PL232859B1 - Układ do pasteryzacji produktów spożywczych półmasowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do pasteryzacji produktów spożywczych półmasowych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 107813 Układ do pasteryzacji lub sterylizacji i chłodzenia wodnych roztworów lub zawiesin, który składa się z zespołu bezprzeponowych ogrzewaczy połączonych szeregowo za pośrednictwem przewodów do przesyłania cieczy z umieszczonymi w nich pompami, przy czym odpływ ostatniego ogrzewacza jest połączony z pierwszym z zespołu rozprężaczy, połączonych także szeregowo za pośrednictwem przewodów do przesyłania cieczy. Ogrzewacze połączone są ponadto szeregowymi przewodami oparowymi o przeciwnym kierunku przepływu niż ciecz oraz dodatkowo przewodami oparowymi z rozprężaczami, przy czym pierwszy z ogrzewaczy jest połączony z przedostatnim rozprężaczem, a także z układem próżniowym, zaś każdy następny ogrzewacz, oprócz ostatniego, jest połączony z kolejnym rozprężaczem poprzedzającym przedostatni rozprężacz w kierunku od ostatniego do pierwszego. Ostatni z zespołu ogrzewaczy połączony jest dodatkowo z przewodem doprowadzającym parę grzejną. Ostatni z rozprężaczy połączony jest przewodem oparowym z układem próżni oraz ze zbiornikiem wysterylizowanej i ochłodzonej cieczy za pomocą przewodu działającego na zasadzie rury barometrycznej.

Znane są procesy pasteryzacji produktów spożywczych o dużej gęstości, w których stosuje się wyparki lub prowadzi pasteryzację produktów w napełnionych i zamkniętych opakowaniach jednostkowych.

Znane jest zastosowanie w procesie pasteryzacji wymienników skrobakowych, które zapobiegają przywieraniu warstwy przyściennej pasteryzowanego produktu do ścianek wymiennika.

Układ do pasteryzacji produktów spożywczych półmasowych charakteryzuje się tym, że wymiennik „para-woda” połączony jest poprzez pierwszą linię obiegu gorącej wody z pasteryzatorem wymiennikowym, który posiada rozmieszczone parami sekcję wymiennikową pierwszą i sekcję wymiennikową drugą, sekcję wymiennikową trzecią i sekcję wymiennikową czwartą oraz sekcję wymiennikową piątą i sekcję wymiennikową szóstą, przy czym pomiędzy sekcją wymiennikową drugą a sekcją wymiennikową trzecią znajduje się pierwsza linia obiegu produktu z mieszaczem statycznym, sekcja wymiennikowa pierwsza i sekcja wymiennikowa czwarta połączone są drugą linią obiegu gorącej wody, do sekcji wymiennikowej drugiej podłączona jest linia zasilania produktem z pompą produktu i zbiornikiem produktu, sekcja wymiennikowa trzecia i sekcja wymiennikowa piąta połączone są drugą linią obiegu produktu, sekcja wymiennikowa piąta połączona jest poprzez zawory sterujące z linią odbioru produktu i linią dogrzewania produktu, sekcja wymiennikowa czwarta połączona jest z linią odzysku wody gorącej, a sekcja wymiennikowa szósta połączona jest z linią zasilania wodą chłodzącą produkt oraz z linią odzysku wody chłodzącej produkt, a poza tym wymiennik „para-woda” połączony jest poprzez pierwszą linię obiegu gorącej wody z sekcją wymiennikową pierwszą pasteryzatora wymiennikowego oraz połączony jest z wytwornicą pary poprzez linię obiegu pary i linię odbioru kondensatu.

Układ według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku.

Wytwornica (21) pary połączona jest z wymiennikiem „para-woda” (5) poprzez linię obiegu (16) pary, posiadającą zawór główny (1), elektrozawór parowy dwudrogowy zwrotny (2), regulator ciśnienia (3) i zawór bezpieczeństwa (4), oraz poprzez linię odbioru (22) kondensatu, posiadającą pompę (7) z zaworem bezpieczeństwa (6). Do wymiennika (5) podłączona jest także linia zasilania (17) wodą z pompą (10) oraz pierwsza linia obiegu (23.1) gorącej wody. Pierwsza linia obiegu (23.1) gorącej wody podłączona jest do pasteryzatora wymiennikowego (8), który posiada rozmieszczone parami sekcję wymiennikową pierwszą (8.1) i sekcję wymiennikową drugą (8.2), sekcję wymiennikową trzecią (8.3) i sekcję wymiennikową czwartą (8.4) oraz sekcję wymiennikową piątą (8.5) i sekcję wymiennikową szóstą (8.6). Pomiędzy sekcją wymiennikową drugą (8.2) a sekcją wymiennikową trzecią (8.3) znajduje się pierwsza linia obiegu (25.1) produktu z mieszaczem statycznym (9). Sekcja wymiennikowa pierwsza (8.1) i sekcja wymiennikowa czwarta (8.4) połączone są drugą linią obiegu (23.2) gorącej wody. Do sekcji wymiennikowej drugiej (8.2) podłączona jest linia zasilania (18) produktem z pompą (11) produktu i zbiornikiem (12) produktu. Sekcja wymiennikowa trzecia (8.3) i sekcja wymiennikowa piąta (8.5) połączone są linią obiegu (25.2) produktu, a ponadto sekcja wymiennikowa piąta (8.5) połączona jest poprzez zawory sterujące (13), (14) i (15) z linią odbioru (26)/ produktu i linią dogrzewania (19) produktu. Sekcja wymiennikowa czwarta (8.4) połączona jest

PL 232 859 B1 z linią odzysku (24) wody gorącej. Sekcja wymiennikowa szósta (8.6) połączona jest z linią zasilania (20) wodą chłodzącą produkt oraz z linią odzysku (27) wody chłodzącej produkt.

Zastosowanie układu według wynalazku jest następujące. Proces pasteryzacji rozpoczyna się od podania pary wodnej o temperaturze około 160°C, wytworzonej w wytwornicy (21) pary, poprzez zawór główny (1) do linii obiegu (16) pary. Elektrozawór parowy dwudrogowy zwrotny (2) przepuszcza parę przez regulator ciśnienia (3) pary do zaworu bezpieczeństwa (4) w celu identyfikacji jej ciśnienia. Podwyższone ciśnienie pary otwiera zawór bezpieczeństwa (4), natomiast elektrozawór (2) zamyka drogę powrotną. W wymienniku „para-woda” (5) następuje podgrzanie wody podanej linią zasilania (17) przez pompę (10). Po wymianie ciepła w wymienniku „para-woda” (5) uzyskany kondensat kieruje się linią odbioru (22) i wtłacza pompą (7) z zaworem bezpieczeństwa (6) z powrotem do wytwornicy (21) pary. Ogrzana w wymienniku „para-woda” (5) do temperatury 94°C woda przepływa przez pierwszą linię obiegu (23.1) do sekcji wymiennikowej pierwszej (8.1) i dalej przez drugą linię obiegu (23.2) do sekcji wymiennikowej czwartej (8.4) pasteryzatora wymiennikowego (8). W tym samym czasie produkt spożywczy zgromadzony w zbiorniku (12) podawany jest przez pompę (11) i linię zasilania (18) do sekcji wymiennikowej drugiej (8.2) pasteryzatora wymiennikowego (8), gdzie następuje proces wstępnej pasteryzacji produktu. Aby zapewnić jednolitą temperaturę produktu następuje płynne przemieszczanie produktu do sekcji wymiennikowej trzeciej (8.3) przez pierwszą linię obiegu (25.1) i mieszacz statyczny (9), w którym następuje mieszanie i dogrzewanie produktu utrzymujące go w stałej temperaturze pasteryzacji. W sekcji wymiennikowej trzeciej (8.3) kontynuowany jest proces pasteryzacji, po czym następuje płynne przemieszczanie produktu do sekcji wymienn ikowej piątej (8.5) przez drugą linię obiegu (25.2). W sekcji wymiennikowej piątej (8.5) następuje stopniowe schładzanie produktu do temperatury 62-66°C wskutek zasilania sekcji wymiennikowej szóstej (8.6) chłodną wodą przez linię zasilania (20). Schłodzony produkt płynnie przemieszcza się z sekcji wymiennikowej piątej (8.5) przez linię odbioru (26) do dalszych etapów produkcji, np. rozlewu i pakowania. Podczas procesu schładzania produktu w sekcji wymiennikowej szóstej (8.6) uzyskiwana jest ogrzana woda, którą przez linię odzysku (27) kieruje się do wykorzystania w innych etapach produkcji lub w myjkach zakładowych. Woda z sekcji wymiennikowych pierwszej (8.1) i czwartej (8.4), mająca temperaturę około 86°C, jest kierowana przez linę odzysku (24), pompę (10) i linię zasilania (17) do ponownego wykorzystania w wymienniku „para-woda” (5). Na wyjściu sekcji wymiennikowej piątej (8.5) znajdują się zawory sterujące (13), (14) i (15), które sterują przepływem produktu. Zawór (13) całkowicie zamyka lub otwiera przepływ zapasteryzowanego produktu, zawór (14) zamyka lub otwiera przepływ pasteryzowanego produktu do linii odbioru (26), zaś zawór (15) zamyka lub otwiera przepływ pasteryzowanego produktu do linii dogrzewania (19). Linia dogrzewania (19) jest wykorzystywana w sytuacji, gdy temperatura pasteryzacji jest zbyt niska i produkt wychodzący z sekcji wymiennikowej piątej (8.5) należy ponownie poddać procesowi pasteryzacji. Sytuacja taka może zaistnieć przykładowo w chwili wznowienia procesu produkcyjnego po przerwie technologicznej.

Podstawową zaletą układu według wynalazku jest możliwość prowadzenia procesu pasteryzacji w sposób ciągły. Umożliwia to zasilanie urządzeń rozlewniczych produktem bez przerw lub multiplikowania urządzeń obrabiających produkt cieplnie. Kolejną zaletą, zwłaszcza dla produktów jednorodnych, jest możliwość zastosowania wymienników ciepła o wielkości szczeliny wpływającej korzystnie na jednorodność temperatury produktu w masie. Możliwe jest zastosowanie powier zchni wewnętrznej wymienników powodującej dodatkowe mieszanie produktu podczas przepływu, co wpływa na wyrównywanie temperatury w masie. Zastosowanie odpowiedniej wielkości wymienników umożliwia zastosowanie medium grzewczego o temperaturze praktyczne równ ej temperaturze wymaganej do procesu obróbki cieplnej, a co za tym idzie, uniemożliwia punktowe przegrzanie produktu. Ponadto wymienniki można wykorzystać zarówno do podgrzewania, jak i chłodzenia produktu. Inną zaletą układu jest możliwość odzysku energii na poszczególnych etapach procesu pasteryzacji dzięki ponownemu wykorzystaniu medium grzewczego. Inną zaletą jest możliwość podłączenia całego układu do centrali myjącej bez konieczności demontażu.

PL 232 859 B1

Wykaz pozycji rysunku:

1. Zawór główny

2. Elektrozawór parowy dwudrogowy zwrotny

3. Regulator ciśnienia pary

4. Zawór bezpieczeństwa

5. Wymiennik „para-woda”

6. Zawór bezpieczeństwa

7. Pompa (kondensatu)

8. Pasteryzator wymiennikowy

8.1. Sekcja wymiennikowa pierwsza

8.2. Sekcja wymiennikowa druga

8.3. Sekcja wymiennikowa trzecia

8.4. Sekcja wymiennikowa czwarta

8.5. Sekcja wymiennikowa piąta

8.6. Sekcja wymiennikowa szósta

9. Mieszacz statyczny

10. Pompa (wody zasilającej)

11. Pompa (produktu)

12. Zbiornik (produktu)

13. Zawór sterujący

14. Zawór sterujący

15. Zawór sterujący

16. Linia obiegu (pary)

17. Linia zasilania (wodą)

18. Linia zasilania (produktem)

19. Linia dogrzewania (produktu)

20. Linia zasilania (wodą chłodzącą produkt)

21. Wytworn ica pary

22. Linia odbioru (kondensatu)

23.1. Linia obiegu (wody gorącej)

23.2. Linia obiegu (wody gorącej)

24. Linia odzysku (wody gorącej)

25.1. Linia obiegu (produktu)

25.2 Linia obiegu (produktu)

26. Linia odbioru (produktu)

27. Linia odzysku (wody chłodzącej produkt)

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do pasteryzacji produktów spożywczych półmasowych, posiadający urządzenia ogrzewające połączone przewodami do przesyłania cieczy oraz pompy, znamienny tym, że wymiennik „para-woda” (5) połączony jest poprzez pierwszą linię obiegu (23.1) gorącej wody z pasteryzatorem wymiennikowym (8), który posiada rozmieszczone parami sekcję wymiennikową pierwszą (8.1) i sekcję wymiennikową drugą (8.2), sekcję wymiennikową trzecią (8.3) i sekcję wymiennikową czwartą (8.4) oraz sekcję wymiennikową piątą (8.5) i sekcję wymiennikową szóstą (8.6), przy czym pomiędzy sekcją wymiennikową drugą (8.2) a sekcją wymiennikową trzecią (8.3) znajduje się pierwsza linia obiegu (25.1) produktu z mieszaczem statycznym (9), sekcja wymiennikowa pierwsza (8.1) i sekcja wymiennikowa czwarta (8.4) połączone są drugą linią obiegu (23.2) gorącej wody, do sekcji wymiennikowej drugiej (8.2) podłączona jest linia zasilania (18) produktem z pompą (11) produktu i zbiornikiem (12) produktu, sekcja wymiennikowa trzecia (8.3) i sekcja wymiennikowa piąta (8.5) połączone są drugą linią obiegu (25.2) produktu, sekcja wymiennikowa piąta (8.5) połączona jest poprzez zawory sterujące (13), (14) i (15) z linią odbioru (26) produktu i linią dogrzewania (19) produktu, sekcja wymiennikowa czwarta (8.4) połączona jest z linią odzysku (24) wody gorącej, a sekcja wymiennikowa

   PL 232 859 Β1 szósta (8.6) połączona jest z linią zasilania (20) wodą chłodzącą produkt oraz z linią odzysku (27) wody chłodzącej produkt.
2. 2. Układ do pasteryzacji produktów spożywczych półmasowych według zastrz. 1, znamienny tym, że wymiennik „para-woda” (5) połączony jest poprzez pierwszą linię obiegu (23.1) gorącej wody z sekcją wymiennikową pierwszą (8.1) pasteryzatora wymiennikowego (8) oraz połączony jest z wytwornicą (21) pary poprzez linię obiegu (16) pary i linię odbioru (22) kondensatu.