Установка для нагрева и стерилизации жидких, вязких и пастообразных продуктов

Полезная модель относится к пищевой, фармацевтической и косметической промышленности и предназначена для стерилизации вязких, пастообразных продуктов. Установка содержит теплообменник «труба в трубе», в котором размещен вал со скребками, механически соединенный с электродвигателем, насос с электродвигателем для подачи продукта в теплообменник. На входе и выходе теплообменника, снабженного снабжен перепускным клапаном, установлены датчики температуры, обеспечивающие контроль температуры продукта. Установка дополнительно содержит систему управления электродвигателем вала теплообменника и систему управления электродвигателем насоса подачи продукта по сигналам датчиков температуры. Технический результат заключается в наличии непрерывного контроля нагрева продукта до заданной температуры и поддержания ее в заданном диапазоне. 1 ил.

Полезная модель относится к пищевой, фармацевтической, косметической промышленности и может быть использована для разогрева и стерилизации растительного сырья и масел др. продуктов.

Известны скребковые регенеративные кристаллизаторы КРС, КРСН (наклонный) установок депарафинизации масел [ТУ 26-02-342-71, ТУ 26-02-90б-81, РД 38.25.012-89], состоящие из труб с теплообменной рубашкой по принципу «теплообменник труба в трубе», устройства привода скребковых валов размещенных во внутренней трубе. Недостатком этих устройств является то, что их конструкция не позволяет производить нагрев и стерилизацию вязких и пастообразных пищевых продуктов.

Известен скребковый теплообменник [US патент 5042573, опубл. 1991.08.27], в котором подача продукта осуществляется по касательной, через торцевую крышку с тем чтобы обеспечить повышенный ресурс аппарата между чистками рабочей поверхности теплообменника, а также обеспечить его без разборную мойку. Недостатком известного устройство является трудность контроля и регулирования процесс теплообмена, поскольку в конструкции не предусмотрены соответствующие датчики, что приводит к не регулируемой теплопередаче теплообменников, образованию пригара при перегреве продукта и снижение эффективности теплопередачи.

Наиболее близким к заявляемому решению является скребковый теплообменник типа П8-ОСТ [производство «Молмаш» г. Москва ]. Его конструкция, состоит из электродвигателя, редуктора, теплообменника труба в трубе и вала со скребками, расположенного внутри соосно с поверхностью теплообмена. Недостаток известной конструкции состоит в том, что при нагреве или стерилизации продуктов сложно удержать заданную температуру в диапазоне менее 2°С; повышается вероятность пригорания продуктов на поверхности теплообмена; нарушается фазовое состояние продукта при повышении температуры свыше 100°С.

Технический результат полезной модели заключается в предотвращении образования пригара нагреваемых продуктов на поверхности теплообменника и обеспечение стабильного фазового состояния продуктов при нагреве, за счет осуществления непрерывного контроля нагрева продуктов до заданной температуры и поддержания ее в заданном диапазоне.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для нагрева и стерилизации жидких, вязких и пастообразных продуктов, содержащая как и прототип, теплообменник «труба в трубе», в котором размещен вал со скребками, механически соединенный с электродвигателем, насос с электродвигателем для подачи продукта в теплообменник, в отличие от прототипа, дополнительно содержит датчики температуры, установленные на входе и выходе теплообменника, обеспечивающие контроль температуры продукта, систему управления электродвигателем вала теплообменника и систему управления электродвигателем насоса подачи продукта по сигналам датчиков температуры, при этом теплообменник снабжен перепускным клапаном.

Целесообразно, чтобы система управления электродвигателем вала теплообменника содержала частотный преобразователь и измеритель-регулятор температуры, соединенный с датчиками температуры.

Целесообразно, чтобы система управления электродвигателем насоса для подачи продукта содержала частотный преобразователь и измеритель-регулятор температуры, соединенный с датчиками температуры.

На фиг.1 изображена схема установки для нагрева и стерилизации жидких, вязких и пастообразных продуктов, состоящей из электродвигателя 1, редуктора 2, теплообменника 3, датчиков температуры 4, 5, установленных на входе и выходе теплообменника, перепускного клапана 6, измерителей-регуляторов температуры 7, 8, частотных преобразователей 9, 10, управляющих скоростью вращения электродвигателя 1 и скоростью вращения электродвигателя 11, насоса 12, а также кранов 13, 14, предназначенных для подачи и отвода теплоносителя во внешнюю рубашку теплообменника 3. Перепускной клапан 6 устанавливается на выпускном патрубке теплообменника для предотвращения кипения продукта внутри теплообменника.

Работа установки заключается в следующем. Насос 12 подает в рабочую область теплообменника 3 продукт (Фиг.1), одновременно с ним, открываются краны 13, 14 и в рубашку подается теплоноситель. Затем включается электродвигатель 1, вал теплообменника 3 начинает вращаться, при этом скребки прижимаются к внутренней поверхности и перемешивают находящийся внутри теплообменника 3 продукт. При достижении заданных значений датчика температуры 5, сигнал от измерителя-регулятора 8 передается на частотный преобразователь 9 и обороты двигателя 11 повышаются, что способствует повышению давления внутри теплообменника 3 и срабатыванию перепускного клапана 6. В результате чего через теплообменник 3 начинает проходить непрерывный поток нагретого продукта. Регулирование расхода продукта осуществляется за счет увеличения или уменьшения оборотов электродвигателя 11 от частотного преобразователя 9 и измерителя-регулятора 8, по сигналам термометров 4, 5. Регулирование теплообменом осуществляется за счет изменения вращения электродвигателя 1 от частотного преобразователя 10 и измерителя-регулятора 7, по сигналам термометров 4, 5.

Пример конкретного выполнения. Концентрированный экстракт солянки холмовой предварительно нагревали до температуры 40°С и с помощью подающего насоса закачивали в скребковый теплообменник 3. Одновременно с этим в теплообменник подавали теплоноситель. Включался электродвигатель 1 и устанавливали его заданную скорость вращения. После того как значение температуры продукта, измеренной термометром 5, превысило установленную величину в 125°С измеритель-регулятор 9 температуры 2ТРМ1, управляющий частотным преобразователем Delta Electronics VFD-E 007 электродвигателя 11 подающего насоса 2, увеличивал обороты двигателя. В результате в рабочей области теплообменника 3 увеличивалось давление, что привело к открытию клапана 6 и возникновению непрерывного потока продукта. При изменении температуры нагреваемого продукта в зоне выхода, по сигналу от термометра 5, измеритель регулятор температуры согласно установленному диапазону управлял частотным преобразователем, который изменял скорость вращения электродвигателя насоса. На выходе теплообменник обеспечивал заданные параметры температуры с допуском в 0,2-1°С.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает непрерывный контролируемый нагрев продукта.

1. Установка для нагрева и стерилизации жидких, вязких и пастообразных продуктов, содержащая теплообменник «труба в трубе», в котором размещен вал со скребками, механически соединенный с электродвигателем, насос с электродвигателем для подачи продукта в теплообменник, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчики температуры, установленные на входе и выходе теплообменника, обеспечивающие контроль температуры продукта, систему управления электродвигателем вала теплообменника и систему управления электродвигателем насоса подачи продукта по сигналам датчиков температуры, при этом теплообменник снабжен перепускным клапаном.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система управления электродвигателем вала теплообменника содержит частотный преобразователь и измеритель-регулятор температуры, соединенный с датчиками температуры.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система управления электродвигателем насоса для подачи продукта содержит частотный преобразователь и измеритель-регулятор температуры, соединенный с датчиками температуры.