Устройство для удаления газов из молока

Устройство для удаления газов из молока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оборудованию для молочной промышленности и может быть использовано втехслучаях, когда необходимо быстро удалить газы из жидкости. Устройство для удаления газов из молока содержит цилиндрический корпус с центральной вертикальной трубой для удаления газов и паров и патрубки для подачи и отвода продукта, конденсатор с патрубками для подачи охлаждающей воды и отвода газов и паров и с приспособлением для разбрызгивания воды, вакуум-насос и расположенный в нижней части цилиндрического корпуса и соединенный с патрубком для подачи продукта кольцевой коллектор с вертикальными теплообменными трубами. Трубы на выходном конце имеют распределительную насадку. Каждую распределительную насадку целесообразно выполнить в виде диска с каналами и выходными соплами, направленными в противоположные стороны . Кроме того, на стороне диска, обращенной к трубе, следует выполнить отбортовку для образования зазора с наружной поверхностью трубы. Целесообразно также патрубок для отвода продукта из цилиндрического корпуса д/ja рециркуляции сообщить с тангенциальным патрубком для подачи продукта . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((() (51)5 А 01 J 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702767/13 (22) 07.06,89 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт молочной промышленности и Научно-производственное объединение "Темп" (72) А. И. Бурыкин, Н. B. Панкратов, Е. М. Почепский, Б, B. Филатов и Ю. В. Крупин (53) 637.132(088.8) (56) Патент США

М 3406073, кл. А 01 J 11/04, 1976.

Молочная промышленность, 1986, М 9, с. 20-22. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГАЗОВ

ИЗ МОЛОКА (57) Изобретение относится к оборудованию для молочной промышленности и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо быстро удалить газы из жидкости. Устройство для удаления газов из молока содержит цилиндрический корпус с центИзобретение относится к молочной промышленности и может быть применено в тех случаях, когда необходимо быстро удалить газы из жидкостей.

Известно устройство для удаления газов, выполненное в виде емкости, снабженной распылителем для подлежащего обработке продукта и вакуум-насосом для создания разрежения внутри нее. Во время работы подогретый продукт, например молоко, распыляются в емкости, оно попадает на ее стенки и стекает в виде пленки. По мере стекания молока из него удаляются газы. ральной вертикальной трубой для удаления газов и паров и патрубки для подачи и отвода продукта, конденсатор с патрубками для подачи охлаждающей воды и отвода газов и паров и с приспособлением для разбрызгивания воды, вакуум — насос и расположенный в нижней части цилиндрического корпуса и соединенный с патрубком для подачи продукта кольцевой коллектор с вертикальными теплообменными трубами. Трубы на выходном конце имеют распределительную насадку. Каждую распределительную насадку целесообразно выполнить в виде диска с каналами и выходными соплами, направленными в противоположные стороны. Кроме того, на стороне диска, обращенной к трубе, следует выполнить отбортовку для образования зазора с наружной поверхностью трубы. Целесообразно также патрубок для отвода продукта из цилиндрического корпуса для рециркуляции сообщить с тангенциальным патрубком для подачи продукта. 2 3.и. ф-лы, 3 ил.

Для интенсификации процесса удаления газов в некоторых устройствах на стенках емкости установлены приспособления для перемешивания пленки и продукта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для удаления газов из молока, содержащее цилиндрический корпус с центральной вертикальной трубой для удаления газов и паров из обрабатываемого продукта, снабженный установленным в верхней части тангенциальным патрубком для подвода подлежащего обработке продукта и смонтированным в нижней части патрубком для отвода обработанного продукта, конденсатор с патрубками для подачи

1722324 охлаждающей воды и отвода газов и паров, приспособление для разбрызгивания воды и вакуумный насос.

Недостатками известного устройства являются большие энергозатраты, связанные с безвозвратными потерями энергии на нагрев обрабатываемой жидкости и испарение газа и части воды, которая смешивается с водой вакуум-насоса и в дальнейшем не используется, а также потери из-за имеющих место при работе оборудования каплеуноса и вспенивания (выброс продукта через патрубок для отвода газов и паров).

Кроме того, устройства малопроизводительны из-за малой поверхности теплообмена (от 3 до 7 т/ч).

Цель изобретения — сокращение энергозатрат и уменьшение потерь продукта.

Для достижения указанной цели устройство для удаления газов из молока, содержащее цилиндрический корпус с центральной вертикальной трубой для удаления газов и паров из обрабатываемого продукта, снабженный установленным в верхней части тангенциальным патрубком для подвода подлежащего обработке продукта и смонтированным в нижней части патрубком для отвода отработанного продукта, конденсатор с патрубками для подачи охлаждающей воды и отвода газов и паров, приспособление для разбрызгивания воды и вакуумный насос, снабжено расположенным в нижней части цилиндрического корпуса и соединенным с патрубком для подачи продукта кольцевым коллектором с вертикальными теплообменными трубами, каждая из которых на выходном конце имеет расп редел ител ьную насадку.

Указанные насадки могут иметь форму диска с каналами и выходными соплами, направленными в противоположные стороны, причем на стороне диска обращенной к трубе, может быть отбортовка для образования зазора с наружной поверхностью трубы.

Кроме того, патрубок для отвода продукта из цилиндрического корпуса следует связать с тангенциальным патрубком для подачи продукта и обеспечить таким путем возможность рецеркуляции части обработанного молока.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для удаления газов из молока; на фиг. 2 — распределительная насадка, разрез; на фиг. 3 — технологическая схема производства восстановленного молока с устройством для удаления газов из молока, Предлагаемое устройство для удаления газов из молока состоит из цилиндрического корпуса 1 с откидной крышкой 2 и центрально установленной вертикальной трубой

3 для удаления газов и паров, снабженного в верхней части тангенциальным патрубком

4 для подачи продукта и укрепленным в ниж5 ней части патрубком 5 для отвода обработанного молока, расположенного в нижней части цилиндрического корпуса 1 кольцевого коллектора 6 с вертикальными трубками

7, на выходном конце каждой из которых

10 смонтирована распределительная насадка, конденсатора 8, приспособления 9 для разбрызгивания воды и вакуумного насоса.

Каждая из распределительных насадок выполнена в виде диска 10 с каналами 11 и

15 выходными соплами 12, направленными в противоположные стороны. Сопла 12 расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости каналов 11. На стороне диска 10, обращенной к трубке 7, выполнена отбор20 товка 13 с образованием фиксированного зазора с наружной поверхностью трубки.

Насадки установлены на трубах 7 с помощью осей 14 и закреплены фиксаторами

15. Такая установка насадок обеспечивает

25 возможность их вращения относительно соответствующихтрубок 7, Конденсатор 8 расположен под трубой 3, В нем смонтированы приспособления 9 для разбрызгивания воды и набор горизонтальных сетчатых полок

30 16-20.

Полки могут быть выполнены таким образом, что каждая из нижерасположенных (кроме полки 20) имеет последовательно уменьшающиеся по площади центральные

35 отверстия. Полка 20 центрального отверстия не имеет. Нижняя часть конденсатора имеет коническую форму и оканчивается патрубком 21, служащим для отвода выделенных из молока газов и конденсата. В

40 технологическую схему производства восстановленного молока, входят кроме устройства для удаления газов из молока (корпус 1), гидроциклоны 22 и 23 для очистки восстановленного молока от нерастворив45 шихся частиц, пастеризационно-охладительная установка (секции 24 — 27 регенерации, пастеризации, водяного охлаждения и рассольного охлаждения молока), выдерживатель 28, вакуум-насос 29, 50 центробежные насосы 30 и 31, пеногаситель

32, воздухоотделитель 33, а также система подготовки и подачи воды, включающая бак

34 и центробежный насос 35. Патрубок 5 устройства для отвода обработанного моло55 ка связаны трубопроводом 36 с патрубком 4 для подачи продукта на обработку. Это обеспечивает возможность рециркуляции части молока.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

1722324

Молоко, нагретое до 55 — 85 С, по патрубку 37 через проходные краны 38 и 39 поступает одновременно в верхний тангенциальный патрубок4 и в кольцевой коллектор

6. При этом краны 38 и 39 отрегулированы таким образом, что основной поток (примерно 80 — 90 Д) молока идет в кольцевой коллектор, а меньшая часть его (10 — 20 ) в патрубок 4 и из него в виде тонкой пленки стекает по винтовой линии внутренней поверхности корпуса 1. Основной поток попадает из коллектора в трубки 7 и под давлением от 2 до 9 атм поднимается по ним и попадает в распределительные насадки, где часть продукта (примерно 70 g) через зазоры между трубками и отбортовками 13 стекает по наружной поверхности труб в виде падающей пленки, а оставшаяся часть по каналам 11 распределительных насадок подводится к выходным соплам 12, через которые разбрызгивается в объеме цилиндрического корпуса 1. В последнем вакуумнасосом 29 поддерживается разрежение от

0,1 до 0,5 атм, в связи с чем в нем закипает молоко. При этом из молока выделяются газы и частично испаряется влага. Это приводит к понижению температуры молока до

40 — 60 С. Однако интенсивности процесса массообмена способствует подвод теплоты к молоку через поверхность трубок 7.

Из скапливающегося в нижней части корпуса 1 молока продолжает интенсивно выделяться оставшийся газ и испаряться влага, В результате подвода теплоты от трубок 7 и коллектора 6, а также перемешивания слоя продукта, имеющего место при слиянии потоков. При этом выделившиеся газы и водяной пар по трубе 3 поступает в конденсатор 8, где смешиваются с каплями воды, распыляемой разбрызгивателем 9, и распределяются по сетчатым полкам 17 — 20.

Воду разбрызгивают навстречу движению газов и пара, что способствует увеличению продолжительности их контакта и повышению эффективности конденсации. Капли воды, направленные в верх конденсатора, изменяют свое направление, оседают на сетчатых полках 17 — 20 и перемещаются по ним в виде капель и струй. На поверхности капель конденсируется водяной пар. В результате контакта с газом и водяным паром температура воды повышается до 25-55 С.

Ее откачивают из устройства через патрубок 21 и используют на технологические нужды. Очищенные от газов молоко по патрубку 6 откачивается из корпуса 1 устройства насосом 30, подвергается тепловой обработке, после чего в охлажденном виде поступает на нормализацию и розлив.

При использовании предлагаемого устройства в технологической линии восстановленное молоко при 55 — 85 С подвергается предварительной очистке в гидроциклоне 22, в котором от него отделяется осадок, который подается на повторное растворение, а очищенное молоко поступает в секцию 24 регенерации, подогревается в ней до 55-85 С от молока, прошедшего пастеризацию в секции

25, После этого восстановленное молоко очищается от газов в очистительном устройстве (в корпусе 1). Очищенное от газов молоко (дегазированное) откачивается насосом 30 и подается в пеногаситель 32 и гидроциклон 23, в котором от него отделяется пена и оставшиеся нерастворившиеся частицы. Пена и выделившийся осадок смешиваются и подаются на повторное растворение. Очищенное восстановленное молоко при 4060 С поступает в секцию 25 пастеризации, нагреваясь до 73 — 95 С, и выдерживается в выдерживателе 28 при указанной температуре. Далее молоко последовательно проходит секцию 24 регенерации, секцию 26 водяного охлаждения, охлаждаясь в ней до 10 — 25 С, секцию 27 рассольного охлаждения, охлаждаясь в ней до 5 — 8 С, а затем поступает на нормализацию и розлив.

Полученное таким образом молоко имеет плотность не ниже 1027 кг/м .

Предусмотрена возможность возврата части молока (10 — 20 Q по трубопроводу 36 в емкость 1 на рециркуляцию.

Выделившиеся из молока газы и водяные пары по центральной трубе 3 поступают в конденсатор 8 и контактируют в нем с подаваемой через разбрызгиватель 9 водой при 10 — 14 С. В результате смешения с теплым газом и паром температура воды увеличивается до 25 — 55 С. После этого подогретая вода поступает в газоотделитель 33, в котором из нее удаляется газ поддавлением

1,01 — 1,1 атм, который попадает в атмосферу.

Эта вода смешивается с водой, подогретой до

35-65 С, в секции 26 водяного охладителя за счет тепла, отдаваемого восстановленным молоком, и образует теплоноситель при 25—

60 С. Этот теплоноситель используют для растворения сухого молока.

Таким образом, при работе предлагаемого устройства энергия, затрачиваемая на создание вакуума в емкости 1 и на нагрев молока перед газоотделением, передается испаряющимся из молока газам и парам, которые затем смешиваются в конденсаторе 8 с разбрызгиваемой холодной водой и отдают ей теплоту, нагревая ее. После этого эта вода смешивается с водой, нагретой в секции 26 пастеризации за счет теплоты охлаждаемого молока, в результате чего ее темпера1722324

30 еиие

1 тура повышается до 28 — 60 С. Затем они используются для растворения сухого молока.

Такое рациональное использование тепла отходящих из молока газов и паров обеспечивает сокращение энергозатрат на весь технологический процесс приготовления восстановленного молока.

В случае выбора молока через центральную трубу 3 оно смешивается с водой, удаляемой из устройства через патрубок 21, и возвращается в технологическую линию при восстановлении сухого молока. Это исключает потери продукта при удалении из него газов и обеспечивает уменьшение потерь продукта.

В результате установки в корпусе коллектора с трубами значительно увеличена поверхность теплообмена, что позволяет интенсифицировать процесс и повысить производительность.

Формула изобретения

1. Устройство для удаления газов из молока, содержащее цилиндрический корпус с центральной вертикальной трубой для удаления газов и паров, имеющий в верхней части тангенциальный патрубок для подачи продукта и патрубок для отвода продукта, укрепленный в нижней части, конденсатор с патрубками для подачи охлаждающей воды и отвода газов и паров и приспособлени5 ем для разбрызгивания воды и вакуум-насос, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат и уменьшения потерь продукта, оно снабжено расположенным в нижней части цилиндрического корпуса и

10 соединенным с патрубком для подачи продукта кольцевым коллектором с вертикальными теплообменными трубами, каждая из которых на выходном конце имеет распределительную насадку.

15 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждая распределительная насадка выполнена в виде диска с каналами и выходными соплами, направленными в противоположные стороны, а на стороне диска, 20 обращенной к трубе, имеется отбортовка для образования зазора с наружной поверхностью трубы.

3, Устройство по п.1,отл и ча ю щеес я тем, что патрубок для отвода продукта

25 цилиндрического корпуса сообщен с тангенциальным патрубком подачи продукта для рециркуляции.

1722324

1722324

Составитель Н.Панкратов

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шевкун

Заказ 1003 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101