Патент ссср 427532
Иллюстрации
Реферат
ilM& n
ОП ИСАНИЕ
«> 427532
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕН HSI
К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента— (22) Заявлено 25.04.67 (21) 1150379i28-13 (32) Приоритет 25.04.66. (31) 5545/66 (33) Швеция
Опубликовано 05.05.74. Бюллетень № 17.
Дата опубликования описания 07.02.75. (51) М. Кл. F 28d 9/00
А 23 с 3/02
Государственный комитет
Ввввта Министров СССР
IIQ делам изобретений
1 и открытий (53) УДК 637.35(088.8) (72) Автор изобретения
Иностранец
Бенгт Арне Палм (Швеция)
Иностранная фирма
«Альфа-Лаваль АБ» (Швеция) (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к установкам для непрерывной тепловой обработки — стерилизации или пастеризации жидкого продукта, например, молока, сока и т. п., в системе трубопроводов, где предусмотрены устройства для нагревания и охлаждения продукта, а также средства для возвращения его к исходной точке для немедленной или более поздней повторной обработки в системе трубопроводов в том случае, если во время первичной обработки продукт не достиг желательной температуры.
Известна установка для тепловой обработки жидкости, включающая расходный резервуар; подающий насос; теплообменпик для нагрева жидкости до требуемой температуры с первичной стороной для обрабатываемой жидкости и вторичной — для теплоносителя, предпочтительно воды; аналогичный теплообменник для охлаждения нагретой до требуемой температуры жидкости с первичной стороной для нагретой жидкости и вторичной — для хладоносителя, предпочтительно воды; устройство клапанного типа для отвода обработанной жидкости, например, на розлив; теплообменник для охлаждения и возврата жидкости, не нагретой до требуемой температуры, с первичной стороной для жидкости и вторичной— для хладоносителя, а также систему соединительных трубопроводов, запорную арматуру и систему автоматического управления установкой.
Предлагаемая установка повышает эффективность тепловои обработки жидкости. Эта
5 достигается тем, что первичная сторона теплообменника для охлаждения нагретой до требуемой температуры жидкости последовательно соединена с первичной стороной теплообменника для охлаждеия и возврата не на10 гретой до требуемой температуры жидкости через устройство клапанного типа для отвода обработанной жидкости, а вторичные стороны этих теплообменников соединены между собой параллельно и связаны со вторичной стороной
15 теплообменника для нагрева жидкости до требуемой температуры в общий контур, изолированный от первичных сторон теплообменников для обрабатываемой жидкости.
Кроме того, установка может быть снабже20 на теплообменником для охлаждения теплоносителя, связанным со вторичной стороной теплообменника для нагрева жидкости до требуемой температуры.
На фиг. 1 схематически изображена опи25 сываемая установка; на фиг. 2 — то же, вариант исполнения с дегазирующим устройством; на фиг. 3 — вариант исполнения с двумя дегазирующими устройствами; на фиг. 4 — вариант исполнения с расширительным теплооб30 менником и конденсатором; на фиг. 5 — вари427532 ант исполнения с пепосредственным нагреванием паром, расширительный теплообменник с удалением пара и теплообменник для охлаждения дополнительного продукта в его контуре.
Установка содержит расходный резервуар
1; подающий насос 2; регулятор 8 количества проходящей жидкости пластинчатый теплообменник для нагрева жидкости до требуемой темпсратуры с первичной стороной 4 для обрабатываемой жидкости и вторичной 5 — для теплоносителя (воды); аналогичный теплообменник для охлаждения нагретой до требуемой температуры жидкости с первичной стороной 6 для нагретой жидкости и вторичной 7— для хладоносителя (воды); устройство 8 клапанного типа для отвода обработанной жидкости, например, на розлив; пластинчатый теплообменник для охлаждения и возврата жидкости, не нагретой до требуемой температуры, с первичной стороной 9 для жидкости и вторичной 10 — для хладоносителя, а также систему соединительных трубопроводов П вЂ” 28, запорную арматуру: клапаны 24, 25, 26, 27 и
28; щит 29 автоматического управления; теплообменник с первичной стороной 80 для теплоносителя (воды) и вторичной 81 — для пара и теплообменнпк с первичной стороной 82 для охлаждаемой воды и вторичной стороной
88 — для охлаждающей воды; прибор 84, регулирующий подачу пара; регулятор 85 температуры воды; резервуар 86 для воды; насос
87; регулятор 88 количества проходящей жидкости; трехходовые клапаны 89, 40 и сборный резервуар 41 для жидкости.
Первичная сторона б теплообменника для охлаждения нагретой до требуемой температуры жидкости последовательно соединена с первичной стороной 9 теплообменника для охлаждения и возврата не нагретой до требуемой температуры жидкости через устройство
8 клапанного типа для отвода обработанной жидкости, а вторичные стороны 7 и 10 этих теплообменников соединены между собой параллельно и связаны со вторичными сторонами 5 и 80 теплообменника для нагрева жидкости до требуемой температуры в общий контур, изолированный от первичных сторон 4, б и 9 теплообменников для обрабатываемой жидкости.
Пластинчатый теплообменник для охлаждения теплоносителя с первичной 82 и вторичной стороной 5 теплообменника для нагрева жидкости до требуемой температуры.
В варианте исполнения (см. фиг. 2) установка снабжена теплообменником, разделеннным на две секции 1 и II, причем между первичными сторонами 4 указанных секций предусмотрен резервуар 42 для деаэрации с вакуумным 48 и питательным 44 насосами.
В другом варианте исполнения .(см. фиг. 3) установка отличается тем, что после первичной стороны 4 в секции П теплообменника установлен дополнительный вакуумный бачок
45, снабженный питательным насосом 46. Бачок через трубопровод связан с верхней частью резервуара 42, таким образом один и тот же вакуум будет иметь место в резервуарах 42 и
45, по температура жидкости (молока) в резервуаре 45 будет выше температуры жидкости (молока) в резервуаре 42.
В установке на фиг. 4 прямоточный регенеративный теплообменник б, 7 (см. фиг. 1) разделен на две секции 1 и II, а между первичны1п ми сторонами 6 этих секций, установлен расширительный бак 47, снабженный питательным насосом 48, вакуумным трубопроводом 49 с вакуумным насосом 50 и конденсатором 51, мимо которого проходит охлаждающая вода.
1; Он предназначен для конденсации пара, образованного в расширительном баке 47, и возврата конденсата в жидкость (молоко), Установка на фпг. 5 отличается от установки первого варианта (фиг. 1) тем, что, если
2о теплообменник 4, 5 (фиг. 1) используется для нагревания жидкости (молока) до температуры стерилизации плп пастеризации, то соответствующий теплообменник 4, 5 (фиг. 5) используется только для предварительного нагрева25 нпя молока до заданной температуры. По этой IIpII IIIIIe пар подается в теплообменик 30, 81 через клапан 27, который приводится в действие прибором 34. В этом случае последний воспринимает температуру г, трубопроводе
30 после первичной стороны 4 и поддерживает эту температуру на необходимом уровне. Пастеризация и стерилизация молока осуществляется при помощи непосредственного ьведения в него uapa.
35 После предварительного нагревания первичной стороной 4 теплообмешшка молоко подается через трубопровод 52 в устройство 58 для введения пара. Пар подается в это устройство через клапан 54, приводимый в действие прибором 55. Последний I ocIIpIIIIIIIIIaer температуру молока в трубопроводе 56 и приводит в действие клапан 54 таким образом, что эта температура все время поддер>кпвается на одном ровне.
4> Вследствие того, что введенный IIap конденснруется в молоко и разоавляет его, молоко проходит пз трубопровода 56 через расширительный клапан 57 в расширительный резервуар 58, где из молока выпарпвается столько пара, сколько было ранее введено в него и конденсировалось в нем. Вываренный пар удаляется через трубопровод 59 и вакуумный насос 60.
Молоко, охлажденное расширением, отводится насосом 61 из резервура 58 и затем идет в теплообменннк б, 7. Благодаря расширительному охлаждению в резервуаре 58, молоко имеет более низкую температуру, когда оно приходит в теплообменник 6, 7 (на фиг. 5) по сравнению с той температурои, которую оно имеет, когда приходит в теплообменник б, 7 (на фиг. 1). Поэтому во время рециркуляции с целью стерилизации установки (на фиг. 5) необходим дополнительный теплообменник 62, 65 68 для охлаждения вторичной стороны 68 хо427532 лодиой водой, проходящей через первичну(о сторону 62. Это охлаждение регулируется прибором 64, который воспринимает температуру во второй системе трубопрводов после вторичной стороны 68 и поддерживает эту температуру I!à желательном уровне, посредством приведен(гя в действие клапан» 65.
Установка работает следу(ощи м обр азом (f1 o основному варианту на фиг. 1).
Молоко, подлежащее пастеризации или стерилизации, проходит через трубопровод 11 и клапан 25, в расходный резервуар 1, а затем при помощи насоса 2 подается через трубопровод 12 и регулятор 8 количества проходящей жидкости в первичную сторону 4 теплообмеиника. При помощи вторичной стороны 5 теилообменника молоко нагревается до температуры пастеризации илп стерилизации, которая изменяется для различных обрабатываемых жидкостей.
Из теплообменника 4, 5 молоко идет по трубопроводу 18 к первичной стороне б теплообъ(сник», име101цего Втор ичну(О сторону /.
Здесь молоко охлаждается до температуры розлива или хранения и выгружается через устройство 8 клапанного тина, если во время пастеризации илп стерилизации оно достигло необходимой температуры.
Приборы щита 29 управления воспринимают температуру молока в трубопроводе 13, и если температура удовлетворительная, то приборы щита приводят в действие устройстВо 8 клапанного типа таким образом, что молоко выгружается в трубопровод 28 на розлив или хранение. Если же температура в трубопроводе 1,3 недостаточна, то молоко возвращается на обработку. Приборы щита реверсиру(от устройство 8 таким образом, что трубопровод 28 отключается, а взамен образуется связь с трубопроводом 15 и первичной.стороной 9 теплообмениика. Здесь молоко охлаждается водой вторичной стороны 10 и по труооироводу 16, через клапан 24 течет либо обратно в резервуар 1, либо через клапан 49 и трубопровод 22 — в сборный резервуар 41, либо через трубопровод 21 — — в выпускну(о трубу.
Р>о вторичные стороны 10 и 7 теплообменииков вода поступает из резервуара 86 и насосом 87 нагнетается через регулятор 88 количества в трубопровод 17 к трехходовому крану
89, который в зависимости от сигнала с приборов щита 29 либо пропускает воду в трубопровод 14 и во вторичную сторону 7 теплообмениика, либо в трубопровод 18 и во вторичну)о сторону !О теплообменника.
11езависимо от того, течет вода через ту или другую вторичную сторону теплообменников б, / и 9, 10, она из этих соединенных параллельно теплообменников поступает в трубопровод 19, а затем проходит через одну сториу,30 теплообменника, в то время N3K через вторичную сторону 81 этого теплообменника проходит пар, чтобы повысить температуры воды на стороне 80 до темПредмет изобретен ия
1. Установка для тепловой обработки кости.:fa 1)p! Iifep молока, включающая жидраспературы па теризации или стерилизации, так что вода, когда она позже проходит через вторичную сторону 5 теплообменIIII;a, может нагревать молоко, проходящее через первичную сторону 4, до желательной температуры. Затем из теплообменника 4, 5 вода проходит через теплообменпк 82, 38, где она, в случае необходимости, охлаждается холодиои водои, а затем возвращается в рсзер10 вуар 86.
Температура молока в трубопроводе 18 (оддержпваеетя на уровне желательной велишны температуры пастеризации пли стерилизации. Если температура ниже желательной, д то устройство 8 отключает связь с трубопроводом 23 и открывает трубопровод 15, в то время как клапан 89 перекрывает трубопровод 14 и открывает трубопровод 18.
Прп нормальной работе установки молоко
2О пастеризуется или стерилпзуется в теплообменнпке 4, 5 и охлаждается в теплообменнике 6, 7, а затем выгружается по трубопроводу 23. В это время теплообменпк 9, 10 не действует.
25 1(огда происходит возвращение, то есть когда температура в трубопроводе 18 слишком низкая и, значит, этот трубопровод уже не стерильный If должен быть стерилпзован, происходит реверспрованпе клапанов устройзо ства 8 и 89. Теперь вторичная сторона 7 теплообменника не действует, а начинает действовать пергичная 9 и вторичная 10 стороны другого теплообмениика, причем все молоко пз теплообмениика б, 7 I!poxoдит через тепло,35 обмениик 9, 10 и возвращается либо в резервуар 1, либо в резервуар 41. Молоко из резервуара 1 может рециркулировать через первую систему трубопроводов:Io того момента, пока установка снова не станет стерильной, -)() Затем клапан 89 и устройство 8 реверсируются к нормальной работе, и установка работает нормально, без каких-либс нарушений, так ка). тепловое равновесие в установке поддерживается без изменений все время, включая и период рециркуляции. Это достигается использованием теплообменников б, 7 и 9, 10 и их реверсивных вторичных сторон 7 и 10, которые, кроме того, да)от возможность достичь температуры стерилизации во время рециркуляции, производимой с целью стерилизации первичной стороны б установки.
Для промывки установки молоко отводят в резервуар 41 и подают воду по трубопроводу через клапан 28. Моющии раствор подается тем же путем, что и вода. Затем установка промывается сильной струей жидкости и стерилизуется водой. Моющий раствор и промывочная вода удаляется из установки через клапан 40 в выпускной трубопровод 21.
6() Вода в части теплообменника 82 охлаждается только ири репиркуляции.
427532 ходный резервуар, подающий насос, теплообменнпк для нагрева жидкости до требуемой температуры с первичной стороной для обрабатываемой жидкости и вторичной — для теплоносителя, предпочтительно воды, аналогичный теплообменник для охлаждения нагретой до требуемой температуры жидкости с первичной стороной для нагретой жидкости и вторичной — для хладоноситсля, предпочтительно воды, устройство клапанного типа для отвода обработаной жидкости, например, на 10 розлив, теплообменник для охлаждения н возврата жидкости, не нагретой до требуемой температуры, с первичной стороной для жидкости и вторичной — для хладоносителя, а также систему соединительных трубопрово- 15 дов, запорную арматуру и систему автоматического управления установкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности тепловой обработки жидкости, первичная сторона теплообменника для охлаждения нагретой до требуемой температуры жидкости последовательно соединена с первичной стороной теплообменника для охлаждения н возврата не нагретой до требуемой температуры жидкости через устройство клапанного типа для отвода обработанной жидкости, а вторичные стороны этих теплообменпиков соединены между собой параллельно и связаны со вторичной стороной теплообменика для нагрева жидкости до требуемой температуры в общий контур, изолированный от первичных сторон теплообменнков для обрабатываемой жидкости.
2. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником для охлаждения теплоносителя, связанным со вторичной сторонбй теплообменника для нагрева жидкости до требуемой темпераутры.
427532
1
L Риг 5
Составитель Г. Субботина
Техред Г. Дворина Корректор Н. Учакина
Редактор Т. Каранова
Мытищинская типография
Зак. 2235 Изд. ¹ 797 Тираж 624 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, iK-35, Рачшская иаб., д. 4/5