用于热处理设备的阀装置的制造方法_2

文档序号:9252226阅读:来源:国知局
食品通过内管进给,传热介质通过壳管进给。为了保持能量消耗低,使用在被存储之前将被冷却下来的送出食品作为传热介质是有利的。这样的系统通常被称为回热系统。
[0034]图2示出了巴氏消毒管线200的一个实施例。在该具体实施例中,使用板式换热器。最常见的情况是,板式换热器用于巴氏消毒管线,而管式换热器用于超高温(UHT)管线。其中的一个原因是,在UHT管线中增加的结垢可以通过管式换热器更好地处理。
[0035]如图所示,平衡罐202被用于存储奶。为了确保在所有时间都有待处理的产品,可使用流动分配阀204,使得在平衡罐中的产品量低于阈值时,可以将送出的产品馈送回平衡罐中。
[0036]进料泵206被配置成将产品馈送到预加热区段208。在该预加热区段208,在这个实施例中温度被升温至55摄氏度,接着将产品馈送到澄清器210,然后返回到预热区段以进一步进行热处理。为了减少能耗,可布置巴氏灭菌线,使得预加热区段208被连接到置于下游的冷却区段,导致以热形式存在的能量从待冷却的送出产品转移到待加热的送入产品。这样的系统被称为回热系统。
[0037]产品在被预热后使用升压泵212馈送到加热区段214,加热区段214也被称为最终加热器。通常,在用于奶的巴氏灭菌器管线中,温度升高到72度或略高于72度。为了在加热区段214中加热产品,可以使用热水。用于提供热水的子系统216可包括板式换热器、罐和泵。
[0038]在产品已经在加热部214中被加热后,可以将产品馈送到保持单元215以确保该产品被保持在高温下持续一定的时间段。在奶巴氏消毒器中,通常将产品保持在72摄氏度持续15-20秒。
[0039]接着,在确保产品已被适当地热处理后,也就是,在确保不需要的微生物被杀死后,将产品馈送到第一冷却区段218,在第一冷却区段218冷却产品。如上所述,第一冷却区段218可被布置为使得传热可以在预加热区段208和冷却区段218之间进行,以便减少能量消耗。
[0040]为了进一步降低温度,可以提供第二冷却区段220。不同于第一冷却区段218的是,产品的温度是通过使用外部介质(如冷水和/或冰水)进行的。
[0041]巴氏灭菌管线的进一步的细节可以在由Tetra Pak Processing Systems AB出版的 Dairy Processing Handbook(乳品加工手册)第二版,2003,ISBN 91-631-3427-6 中找到。特别是,对于对巴氏灭菌管线的进一步的细节感兴趣的任何人,第7章“设计生产线(Designing a process line) ”可能是令人感兴趣的。
[0042]图3示出了基于管式换热器的UHT系统300的一个实施例。
[0043]产品被馈送到平衡罐302。通过使用进料泵304将产品从平衡罐馈送到第一管式换热器区段306,回热式地预热产品,即通过利用从待冷却的送出产品释放出来的能量预热产品。参照图1a和lb,被预热的产品通常馈送到内管104和壳106之间的空间,而被冷却的产品被馈送到内管104内。
[0044]产品被预热后,在此特定实例中,被预热到75摄氏度后,通过阀将其馈送到均化器308中。由于产品尚未被热处理,因此可以使用非无菌均化器,即,不完全符合无菌均化器的严格无菌标准的均化器。反过来,这意味着可以使用较不复杂的并且因此成本较低的均化器。然而,由于产品随后将进行热处理,因此不会损害有关食品的安全。
[0045]两个或更多个步骤预热和加热产品的优点是,除了可以使用回热系统外,这些步骤(例如均化)可以在这两个或更多个步骤之间进行。这意味着例如均化可选择在最佳温度下进行。
[0046]在产品已经均化后,将其馈送到第二管式换热器区段310,在第二管式换热器区段310中,温度进一步升高。不同于第一管式换热器区段306,热水被选择作为传热介质。接着,在第三管式换热器区段312中,温度甚至可以进一步提高到例如135-140摄氏度持续几秒钟。为了确保该温度保持预定的时间段使得不需要的微生物被杀死,并且获得所需的产品属性,可以使用保持单兀314。
[0047]此后,在第四管式换热器区段316中,在第一步骤,产品被冷却,然后被馈送到第一管式换热器区段306,在其中产品被进一步冷却。如上所述,所释放的热量可用于在工艺的早期预热该产品。
[0048]最后,将广品馈送到无囷灌装机318或无囷鍾320。
[0049]对于进一步的细节可参考由Tetra Pak Processing Systems AB出版的DairyProcessing Handbook (乳品加工手册)第二版,2003,ISBN 91-631-3427-6,特别是第 9 章“保质期长的奶(Long-life milk)”。
[0050]如今,当热处理系统、巴氏灭菌管线或UHT管线应补偿产品的产能降低时,一种方法是使用所谓的分体式加热。图4示出了板式换热器400的一部分以提供可以如何使用分体式加热的一个实施例。
[0051]经由第一加热区段402并且随后经由第二加热区段404馈送送入产品。为了减少产品在100度以上的时间,或为了减少产品在被认为会引起产品性质改变的任何其他温度以上的时间,加热介质(例如热水或蒸汽)通过使用阀406绕过第一区段402,通过这种方式,温度在第一区段402没有升高。例如,如果产品的温度在进入第一区段402时为75摄氏度,则该温度将一直保留,直到进入第二区段404。
[0052]图5示出了在全产能状态下和半产能状态下显示温度随时间变化的曲线图。由于在全产能状态下流量是较大的,因此,时间是半产能状态的时间的大约一半。如可从图中看出的,在半产能状态下,在第一时间段保持温度,然后升高。第一时间段是使产品通过第一区段402需要的时间。
[0053]虚线示出了未采用分体式加热的半产能状态,也就是不具有阀406。如从图中可以看出的,当产品在第一区段中时,温度已经升高。由于产品将被加热到100度以上,该温度被许多食品生产商认为高于影响产品属性(如味道)的温度,当没有使用分体式加热时,产品属性将会在较大程度上受到影响。然而,如可从图中看到的,即使使用分体式加热,相比于全产能状态,在半产能状态期间,产品仍将被暴露在高温下(如100°c或以上)持续较长的时间段。这样做的效果是,在半产能和全产能下运行时,产品属性会略有差异。通过使用分体式加热,这样的差异会减小。
[0054]图6a概括地示出了热处理设备600,其包括例如设置有多个区段的管式换热器或板式换热器。
[0055]为了能够在全产能和半产能下运行而不会产生不同的产品属性,可以使用第一阀装置602和第二阀装置604。
[0056]在图6a中,不出了利用处于第一模式下的第一阀装置602和第二阀装置604的全产能状态,产品被馈送入热处理设备中,从例如均化器到达第一阀装置602。如箭头所示出的,产品通过阀装置602馈送,更具体地经由第一阀602a馈送到用于预热产品的第一区段606。接着产品从第一区段606馈送到用作保持单元的
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