專利名稱：利用注入加熱的熱處理設(shè)備的保持管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用注入加熱的熱處理設(shè)備的保持管，其包括第一固定部段，該第一固定部段包括預(yù)定長度的導(dǎo)管以及恒定反壓閥。
背景技術(shù)：
延長的貨架壽命的食品的熱處理是公知的和經(jīng)常應(yīng)用的方法。例如，食品可以包括各種乳制品，例如牛奶、乳酪或者酸乳酪。
熱處理以多種不同的方式直接或間接地進(jìn)行。例如，間接的方法是通過不同種類的熱交換器進(jìn)行加熱。有兩種主要類型的直接方法，注入和灌注，其中加熱通過蒸汽來進(jìn)行。通過應(yīng)用直接的方法，將獲得極迅速的加熱?，F(xiàn)在，在想要獲得香味性質(zhì)改善的產(chǎn)品的同時尋求長貨架壽命的產(chǎn)品時，迅速加熱是我們希望的。迅速加熱使得在短時間內(nèi)加熱到較高的溫度，這就減小了產(chǎn)品上的熱應(yīng)力，由此減少了過度處理的危險。
本發(fā)明涉及通過注入來加熱?，F(xiàn)在，注入是在應(yīng)用直接加熱的商業(yè)化熱處理設(shè)備中的通用加熱方法。
通過注入加熱意味著產(chǎn)品例如牛奶被預(yù)熱到大約80℃并被加壓。產(chǎn)品與過熱的蒸汽一起進(jìn)入注射器中并且在那里通常借助于環(huán)形同心噴嘴來混合。蒸汽被冷凝并且熱量被傳遞給產(chǎn)品，通過這樣的方式，產(chǎn)品被非常迅速地加熱到所需的溫度。
食品所有的現(xiàn)代熱處理都是出于其目的，一方面將產(chǎn)品加熱到某個預(yù)定的溫度，并且另一方面將產(chǎn)品保持在這個溫度達(dá)到某個預(yù)定的時間段。在這個時間間隔期間，產(chǎn)品停留在所謂的保持管中。通過選擇不同的溫度和不同的停留時間，將會獲得消毒的或者具有延長的貨架壽命的產(chǎn)品。
對于利用注入加熱的熱處理設(shè)備，使用單獨的保持管，該保持管可以包括預(yù)定長度的螺旋導(dǎo)管或者預(yù)定長度的一段直導(dǎo)管。另一種方案是，保持管可以包括螺旋和直導(dǎo)管的組合。
不管這種保持管的設(shè)計如何，它們都不能進(jìn)行調(diào)節(jié)。在正常情況下，熱處理設(shè)備和保持管計算的容量對應(yīng)于充裝機的數(shù)量，該充裝機用于將產(chǎn)品包裝成消費包裝。當(dāng)這些充裝機中的一個或多個可能由于某些操作停滯而退出操作時，流動被減少并且在保持管中出現(xiàn)過長的停留時間，其結(jié)果是產(chǎn)品變得過熱。因此本領(lǐng)域中希望保持管可以迅速地進(jìn)行調(diào)節(jié)以使停留時間可以保持恒定。還有當(dāng)企圖迅速地改變生產(chǎn)以適應(yīng)需要不同停留時間的不同的食品時，可以使用可調(diào)節(jié)的保持管。若沒有這種改變停留時間的可能，該設(shè)備就必須重建，或者另一種方案是必須承受過度處理的產(chǎn)品。
可變的保持管公開于瑞典專利說明書SE 510797中。這個保持管具有一個或多個冷卻的部段，這些部段可以在需要時逐級地連接。這種保持管所固有的缺點是保持管可以減少的各級是固定的，并且在某些應(yīng)用場合下，這些級可能是太大的。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的是設(shè)計一種保持管，該保持管是可以無級式調(diào)節(jié)的，并且對于產(chǎn)品給出了可靠和限定的停留容積。
本發(fā)明的另一個目的在于，保持管制造起來簡單且經(jīng)濟，并且保持管可以令人滿意的方式與設(shè)備中的其余裝備一起清洗。
解決方案根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)達(dá)到了這些和其他的目的，其中通過引言所述類型的保持管已被賦予了這樣的特征，即，保持管還包括第二可調(diào)節(jié)部段，該第二可調(diào)節(jié)部段包括旋流器和預(yù)定長度的傾斜導(dǎo)管，以及設(shè)置成在導(dǎo)管中保持限定的液位的裝置。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例還被賦予了所附的從屬權(quán)利要求所述的特征。


現(xiàn)在將參考附圖在下面詳細(xì)描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，其中圖1是放置在熱處理設(shè)備的一部分中的本發(fā)明的側(cè)視圖。
該視圖只表示了對于理解本發(fā)明所必要的那些部件和細(xì)節(jié)，并且省略了本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的熱處理設(shè)備的其余部件。
具體實施例方式
圖1表示了用于注入加熱的熱處理設(shè)備的一部分。注射器1具有用于將被熱處理的產(chǎn)品的入口2，以及用于過熱蒸汽的入口3。注射器1還具有用于與蒸汽混合的產(chǎn)品的出口4。
保持管緊鄰放置在注射器1的后方。保持管包括第一固定部段。該固定部段部分地包括預(yù)定長度的直導(dǎo)管5。在該視圖中，導(dǎo)管5垂直地放置。導(dǎo)管5也可以類似地水平放置。保持管的固定部段還包括在導(dǎo)管5中保持壓力的恒定反壓閥6。
保持管還包括第二可調(diào)節(jié)部段。該可調(diào)節(jié)部段開始于體積相當(dāng)小的旋流器7。旋流器7具有用于加熱的產(chǎn)品的切向入口8。旋流器7的出口9直接連接在保持管的可調(diào)節(jié)部段的其余部分10上。
保持管的可調(diào)節(jié)部段的部分10包括預(yù)定長度的傾斜導(dǎo)管。傾斜度可以為離開水平面傾斜90°的垂直導(dǎo)管到大約傾斜12°之間的任何值。優(yōu)選的傾斜度是20-30°。該傾斜度在整個導(dǎo)管中應(yīng)該大約是均勻的，以使產(chǎn)品具有相同的流率，而且為了節(jié)約空間，保持管部段可替換地適當(dāng)?shù)匕ㄖ钡膶?dǎo)管長度，并且管如圖中所示地彎曲。在該視圖上，保持管的可調(diào)節(jié)部段的部分10包括部分元件10a、10b、10c、10d和10e。
保持管還設(shè)置有常規(guī)類型的液位指示器11。該液位指示器11可以應(yīng)用超聲波、漂浮體、激光或其他適當(dāng)?shù)姆椒?，并且它實際上包括兩個不同液位的高度表12、13。測量點12、13分別在液位指示器11所操作的那些液位的上方和下方。液位指示器11的值由常規(guī)類型的調(diào)節(jié)器14記錄，該調(diào)節(jié)器設(shè)置成控制常規(guī)的消毒調(diào)節(jié)閥15。
圖1還表示了緊鄰放置在調(diào)節(jié)閥15后方的真空容器16。該真空容器16具有用于熱處理的產(chǎn)品的切向入口17和放置在真空容器16的下部區(qū)域中的產(chǎn)品出口18。真空容器16的出口18在正常情況下連接于壓力提升泵19。
將在使用根據(jù)本發(fā)明的保持管的設(shè)備中進(jìn)行熱處理的產(chǎn)品通過產(chǎn)品入口2進(jìn)入注射器1中。該產(chǎn)品是液狀的，并且例如可以包括乳制品如牛奶。在正常情況下，在生產(chǎn)過程中的較早階段內(nèi)，該產(chǎn)品被預(yù)熱到大約80℃并且處于升高的壓力下。
與此同時，過熱蒸汽通過蒸汽入口3送到注射器1中。在注射器1內(nèi)部，產(chǎn)品和蒸汽被迫通過窄的環(huán)形噴嘴。該環(huán)形噴嘴同心地設(shè)置并且它們使產(chǎn)品和蒸汽摻合。蒸汽在產(chǎn)品中冷凝并且把熱量傳給它?；旌狭苏羝漠a(chǎn)品通過出口4從注射器1離開。
第一直導(dǎo)管5構(gòu)成了保持管的第一固定部段的一部分。同時，這個直導(dǎo)管長度5是必需的以便實現(xiàn)蒸汽完全冷凝，從而產(chǎn)品將在所需的溫度下進(jìn)行處理。導(dǎo)管5應(yīng)該具有足夠的長度以保證令人滿意的冷凝。也構(gòu)成保持管的固定部段的一部分的恒定反壓閥6保證了壓力保持在導(dǎo)管5中。為了獲得保持管中正確的停留時間，導(dǎo)管5必須完全充有產(chǎn)品。
在恒定反壓閥6的后面，產(chǎn)品通過切向入口8進(jìn)入旋流器7中。在旋流器7中，與產(chǎn)品的除氣同時發(fā)生了小的沸騰，這就產(chǎn)生了蒸汽空氣混合物。為了監(jiān)控蒸汽空氣混合物的質(zhì)量，旋流器7在其上部區(qū)域中連接到常規(guī)的阻汽器20上，該阻汽器20又連接到通向真空容器16的入口17上。如果蒸汽-空氣的質(zhì)量將要超過給定的所需水平，則阻汽器20打開，并且過剩的蒸汽就循環(huán)回到包含蒸汽的產(chǎn)品中。
產(chǎn)品通過出口9離開旋流器7，此后到達(dá)包括傾斜導(dǎo)管10的保持管的可調(diào)節(jié)部段。導(dǎo)管10充有產(chǎn)品，直到限定的液位21。在液位21上方，旋流器7中產(chǎn)生的蒸汽空氣混合物填充了導(dǎo)管10的剩余空間，并且在液體表面上施加了靜壓力。蒸汽空氣混合物提供了獲得限定的液體表面21的可能性，并且大于液體沸騰的壓力的靜壓力由此防止了在保持管中發(fā)生沸騰。保持管的可調(diào)節(jié)部段中的導(dǎo)管10的直徑選擇成使得在最大流動時，液位21下方的產(chǎn)品流率不會超過0.45m/s。
限定的液位21位于最低液位22和最高液位23之間，并且可以在這兩個液位22、23之間調(diào)節(jié)。最低液位22位于導(dǎo)管10e中，正好在調(diào)節(jié)閥15的前面。最高液位正好位于來自旋流器7的出口9的下面。
利用某種形式的常規(guī)的液位指示器11來測量限定的液位21。例如，液位指示器11可以使用兩個點12、13中的壓力測量值。上部點11應(yīng)該位于最高液位23的上方并且適當(dāng)?shù)胤胖迷谛髌?的上部區(qū)域中。下部點13應(yīng)該位于最低液位22的下面并且適當(dāng)?shù)鼐o鄰放置在調(diào)節(jié)閥15的前面。
液位指示器11的值由常規(guī)的調(diào)節(jié)器14記錄，該調(diào)節(jié)器控制著調(diào)節(jié)閥15。調(diào)節(jié)閥15可以包括常規(guī)的消毒節(jié)流閥，該閥進(jìn)行打開和關(guān)閉以便恒定地保持限定的液位21。液位指示器11、調(diào)節(jié)器14和調(diào)節(jié)閥15一起構(gòu)成了用于保持限定的液位21的裝置。
在調(diào)節(jié)閥15之后，產(chǎn)品(該產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)在所需的溫度和所需的時間間隔下進(jìn)行了熱處理)繼續(xù)行進(jìn)到真空容器16中。包含水和水蒸汽的產(chǎn)品通過切向入口17進(jìn)入真空容器16中。供應(yīng)給產(chǎn)品的水蒸發(fā)了，并且處理好的產(chǎn)品通過出口18離開真空容器16。通過壓力提升離心泵19，該產(chǎn)品進(jìn)一步輸送以進(jìn)行另外的處理或者包裝在消費包裝中。產(chǎn)品的包裝可以在用于消毒的單獨使用的一次性包裝的充裝機中進(jìn)行。
限定的液位21是標(biāo)準(zhǔn)值，該標(biāo)準(zhǔn)值被設(shè)定成與熱處理設(shè)備中的其他的裝備相關(guān)，例如充裝機的數(shù)量，該設(shè)備向充裝機供應(yīng)產(chǎn)品。將被選擇的標(biāo)準(zhǔn)值還確定了熱處理的所需程度，例如處理成為消毒的產(chǎn)品或者處理成為擁有延長的貨架壽命的產(chǎn)品。
對于圖1中所示的保持管，固定部段構(gòu)成了保持管的大約25％，并且可調(diào)節(jié)的部段構(gòu)成了大約75％。例如，如果一個充裝機退出了生產(chǎn)，那么保持管可以迅速地進(jìn)行調(diào)節(jié)以便只向其余的充裝機供應(yīng)產(chǎn)品，而沒有停機時間并且產(chǎn)品循環(huán)最小。根據(jù)本發(fā)明的保持管本質(zhì)上可以設(shè)計為在固定部段和可調(diào)節(jié)部段之間具有不同的開口。
為了在旋流器7中清洗方便，這可以簡單地連接到清洗導(dǎo)管24上，該清洗導(dǎo)管24設(shè)置成清洗真空容器16。通過旋流器的上部區(qū)域中的閥25和清洗噴嘴26，旋流器7與清洗導(dǎo)管24相互連接。清洗噴嘴26接著可以用作來自旋流器7的多余蒸汽的出口，并且放置在閥25前面的T形管27將多余的蒸汽引導(dǎo)到阻汽器20。
從前面的描述中已經(jīng)清楚可見，本發(fā)明實現(xiàn)了一種用于注入加熱的保持管，該保持管制造起來簡單且相對經(jīng)濟。保持管可以調(diào)節(jié)生產(chǎn)中的變化或者不同的停留時間。保持管是可靠的，并且由于其設(shè)計而具有內(nèi)置的保護(hù)作用，以防止保持管中的產(chǎn)品沸騰。
權(quán)利要求
1.一種利用注入加熱的熱處理設(shè)備的保持管，其包括第一固定部段，該第一固定部段包括預(yù)定長度的導(dǎo)管(5)以及恒定反壓閥(6)，其特征在于，保持管還包括第二可調(diào)節(jié)部段，該第二可調(diào)節(jié)部段包括旋流器(7)和預(yù)定長度的傾斜導(dǎo)管(10)，以及設(shè)置成在導(dǎo)管(10)中保持限定的液位(21)的裝置(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持管，其特征在于，傾斜導(dǎo)管(10)具有離開水平面的20-30°的傾斜度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持管，其特征在于，傾斜導(dǎo)管(10)的直徑給出的液位(21)下方的產(chǎn)品流率小于0.45m/s。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的保持管，其特征在于，用于保持液位(21)的裝置包括液位指示器(11)，該液位指示器(11)設(shè)置成通過調(diào)節(jié)器(14)控制調(diào)節(jié)閥(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保持管，其特征在于，調(diào)節(jié)閥(15)包括消毒的節(jié)流閥，該節(jié)流閥沿著流動方向緊鄰放置在保持管的可調(diào)節(jié)部段后面。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的保持管，其特征在于，保持管可以在最低液位(22)和最高液位(23)之間調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保持管，其特征在于，限定的液位是最低液位(22)和最高液位(23)之間的標(biāo)準(zhǔn)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用注入加熱的熱處理設(shè)備的保持管。該保持管包括第一固定部段，該第一固定部段包括預(yù)定長度的導(dǎo)管(5)以及恒定反壓閥(6)。保持管還包括第二可調(diào)節(jié)部段。該第二可調(diào)節(jié)部段包括旋流器(7)和預(yù)定長度的傾斜導(dǎo)管(10)。在傾斜導(dǎo)管(10)中設(shè)置有在導(dǎo)管(10)中保持限定的液位的裝置(28)。
文檔編號A23L3/00GK1489441SQ0280431
公開日2004年4月14日 申請日期2002年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月30日
發(fā)明者B·帕爾姆, B 帕爾姆 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務(wù)有限公司