Способ обеззараживания пищевой жидкости и установка для его реализации

Способ обеззараживания пищевой жидкости и установка для его реализации

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для обеззараживания пищевых жидкостей.

Известен способ обеззараживания жидкости, включающий разрушение клеток присутствующих в ней микроорганизмов путем обработки жидкости избыточным давлением с последующим сбросом давления до атмосферного, для чего обеззараживаемую жидкость насыщают воздухом в герметичной емкости под давлением не менее 3 кг/см², выдерживают под этим давлением не менее 60 минут, а затем ее перепускают в емкость, сообщенную с атмосферой, для сброса давления (Патент РФ №2276103, опубл. 10.05.2006 г.).

Недостатком известного способа является низкая степень обеззараживания пищевой жидкости.

Известна установка обеззараживания жидкости, содержащая устройство газонасыщения и разнасыщения обеззараживаемой жидкости, при этом устройство газонасыщения выполнено из герметичной емкости насыщения, оснащенной предохранительным дренажным клапаном, коллектором газонасыщения, равномерно распределенным в ее нижней части и имеющим отверстия диаметром 0,05-0,1 мм, полость которого соединена трубопроводом с источником сжатого газа через управляемый клапан. Устройство разнасыщения выполнено из емкости, сообщенной с атмосферой и оснащенной коллектором разнасыщения, монтированным в ее верхней части и имеющим отверстия диаметром 0,5-1,5 мм, суммарная площадь проходного сечения которых меньше площади проходного сечения подводящего трубопровода, при этом полость коллектора разнасыщения соединена трубопроводом с нижней частью емкости газонасыщения через управляемый клапан (Патент РФ №2276103, опубл. 10.05.2006 г.).

Недостатком известной установки является низкая степень обеззараживания пищевой жидкости.

Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего высокую степень обеззараживания жидкости, а также создание высокоэффективной установки для его реализации.

Задача достигается тем, что в способе обеззараживания пищевой жидкости, включающем обработку пищевой жидкости избыточным давлением с последующим сбросом давления до атмосферного, обработку пищевой жидкости избыточным давлением осуществляют в распыленном состоянии, обеспечивающем размер частиц жидкости не более 100 мкм, при этом обработку пищевой жидкости избыточным давлением ведут путем ее рециркуляции с последующим сбросом давления до атмосферного в три этапа, на первом из которых избыточное давление 2-3 атм, на втором - 4-5 атм, на третьем - 6-7 атм, а продолжительность обработки на каждом этапе составляет 5-10 минут.

Задача достигается еще и тем, что установка обеззараживания пищевой жидкости состоит из устройства для обработки жидкости избыточным давлением, представляющего герметичную емкость, снабженную предохранительным дренажным клапаном, при этом герметичная емкость снаружи верхней части оснащена патрубком для подачи воздуха, который через управляемый клапан и биофильтр для очистки воздуха соединен трубопроводом с компрессором, соленоидным клапаном для сброса избыточного давления и манометром, внутри верхняя часть герметичной емкости снабжена зонтом-отбойником, под которым установлена форсунка, обеспечивающая тонкое распыление жидкости до размера частиц не более 100 мкм, соединенная трубопроводом с насосом, подающим необработанную жидкость из накопительной емкости в герметичную емкость для обработки, а снаружи нижняя часть герметичной емкости снабжена патрубком, который соединен трубопроводом с насосом, подающим жидкость в герметичную емкость и обеспечивающим ее рециркуляцию, и патрубком для слива обеззараженной пищевой жидкости, который через клапан соединен трубопроводом с приемной емкостью для обеззараженной пищевой жидкости.

Технический результат - достижение высокой степени обеззараживания пищевой жидкости.

Нами экспериментально установлено, что обработка пищевой жидкости избыточным давлением с последующим сбросом давления в три этапа при постепенном увеличении избыточного давления на последующем этапе и сбросом избыточного давления до атмосферного на каждом этапе, а также осуществление обработки жидкости в распыленном состоянии в режиме рециркуляции, позволяют достичь высокой степени ее обеззараживания.

На фигуре приведена принципиальная схема установки обеззараживания пищевой жидкости.

Заявляемая установка состоит из устройства, представляющего собой герметичную емкость (поз.1) для обработки жидкости избыточным давлением, снабженную предохранительным дренажным клапаном (поз.2). Снаружи верней части герметичной емкости (поз.1) монтированы патрубок (поз.3) для подачи воздуха, соединенный трубопроводом (поз.4) через управляемый клапан (поз.5) и биофильтр (поз.6) для очистки воздуха с компрессором (поз.7), соленоидный клапан сброса давления (поз.8) и манометр (поз.9) для регистрации избыточного давления. Внутри верхней части герметичной емкости (поз.1) монтирован зонт-отбойник (поз.10), предназначенный для предотвращения уноса капель обеззараженной пищевой жидкости в атмосферу при сбросе давления, под которым установлена форсунка (поз.11) для распыления пищевой жидкости, соединенная трубопроводом (поз.12) с насосом (поз.13). Снаружи нижней части герметичной емкости (поз.1) монтированы патрубок (поз.14), который через клапан (поз.15) соединен трубопроводом рециркуляции (поз.16) с насосом (поз.13), и патрубок (поз.17) для слива обеззараженной пищевой жидкости, соединенный трубопроводом (поз.18) через клапан (поз.19) с приемной емкостью для обеззараженной жидкости (поз.20).

Кроме этого емкость для необработанной пищевой жидкости (поз.21) соединена трубопроводом (поз.22) через клапан (поз.23) с насосом (поз.13). При этом насос (поз.13) обеспечивает подачу пищевой жидкости из емкости для необработанной пищевой жидкости (поз.21) в герметичную емкость (поз.1) и рециркуляцию пищевой жидкости при обработке избыточным давлением.

Заявляемая установка работает следующим образом.

Необработанную пищевую жидкость из емкости (поз.21) подают через клапан (поз.23) по трубопроводу (поз.22) и трубопроводу (поз.12) насосом (поз.13) в форсунку (поз.11), обеспечивающую тонкое распыление жидкости до размера частиц не более 100 мкм, расположенную в герметичной емкости (поз.1). Одновременно в герметичную емкость (поз.1) компрессором (поз.7) через биофильтр (поз.6) подают сжатый очищенный воздух, для чего открывают клапан (поз.5). При достижении требуемого избыточного давления на первом этапе (2-3 атм), регистрируемого манометром (поз.9), перекрывают клапан (поз.5). Затем перекрывают клапан (поз.23) и открывают клапан (поз.15) для осуществления рециркуляции обрабатываемой жидкости через трубопровод рециркуляции (поз.16), насос (поз.13), трубопровод (поз.12) и форсунку (поз.11). После обработки пищевой жидкости избыточным давлением на первом этапе в течение требуемой продолжительности рециркуляции (5-10 минут) насос (поз.13) отключают и через соленоидный клапан (поз.8) сбрасывают избыточное давление.

Затем открывают клапан (поз.5) и подают в герметичную емкость (поз.1) через биофильтр (поз.6) компрессором (поз.7) сжатый очищенный воздух. При достижении требуемого избыточного давления (на втором этапе 4-5 атм), регистрируемого манометром (поз.9), перекрывают клапан (поз.5), после чего перекрывают клапан (поз.23) и открывают клапан (поз.15) для осуществления рециркуляции обрабатываемой жидкости через трубопровод рециркуляции (поз.16), насос (поз.13), трубопровод (поз.12) и форсунку (поз.11). После обработки пищевой жидкости избыточным давлением на втором этапе в течение требуемой продолжительности рециркуляции (5-10 минут) насос (поз.13) отключают и через соленоидный клапан (поз.8) сбрасывают избыточное давление.

Затем открывают клапан (поз.5) и подают в герметичную емкость (поз.1) через биофильтр (поз.6) компрессором (поз.7) сжатый очищенный воздух. При достижении требуемого избыточного давления (на третьем этапе 6-7 атм), регистрируемого манометром (поз.9), перекрывают клапан (поз.5), после чего перекрывают клапан (поз.23) и открывают клапан (поз.15) для осуществления рециркуляции обрабатываемой жидкости через трубопровод рециркуляции (поз.16), насос (поз.13), трубопровод (поз.12) и форсунку (поз.11). После обработки пищевой жидкости избыточным давлением на третьем этапе в течение требуемой продолжительности рециркуляции (5-10 минут) насос (поз.13) отключают и через соленоидный клапан (поз.8) сбрасывают избыточное давление.

Открывают клапан (поз.19) и обеззараженную жидкость сливают через патрубок (поз.17) по трубопроводу (поз.18) в приемную емкость (поз.20) для обеззараженной пищевой жидкости.

Заявляемый способ для обеззараживания пищевой жидкости поясняется следующими примерами.

Пример 1. Сырое молоко обрабатывают в распыленном состоянии, обеспечивающем размер частиц молока 100 мкм, избыточным давлением в режиме рециркуляции в три этапа, при этом: на первом этапе обработку молока осуществляют избыточным давлением 3 атм в течение 10 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного; на втором этапе обработку осуществляют избыточным давлением 5 атм в течение 5 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного; на третьем этапе обработку осуществляют избыточным давлением 7 атм в течение 5 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного.

Пример 2. Свежеотжатый яблочный сок обрабатывают в распыленном состоянии, обеспечивающем размер частиц сока 50 мкм, избыточным давлением в режиме рециркуляции в три этапа, при этом: на первом этапе обработку сока осуществляют избыточным давлением 2 атм в течение 5 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного; на втором этапе обработку осуществляют избыточным давлением 4 атм в течение 10 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного; на третьем этапе обработку осуществляют избыточным давлением 6 атм в течение 10 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного.

Пример 3. Виноградный концентрированный сок обрабатывают в распыленном состоянии, обеспечивающем размер частиц сока 80 мкм, избыточным давлением в режиме рециркуляции в три этапа, при этом: на первом этапе обработку сока осуществляют избыточным давлением 2,5 атм в течение 10 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного; на втором этапе обработку осуществляют избыточным давлением 4,5 атм в течение 5 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного; на третьем этапе обработку осуществляют избыточным давлением 6,5 атм в течение 5 минут, затем сбрасывают давление до атмосферного.

В таблице приведены сравнительные данные обработки пищевой жидкости известным и предлагаемым способами.

Таблица
Наименование показателя	Значение показателя
Известный способ	Заявляемый способ
Пример 1	Пример 2	Пример 3
Степень обеззараживания, %	25,5	68,7	75,7	75,9

Из приведенных данных видно, что степень обеззараживания пищевой жидкости, а именно сырого молока, свежеотжатого яблочного сока и виноградного концентрированного сока, обработанных по заявляемому способу и на заявляемой для его реализации установке, значительно выше, чем этот показатель для пищевой жидкости, обработанной по известному способу и на известной для его реализации установке.

Кроме этого, следует отметить сокращение продолжительности обработки пищевой жидкости по заявляемому способу в 2-3 раза по сравнению с известным способом.

1. Способ обеззараживания пищевой жидкости, включающий обработку пищевой жидкости избыточным давлением с последующим сбросом давления до атмосферного, отличающийся тем, что обработку пищевой жидкости избыточным давлением осуществляют в распыленном состоянии, обеспечивающем размер частиц жидкости не более 100 мкм, при этом обработку пищевой жидкости избыточным давлением ведут путем ее рециркуляции с последующим сбросом давления до атмосферного в три этапа, на первом из которых избыточное давление 2-3 атм, на втором - 4-5 атм, на третьем - 6-7 атм, а продолжительность обработки на каждом этапе составляет 5-10 минут.

2. Установка обеззараживания пищевой жидкости, состоящая из устройства для обработки жидкости избыточным давлением, представляющего герметичную емкость, снабженную предохранительным дренажным клапаном, отличающаяся тем, что герметичная емкость снаружи верхней части оснащена патрубком для подачи воздуха, который через управляемый клапан и биофильтр для очистки воздуха соединен трубопроводом с компрессором, соленоидным клапаном для сброса избыточного давления и манометром, внутри верхняя часть герметичной емкости снабжена зонтом-отбойником, под которым установлена форсунка, обеспечивающая тонкое распыление жидкости до размера частиц не более 100 мкм, соединенная трубопроводом с насосом, подающим необработанную жидкость из накопительной емкости в герметичную емкость для обработки, а снаружи нижняя часть герметичной емкости снабжена патрубком, который соединен трубопроводом с насосом, подающим жидкость в герметичную емкость и обеспечивающим ее рециркуляцию, и патрубком для слива обеззараженной пищевой жидкости, который через клапан соединен трубопроводом с приемной емкостью для обеззараженной пищевой жидкости.