Патент на изобретение №2221433

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности при тепловой обработке продуктов. Установка содержит связанные термодинамически с технологическим оборудованием обработки пищевого продукта холодильную установку и установку для подогрева воды. Установка для тепловой обработки продуктов оснащена вихревым теплогенератором. Последний связан термодинамически с контуром теплоносителя холодильной установки и с циркуляционным контуром установки для подогрева воды. Изобретение обеспечивает улучшение технико-эксплуатационных показателей установки путем снижения потерь тепловой энергии и исключения потери теплоносителя при охлаждении конденсатора холодильной установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для нагревания и охлаждения пищевых продуктов в процессе их производства и может быть использовано в технологическом оборудовании обработки продуктов в пищевой и перерабатывающей промышленности.

Известны установки для тепловой обработки молока [1, стр. 38-46], содержащие связанные термодинамически с технологическим оборудованием циркуляционные контуры воды с разным уровнем температуры и рассола, который циркулирует через испаритель холодильной установки с водяным охлаждением конденсатора. При этом при нагревании молока до температуры пастеризации в качестве теплогенератора используется парогенератор.

К недостаткам таких установок относятся:
– потери холода в трассе рассола от испарителя холодильной установки до потребителя холода в связи с разностью температур рассола и окружающей его трассу среды;
– потери тепловой энергии, получаемой в холодильной установке с охлаждаемым конденсатор теплоносителем;
– потери воды (теплоносителя), охлаждающей конденсатор.

Меньшие потери холода и тепловой энергии имеют установки для тепловой обработки кондитерских жиров [1, стр. 143-147], а также маргарина [1, стр. 82-114] (прототип), содержащие связанные термодинамически с технологическим оборудованием установку для подогрева воды, включающую циркуляционные контуры с разным уровнем температуры воды, и аммиачную холодильную установку, испаритель которой конструктивно совмещен с переохладителем маргариновой эмульсии, а конденсатор охлаждается водой (теплоносителем). Для нагревания воды в установке для ее подогрева в качестве теплогенератора используется парогенератор.

Уменьшение потерь холода в этих установках обусловлено отсутствием трассы рассола, а уменьшение потерь тепловой энергии объясняется уменьшением в связи с указанным выделяемого в конденсаторе тепла.

Однако недостатками этих установок также являются:
потери тепловой энергии с теплоносителем, который охлаждает конденсатор холодильной установки;
потери теплоносителя – воды, охлаждающей конденсатор.

Цель изобретения – улучшение технико-эксплуатационных показателей установки для тепловой обработки пищевых продуктов за счет уменьшения потерь тепловой энергии.

Для этого известная установка, содержащая связанные термодинамически с технологическим оборудованием пищевого продукта установку для подогрева воды, включающую циркуляционные контуры с разным уровнем температуры, и холодильную установку с контуром теплоносителя, оснащена дополнительной холодильной установкой. Установка для подогрева воды содержит замкнутый циркуляционный контур теплогенератора. Это контур включает в себя контур теплоносителя холодильной установки, насос, вихревой теплогенератор и холодный теплообменник дополнительной холодильной установки. Термодинамическая связь технологического оборудования с замкнутым циркуляционным контуром теплогенератора осуществлена включением оборудования в контур теплогенератора и/или соединением с этим контуром через циркуляционные контуры с разным температурным уровнем.

Установка может быть снабжена водо-водяным теплообменником, одна сторона которого включена в циркуляционный контур теплогенератора а другая – в циркуляционный контур, связанный с технологическим оборудованием.

Горячий теплообменник дополнительной холодильной установки может быть включен в циркуляционный контур, связанный с технологическим оборудованием.

На чертеже схематично изображены примеры выполнения установки.

Установка для тепловой обработки, например, маргарина содержит циркуляционный контур 1 теплогенератора, который включает в себя насос 2, вихревой теплогенератор 3, например по патенту 2045715 или 2132517, и горячий теплообменник 4 холодильной установки 5 (например, конденсатор аммиачной холодильной установки).

Циркуляционный контур 1 связан термодинамически с линией 6 технологического оборудования производства маргарина, включающей, например, технологические трубы от бака возврата к эмульсионным бакам и змеевик бака возврата 7, вал переохладителя и продуктовые трубопроводы 8 до переохладителя, который конструктивно совмещен с холодным теплообменником 9 холодильной установки 5 (например, испарителем), а также кристаллизаторы 10 и технологические трубы от переохладителя к кристаллизаторам и к двухцилиндровому смесителю (технологические трубы, эмульсионные баки, вал переохладителя и двухцилиндровый смеситель не показаны).

Термодинамическая связь контура 1 с технологическим оборудованием линии 6 может быть осуществлена, например, путем включения змеевика бака возврата 7 в контур 1, через водо-водяной теплообменник 11, одна сторона которого включена в контур 1, а другая – в циркуляционный контур 12, включающий насос 13 и продуктовые трубопроводы 8, или через дополнительную холодильную установку 14, например термоэлектрическую, холодный теплообменник 15 которой включен в контур 1, а горячий теплообменник 16 – в циркуляционный контур 17, включающий насос 18 и кристаллизаторы 10.

В качестве маргарина установкой может быть обработан и любой другой пищевой продукт, при производстве которого технологическим процессом предусмотрено его нагревание до разных уровней температур и охлаждение до заданных технологическим процессом значений температуры продукта.

В качестве холодильных установок 5, 14 могут быть использованы и любые другие с водяным охлаждением конденсатора.

Термодинамическая связь каждого конкретного технологического оборудования с контуром 1 может быть осуществлена любым из рассмотренных вариантов (включением в контур 1, через теплообменник 11 или через холодильную установку 14).

При работе технологической линии 6 тепловая энергия, получаемая от охлаждения маргариновой эмульсии, перекачивается холодильной установкой 5 через теплообменнику 4 в контур 1. При этом вода в контуре 1 нагревается и насосом 2 подается в теплогенератор 3. В теплогенераторе 3 после ускорения потока воды с последующим резким торможением вода дополнительно нагревается, например, до температуры 70^oС и поступает в змеевик бака возврата 7, в котором маргарин нагревается. При этом температура воды снижается, после чего вода поступает в водо-водяной теплообменник 11 и теплообменник 15, в которых температура воды дополнительно снижается и возвращается в теплообменник 4. Затем цикл повторяется.

Через теплообменник 11 тепловая энергия передается в контур 12, в котором вода нагревается, например, до температуры 50^oС и насосом 13 подается в рубашку продуктовых трубопроводов 8. В трубопроводах 8 маргариновая эмульсия подогревается, а вода остывает и возвращается в теплообменник 11. Затем цикл повторяется.

Через теплообменник 15 тепловая энергия холодильной остановкой 14 перекачивается в теплообменник 16, а затем через теплообменник 16 передается в контур 17. В контуре 17 вода нагревается, например, до температуры 30^oС и насосом 18 подается в кристаллизаторы 10, в которых маргарин подогревается, а вода остывает и возвращается в теплообменник 16. Затем цикл повторяется.

При использовании изобретения снижаются по сравнению с прототипом затраты на производство тепловой энергии в связи с утилизацией бросовой, получаемой в холодильной установке 5 тепловой энергии.

Кроме того, исключаются потери воды на охлаждение теплообменника 4 (конденсатора холодильной установки 5) благодаря циркуляции ее по замкнутому контуру 1 теплогенератора.

Источники информации
1. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Том III. Книга вторая. Производство маргариновой продукции, майонеза и пищевой горчицы. Издание второе/ВНИИЖ Л., 1977.

Формула изобретения

1. Установка для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащая связанные термодинамически с технологическим оборудованием обработки пищевого продукта установку для подогрева воды, включающую циркуляционные контуры с разным уровнем температуры, и холодильную установку с контуром теплоносителя, отличающаяся тем, что она оснащена дополнительной холодильной установкой, а установка для подогрева воды содержит замкнутый циркуляционный контур теплогенератора, включающий контур теплоносителя холодильной установки, насос, вихревой теплогенератор и холодный теплообменник дополнительной холодильной установки, при этом термодинамическая связь технологического оборудования с замкнутым циркуляционным контуром теплогенератора осуществлена включением оборудования в контур теплогенератора и/или соединением с этим контуром через циркуляционные контуры с разным температурным уровнем.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена водо-водяным теплообменником, одна сторона которого включена в замкнутый циркуляционный контур теплогенератора, а другая – в циркуляционный контур, связанный с технологическим оборудованием.

3. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что горячий теплообменник дополнительной холодильной установки включен в циркуляционный контур, связанные с технологическим оборудованием.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.12.2004

Извещение опубликовано: 20.05.2006 БИ: 14/2006