты) в кристаллизаторе в каждый момент соответствует крио-скопи-. ческой температуре продукта в дайный момент. Эт.о позволяет как интенсифи- цирова ть вымораживание воДы из продукта, так и исключить переморажива- ние, снизить .энергозатраты и достигнуть необходимой степени концентрации .

Формула изобретены.я

Установка для концентрирования жидких пищевых продуктов, содержащая кристаллизатор, промывную колонну,, сборник концентрата, трубопроводы . подачи жидкого хладагента и продукта, о тл и:чающая ся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергозатрат, установка снабжена емкостью для смешения неконцентрированного продукта и жидкого хладагента, сепаратором для отделения льда от ..газообразного хладагента, сосудом для сбора -льда и конденсатором хладагента, при этом емкость для сме- шения хладагента и продукта соединена снизу жидкостным, а сверху через регулятор давления до себя газовым трубопроводом с нижней и верхней зо- кристаллизатора, последний содержит сосуд с поплавковым приемником кристаллов льда и газообразного хладагента и сообщен через верхнюю зону промывной колонны и сепаратор с конденсатором хладагента.

Тираж 530

Подписное

Изобретение относится к обработке пище.вых продуктов, может быть использовано для концентрирования жид-; ких пищевых продуктов посредством вымораживания и направлено на повышение производительности и снижение энергозатрат. Жидкий хладагент и жидкий продукт подаются в емкость 6 для смешения, откуда смесь поступает в кристаллизатор (к) 12. Жидкий хладагент в продукте непрерывно, кипит, вымораживая часть влаги в виде кристаллов льда, которы е совместно с пу- зырька1-1И газа поднимаются и через поплавковый приемник 16 и газопровод 17 подаются в промывную колонну (ПК) 18, Температура кипения хладагента в К 12 поддерживается соответствующей криоскопической температуре продукта по мере изменения его концентрации. Кристаллы льда в ПК 18 орошаются жидким пищевым продуктом и дополнительно талой водой из оросительных устройств 31. Через сепаратор 22 газообразный хладагент подается на снижение в конденсатор 53, а кристаллообразная ледяная масса поступает в аккумулятор 25 холода. По достижении конечной концентрации в К 12 готовый продукт поступает в сборник 61. 1 ил. «(Л