установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов

Формула изобретения

1. Установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, содержащая последовательно соединенные по продукту приемный сборник, насос, циркуляционный теплообменник, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель и асептический наполнитель, отличающаяся тем, что она снабжена установленными между циркуляционным теплообменником и первой секцией рекуперативного теплообменника деаэратором и дополнительным насосом и установленным за асептическим наполнителем ресивером постоянного давления, соединенным аварийным сливом с приемным сборником, при этом вторая и первая секции рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник последовательно соединены в рециркуляционный контур, снабженный сборником и насосом промежуточного теплоносителя.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим меньшее давление, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим большую производительность, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, предпочтительно соков, напитков и молока.

Известна установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, содержащая последовательно соединенные по продукту приемный сборник, насос, циркуляционный теплообменник, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой нагреватель-теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель и асептический наполнитель (Рогачев В.И. Фромзель О.Г. Мазохина-Поршнякова Н.Н. "Асептическое консервирование плодоовощных продуктов", М. Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 176-177).

Недостатками этой установки являются низкая надежность, высокие потери продукта и высокая энергоемкость.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности установки, снижение ее энергоемкости и снижение потерь продукта.

Этот результат достигается тем, что установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов, содержащая последовательно соединенные по продукту приемный сборник, насос, циркуляционный теплообменник, первую секцию рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник, вторую секцию рекуперативного теплообменника, водяной охладитель и асептический наполнитель, согласно изобретению снабжена установленным между циркуляционным теплообменником и первой секцией рекуперативного теплообменника деаэратором и дополнительным насосом, и установленным на асептическим наполнителем ресивером постоянного давления, соединенным аварийным сливом с приемным сборником, при этом вторая и первая секции рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник последовательно соединены в рециркуляционный контур, снабженный сборником промежуточного теплоносителя и насосом.

Это позволяет повысить надежность за счет исключения возможности контаминации продукта в рекуперативном теплообменнике, снизить потери продукта за счет его сбора и возврата в случае сбоя подачи стерильной тары в асептический наполнитель и снизить энергоемкость за счет исключения потерь в установке стерильного продукта.

В предпочтительном варианте насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим меньшее давление, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.

Это позволяет повысить надежность работы установки за счет исключения возможности попадания в продукт промежуточного теплоносителя.

В другом предпочтительном варианте насос промежуточного теплоносителя выполнен обеспечивающим большую производительность, чем основной и дополнительный продуктовые насосы.

Это позволяет дополнительно снизить энергоемкость установки за счет повышения коэффициента рекуперации тепла.

На чертеже показана схема предлагаемой установки.

Установка для асептического консервирования жидких и пюреобразных продуктов содержит последовательно соединенные по продукту приемный сборник 1, основной продуктовый насос 2, циркуляционный теплообменник 3, деаэратор 4, дополнительный продуктовый насос 5, первую секцию 6 рекуперативного теплообменника, паровой теплообменник 7, вторую секцию 8 рекуперативного теплообменника, водяной охладитель 9, асептический наполнитель 10 и ресивер 11 постоянного давления. Вторая и первая секции 8 и 6 рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник 3 последовательно соединены в рециркуляционный контур, снабженный сборником 12 промежуточного теплоносителя и насосом 13. В предпочтительном варианте насос 13 выполнен обеспечивающим меньшее давление и/или большую производительность, чем насосы 2 и 5.

Установка работает следующим образом.

При подготовке к работе установки насосами 2 и 5 создают рециркуляцию продукта по замкнутому контуру при выключенном охладителе 9. После выхода на температурный режим, обеспечивающий стерильность системы, включают водяное охлаждение в охладителе 9, разрешают фасовку продукта в стерильную тару в асептическом наполнителе 10, полностью сбрасывают продукт из ресивера 11 в приемный сборник 1 через аварийный слив и создают в ресивере 11 заданное постоянное давление.

В установившемся режиме нестерильный продукт из приемного сборника 1 насосом 2 подается через циркуляционный теплообменник 3 в деаэратор 4. Повышение температуры в теплообменнике 3 обеспечивает снижение вязкости продукта и падение растворимости в нем газов, что облегчает деаэрацию продукта и повышает его качество за счет снижения интенсивности окислительных процессов при следующем высокотемпературном нагреве. Дополнительным продуктовым насосом 5 продукт из деаэратора 4 подается через первую секцию 6 рекуперативного теплообменника в паровой теплообменник 7, в котором осуществляется стерилизация, во вторую секцию 8 рекуперативного теплообменника, водяной охладитель 9 и асептический наполнитель 10. Падение давления в стерилизуемом продукте в процессе прохода от первой секции 6 рекуперативного теплообменника до его второй секции 8 не приводит ко вторичной контаминации продукта за счет того, что перетекание нестерильного продукта через негерметичности в рекуперативном теплообменнике из зоны высокого давления в стерильный продукт в зоне низкого давления исключено противоположным направлением движения промежуточного теплоносителя. Рассогласованность в скорости подачи в асептический наполнитель 10 стерильной тары не приводит к потере продукта и связанному с этим повышению энергоемкости, поскольку поступающий при отсутствии подачи тары стерильный продукт отводится из асептического наполнителя 10 в ресивер 11 под действием увеличения давления в асептическом наполнителе 10 при отсутствии выхода продукта в тару. В дальнейшем при восстановлении подачи тары стерильный продукт из ресивера 11 удаляется за счет временного увеличения скорости подачи тары при падении давления в асептическом наполнителе 10 или после завершения подачи продукта из приемного сборника 1. В случае полного сбоя подачи тары стерильный продукт частично сливается из ресивера 11 в приемный сборник 1 через аварийный слив до полного отключения установки. Это приводит к частичному удалению стерильного продукта в нестерильный продукт, но позволяет исключить его потери и сохранить во всех узлах установки.

Рекуперация тепла стерилизуемого продукта в данной установке осуществляется с помощью промежуточного теплоносителя, подаваемого из сборника 12 насосом 13 последовательно через секции 8 и 6 рекуперативного теплообменника и циркуляционный теплообменник 3, то есть последовательно через зоны, в которых температура продукта изменяется от наиболее высокой до наиболее низкой. Поток промежуточного теплоносителя направлен от зоны со стерильным продуктом к зоне с нестерильным продуктом, что исключает вторичную контаминацию. Выполнение насоса 13, обеспечивающим меньшее давление и/или большую производительность, чем насосы 2 и 5, позволяет исключить попадание в продукт промежуточного теплоносителя и /или увеличить коэффициент рекуперации тепла, снизив энергоемкость установки, что происходит за счет повышения температурного градиента в зонах теплообмена при увеличении скорости промежуточного теплоносителя. В установке-прототипе это является невозможным, исходя из условия неразрывности потока продукта. То есть, рекуперация тепла осуществляется холодным и горячим потоками, имеющими строго одинаковый расход. Кроме того, в предлагаемой установке промежуточный теплоноситель имеет единственную зону нагрева и две зоны охлаждения. Как было сказано выше, это позволяет повысить качество продукта за счет облегчения его деаэрации, а также ускоряет выход установки на рабочий установившийся режим при ее запуске и стерилизации, а при работе в установившемся режиме снижает энергозатраты за счет более полной рекуперации тепла стерильного продукта и более полного использования оборудования. Это объясняется тем, что циркуляционный теплообменник в установке-прототипе отключается и не используется после выхода на установившийся рабочий режим.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить энергоемкость, сократить потери продукта и обладает более высокой надежностью в эксплуатации.