аппарат для сгущения молока

Формула изобретения

АППАРАТ ДЛЯ СГУЩЕНИЯ МОЛОКА, содержащий корпус с теплообменником и паровым пространством, устройства для вакуумирования и подачи молока, отличающийся тем, что корпус с теплоообменником выполнен в виде трех сосудов, установленных один в другом, с образованием между внешним и средним сосудами емкости для воды и парового пространства, а между средним и внутренним сосудами емкости для исходного молока, устройство для подачи молока выполнено в виде сифонной трубки, верхний конец которой размещен в верхней части внутреннего сосуда, а нижний у дна среднего сосуда, причем на верхнем конце сифонной трубки установлены форсунки для распыления молока, а устройство для вакуумирования выполнено в виде эжектора, газодинамическая трубка которого входным сечением сообщена с полостью внутреннего сосуда, а выходным с атмосферой, при этом сопло эжектора установлено в газодинамической трубке концентрично и его входное сечение открыто в паровое пространство внешнего сосуда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для выпаривания жидких продуктов с целью их сгущения, в частности для получения сгущенного молока, и может быть использовано на молочно-товарных фермах (МТФ), фермерских хозяйствах (МП), а также в быту.

Известен способ получения сгущенного молока путем выпаривания из исходного продукта воды в испарительных аппаратах.

Существующее оборудование для сгущения молока включает в себя систему, получения и подачи пара, выпарной аппарат, систему вакуумирования, приводы насосов, систему автоматики и контроля.

Сложность и громоздкость известных устройств, необходимость задействования многочисленного обслуживающего персонала и ремонтно-технической базы предполагают использование их на специализированных молокоперерабатывающих комбинатах, находящихся, как правило, в крупных населенных пунктах. Добавка исходного продукта от производителя на комбинаты связана с большими транспортными издержками и потерями качества сырья, а нередко и с полными потерями сырья из-за невозможности доставки его при распутице, что характерно для многих регионов России.

Избежать указанных потерь можно за счет приближения переработки молока к месту его производства. Но использование существующего оборудования на МТФ и МП нерентабельно из-за невозможности его полной загрузки и сложности технического и технологического обслуживания и ремонта. Создание же минизаводов с использованием известного технологического оборудования связано с большими капитальными вложениями и большими последующими амортизационными отчислениями и затратами на техническое обслуживание, что неприемлемо для МТФ и МП.

Проблему может решить использование малогабаритных и простых по устройству выпарных аппаратов малой производительности и дискретного действия.

Целью настоящего изобретения является создание простых малогабаритных устройств для пастеризации и сгущения молока, а также для концентрации соков и других продуктов сельскохозяйственного производства.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате для сгущения молока, содержащем корпус с теплообменником и паровым пространством, устройство вакуумирования и подачи молока, корпус с теплообменником выполнены в виде трех сосудов, установленных один в другом. Между внешним и средним сосудами образуется емкость для воды и парового пространства, а между средним и внутренним сосудами емкость для исходного молока.

Устройство для подачи молока выполнено в виде сифонной трубки, верхний конец которой, снабженный форсунками для распыла молока, размещен в верхней части внутреннего сосуда, а нижний конец у дна среднего сосуда.

Устройство для вакуумирования выполнено в виде эжектора, газодинамическая трубка которого входным сечением сообщена с полостью внутреннего сосуда, а выходным с атмосферой, при этом сопло эжектора установлено в газодинамической трубке концентрично и его входное отверстие открыто в паровое пространство внешнего сосуда.

На чертеже показан предлагаемый аппарат для сгущения молока.

Аппарат состоит из трех сосудов наружного 1, среднего 2 и внутреннего 3, установленных друг в друге с образованием промежуточных емкостей 4 и 5, заполненных водой и исходным продуктом соответственно.

В верхней части емкости 4 образовано свободное парообразующее пространство 6, сообщенное через патрубок 7 с емкостью 5. На крышке сосуда 1 смонтирован эжектор, состоящий из газодинамической трубки 8, соединенной с помощью трубопровода 9 с полостью сосуда 3, и сопла 10, открытого входной частью в парообразующее пространство 6.

В сосуде 3 смонтирована сифонная трубка 11 с форсуночной головкой 12 на ее верхнем конце. Нижний конец сифонной трубки находится у дна среднего сосуда 2.

Работает аппарат следующим образом.

Вода, находящаяся в емкости 4, нагревается от любого источника тепла, которым могут быть ТЭНы, топка, работающая на любом виде топлива, находящегося в распоряжении потребителя (не показано). При кипении воды образуется пар, собираемый в парообразующем пространстве 6. Одновременно через стенки сосуда 2 происходит нагрев молока, находящегося в емкости 5. Пар под давлением (порядка 2 ати), определяемым интенсивностью нагревания воды и сечением сопла 10, вытекает из сопла и одновременно через патрубок 7 создает давление на поверхность молока. Под действием давления пара молоко вытесняется из емкости 5 через сифонную трубку 11 в емкость сосуда 3, где распыляется через фильеры форсуночной головки 12.

За счет образования большой поверхности распыляемого горячего молока происходит интенсивное испарение из него воды. Образовавшийся пар удаляется из сосуда 3 через трубопровод 9 в атмосферу при вакуумировании его полости за счет эжекционного действия струи пара, истекающего из сопла 10.

Обезвоженное молоко 15 стекает по стенкам внутреннего сосуда 3 и собирается на его дне. После опорожнения емкости 5 процесс прекращается. На практике окончание цикла сигнализируется характерным шумом эжектора от прорыва пара кипящей воды в форсуночную головку.

Брызгоуловитель 13 предотвращает попадание брызг молока в систему вакуумирования. Антибарботажная сетка 14 исключает вспенивание молока при его закипании.

Одновременно со сгущением происходит пастеризация молока, так как при его нагревании во время процесса достигается температура, губительная для кисломолочных бактерий.

После окончания цикла сгущения молока готовый продукт сливается из внутреннего сосуда через патрубок (не показан) или через край сосуда после его вскрытия (в зависимости от конкретной конструкции аппарата, обусловленной его емкостью и назначением бытовым или фермерским).

Описываемый аппарат может быть использован также и для обезвоживания других жидких продуктов питания, в частности для получения концентрированных фруктовых и овощных соков, а также в других отраслях производства, где необходимо обезвожить жидкий продукт для его концентрации.

Испытания модельного варианта описываемого аппарата, являющегося базовым вариантом бытовой конструкции объемом разовой заправки исходного продукта 3 л, показали следующие результаты:

цикл сгущения молока без добавления в него сахара длится 15-20 мин с момента закипания воды (в зависимости от производительности горелки газовой плиты);

цикл сгущения молока с добавлением сахара 10% длится 20-25 мин при добавлении в него 20% сахара 25-30 мин;

выход готового молока 30-40% от количества исходного продукта (в зависимости от содержания сахара).

В настоящее время разработана конструкторская документация на опытные аппараты для сгущения молока, основанные на предлагаемой конструкции, производительностью 1 и 3 л исходного продукта (для бытовых целей с нагревом воды на газовой плите), 40, 80 и 120 л разовой заправки молока (для МП и МТФ с нагревом ТЭНами и дровяными топками).