устройство для розлива горячей жидкости в емкости из немодифицированного полиэтилентерефталата

Формула изобретения

Устройство для розлива горячей жидкости в емкости из немодифицированного полиэтилентерефталата, содержащее установленные последовательно конвейер для подачи пустых емкостей, разливочную машину, промежуточные звезды, укупорочную машину, конвейер укупоренных емкостей, охладитель укупоренных емкостей, конвейер охлажденных емкостей, а также средство для охлаждения наружной поверхности емкостей от начала розлива до входа в охладитель, отличающееся тем, что охладитель представляет собой ванну с направленным потоком охлаждающей воды для перемещения на плаву емкостей, причем подающие воду патрубки с соплами установлены в боковых стенках ванны, а сопла развернуты в сторону выходного конца ванны, сливной патрубок установлен в сливной зоне, при этом ванна снабжена средством выгрузки емкостей в виде наклонного транспортера и направляющих, а подающие и сливной патрубки соединены системой циркуляции оборотной воды и ее охлаждения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а также может быть использовано в других областях, где стоит задача розлива жидкости в емкости из материала, температура размягчения которого ниже температуры разливаемой жидкости.

Известно, что для соблюдения микробиологической чистоты требуется высокая температура разливаемой жидкости, при которой происходит термическая обработка внутренней поверхности стенки емкости. Розлив жидкости, нагретой до температуры 85-97°С, обеспечивает уничтожение бактерий и микроорганизмов и сохранение напитков в течение длительного времени. Для горячего розлива широко применяется стеклянная тара.

Устройство для заполнения стеклянной тары, нагретой жидкостью, обычно включает конвейер для подачи пустых емкостей, разливочное устройство, промежуточные звезды, укупорочную машину, конвейер укупоренных емкостей, устройство охлаждения укупоренной продукции (см., например, ж. BEVERAGES, 1983, 43, №1, pp.14-16 (GB)). Однако недостатком стеклянной тары является большая масса и хрупкость. При использовании стеклянной тары высока вероятность боя, наличие сколов и трещин отрицательно сказывается на качестве продукта.

Известна укупорка горячих жидкостей в более дешевую и практичную тару из немодифицированного полиэтилентерефталата (ПЭТ), температура размягчения которого ниже температуры разливаемой жидкости. Это стало возможным с использованием средства для охлаждения, например, оросительного типа наружной поверхности емкости до, в процессе и после розлива.

Устройство для обеспечения горячего розлива в емкости из немодифицированного ПЭТ включает конвейер для подачи пустых емкостей, разливочную машину, промежуточные звезды, укупорочную машину, конвейер укупоренных емкостей, охладитель укупоренных емкостей, конвейер охлажденных емкостей, а также средство для охлаждения наружной поверхности емкости, например, оросительного типа с момента розлива до входа в охладитель. Устройство охлаждения укупоренных емкостей, выполненное в виде туннеля охлаждения оросительного типа (RU43863 U1, по заявке RU 2004106516, 10.02.2005), - ближайший аналог.

Туннель охлаждения оросительного типа является дорогостоящим агрегатом, так как для интенсивного охлаждения требуется очень большая плотность орошения, для чего используется большое количество распыляющих головок и высокопроизводительные насосы. Кроме того, емкости, материал которых находится при температуре, близкой к критической, в момент входа в охладитель подвергаются механическим воздействиям, что также может приводить к потере формы.

Технический результат изобретения - снижение риска потери формы емкости из-за локального перегрева ее стенки и упрощение конструкции охладителя.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для розлива горячей жидкости, содержащем установленные последовательно конвейер для подачи пустых емкостей, разливочную машину, промежуточные звезды, укупорочную машину, конвейер укупоренных емкостей, охладитель укупоренных емкостей, конвейер охлажденных емкостей, а также средство охлаждения наружной поверхности емкостей от начала розлива до входа в охладитель, охладитель представляет собой ванну с направленным потоком охлаждающей воды для перемещения на плаву емкостей, причем подающие воду патрубки с соплами установлены в боковых стенках ванны, сопла развернуты в сторону выходного конца, где установлен сливной патрубок, при этом ванна снабжена средством выгрузки емкостей в виде наклонного транспортера и направляющих, а подающие и сливной патрубки соединены системой циркуляции оборотной воды и ее охлаждения.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где

На фиг.1 - вид устройства сверху;

На фиг.2 - вид транспортера укупоренных емкостей и ванны;

На фиг.3 - вид системы циркуляции и охлаждения.

Устройство содержит конвейер 1 подачи пустых емкостей, промежуточные звезды 2, розливочную машину 3, укупорочную машину 4, орошающие головки средства охлаждения наружной поверхности емкостей 5, 6, 7, конвейер укупоренных емкостей 8, направляющие укупоренных емкостей 9, ванну 10, наклонный транспортер 11, направляющие 12, ориентатор емкостей 13, конвейер охлажденных емкостей 14, сливной патрубок 15, подающие патрубки с соплами 16, охладитель воды (чиллер) 17, трубопровод охлажденной воды 18, циркуляционный насос 19.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно определяем вместимость ванны по формуле: N=VTKз, где V - производительность линии, бут./мин, Т - время охлаждения в ванной, мин, N - вместимость ванны, бут., К₃ - коэффициент запаса. К₃ отражает степень неравномерности передвижения емкостей по ванне от точки подачи бутылок до наклонного транспортера. Обычно К₃=1,5. Известно, что для надежного охлаждения емкостей из ПЭТ при горячем розливе необходимо охлаждать бутылки в течении 15 мин, т.е. Т=15 мин. Так для линии, производительностью 6000 бут/час получаем

N=100·15·1,5=2250 бут.

Мощность холодильника определяется по формуле: Р=MCV(Тнач-Ткон), где Тнач - температура продукта в бутылках, поступающих в охладитель, °С; Ткон - температура продукта в момент выхода бутылок из охладителя, °С; С - теплоемкость воды, 1 ккал/кг·°C; М - масса бутылки брутто, кг; V - производительность линии, бут./час.

Экспериментально подбираются количество патрубков с соплами, их расположение, угол поворота, расход охлаждающей воды для обеспечения интенсивного охлаждения поверхности бутылок и непрерывного и равномерного продвижения емкостей в ванне.

После розлива горячего продукта и укупоривания бутылок конвейером 8 емкости подаются в ванну 10.

Возможны два варианта подачи емкости в ванну: 1) емкости свободно падают с транспортера в ванну; 2) подаются в ванну по направляющим 9.

В ванне 10 емкости охлаждаются, находясь в погруженном состоянии в воде, которая поступает через сопла патрубков 16 и отбирается через сливной патрубок 15 для осуществления циркуляции через чиллер 17. Сопла патрубков 16 направлены под углом (например, 40°) к оси ванны, что обеспечивает формирование направления перемещения емкостей к наклонному транспортеру 11. Уже охлажденные емкости транспортером 11 извлекаются из ванны и подаются к ориентатору бутылок 13 и далее на конвейер охлажденных емкостей 14.

Технический результат изобретения - снижение риска потери формы емкости, выполненной из ПЭТ, из-за локального перегрева ее стенки и упрощение конструкции охладителя обеспечивается патентуемой конструкцией ванны охладителя. В ней осуществляется интенсивный и надежный теплообмен, так как бутылки погружены в холодную воду и перемещаются в этой воде, а вес самой емкости уравновешен гидростатическими силами. За счет малой массы собственно бутылки и крышки, а также за счет воздуха в подкрышечном пространстве, охлаждаемые емкости имеют положительную плавучесть.

Основная функция описываемого охладителя состоит в поддержании температуры стенки ПЭТ - бутылки на уровне 40-45°С на протяжении 15 минут, что необходимо для охлаждения содержимого бутылки до безопасной температуры 40°С и получения однородного поля температур.