RU2092089C1

RU2092089C1 - Pasteurizing tank

Info

Publication number: RU2092089C1
Application number: RU95111179A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Мерцалов; Р.А. Гараев; Ю.Г. Афонин
Original assignee: Ангарский электролизный химический комбинат
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1997-10-10
Also published as: RU95111179A

Abstract

FIELD: thermal treatment of liquid food products. SUBSTANCE: pasteurizing tank has heat-insulating vessel with water jacket, electromechanical mixer, level relay, resistance thermometer, electromagnetic valve and cabinet for electrical equipment, in particular, thermoregulator, time relay, mode selection switch and other switching and warning equipment. Sensitive member of level relay is positioned in upper part of water jacket cavity. Tank has tubular electric heaters inserted into water jacket cavity through separable flanges of lower bottom. Electric heaters are connected one with another and with power unit through starter in cabinet. Coil of this starter is connected in series with contact of thermoregulator, which is opened, when temperature reaches predetermined value, and with level relay contact, which is closed, when amount of water in jacket reaches predetermined value. Circuit containing connected in series time relay and closing time-independent contact of this relay, which is connected in parallel with starter opening contact, is connected in parallel with circuit containing starter coil and thermoregulator opening contact connected in series. EFFECT: increased efficiency, wider operational capability and enhanced reliability in operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению для пищевой промышленности, а именно к емкостным негерметичным аппаратам для тепловой обработки жидких пищевых продуктов, например, молочных, и может быть применено для пастеризации, охлаждения, термостатической выдержки (ферментации, созревания) таких продуктов преимущественно в условиях малых предприятий, фермерских хозяйств. The invention relates to mechanical engineering for the food industry, in particular to capacitive non-pressurized apparatus for the heat treatment of liquid food products, for example, dairy products, and can be used for pasteurization, cooling, thermostatic aging (fermentation, ripening) of such products mainly in small enterprises, farmers households.

Известны ванны пастеризации, использующие в качестве теплоносителя пар, содержащие теплоизолированную емкость с мешалкой и электромагнитными клапанами на линиях пара и воды, управляемыми регулирующим и показывающим электроизмерительным прибором (Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности. Под ред. Томбаева Н.И. М. Пищепромиздат, 1972; Притыко В.П. Лунгрен В. Г. Машины и аппараты молочной промышленности. М. Пищевая промышленность, 1979). Эти ванны широко используются в отечественных и зарубежных пищевых промышленных предприятиях (Номенклатурный каталог оборудования технологического для молочной промышленности. М. НПО "Мир" 1991. Проспекты рекламные датской фирмы Kolding и немецкой Nagema на оборудование для тепловой обработки молока), располагающих пароснабжением, но не могут использоваться на предприятиях, не имеющих пароснабжения. Pasteurization baths are known, using steam as a heat carrier, containing a thermally insulated container with a stirrer and solenoid valves on steam and water lines controlled by a regulating and indicating electric measuring device (Handbook on Equipment for Dairy Industry Enterprises. Edited by Tombaev N.I. M. Pishchepromizdat, 1972; Prityko V.P. Lungren V.G. Machines and apparatuses of the dairy industry. M. Food industry, 1979). These bathtubs are widely used in domestic and foreign food industrial enterprises (Nomenclature catalog of technological equipment for the dairy industry. M. NPO Mir 1991. Promotional brochures by the Danish company Kolding and German Nagema for equipment for the heat treatment of milk), which have steam supply, but cannot used in enterprises that do not have steam supply.

Наиболее близкой к предлагаемому решению по назначению, составу, достигаемому эффекту и поэтому принятой за прототип является ванна пастеризации Г6-ОПБ-1000 (Ванна пастеризационная Г6-ОПБ-1000. Паспорт и инструкция по эксплуатации и обслуживанию. Ангарский электролизный химический комбинат. 1992). Closest to the proposed solution for the purpose, composition, achieved effect and therefore adopted for the prototype is the pasteurization bath G6-OPB-1000 (pasteurization bath G6-OPB-1000. Passport and operating and maintenance instructions. Angarsk Electrolysis Chemical Plant. 1992).

Эта ванна содержит теплоизолированную емкость с водяной рубашкой и паровым инжектором, с электромеханической мешалкой, реле уровня и термометром сопротивления в продуктовой полости, с электромагнитными клапанами на воде и паре. Ванна содержит также шкаф управления с электрооборудованием, в частности с регулирующим и показывающим электроизмерительным прибором, вторичным преобразователем реле уровня, переключателем режимов, реле времени и другой электроаппаратурой включения и сигнализации. This bath contains a thermally insulated container with a water jacket and a steam injector, with an electromechanical mixer, a level switch and a resistance thermometer in the product cavity, with electromagnetic valves on water and steam. The bath also contains a control cabinet with electrical equipment, in particular with a regulating and indicating electrical measuring device, a secondary level switch converter, a mode switch, a time switch, and other electrical switching and alarm equipment.

Эксплуатация известной ванны возможна лишь при наличии линии пароснабжения или автономного парогенератора, что существенно ограничивает область ее использования. Малые предприятия производителей молока, фермерские хозяйства, нередко не имеющие пароснабжения, лишены возможности производить молочные продукты, поскольку большинство подобных технологических процессов предусматривает тепловую обработку продукта в емкостных аппаратах или вынуждены затрачивать значительные средства на устройство пароснабжения. The operation of the known bath is possible only if there is a steam supply line or an autonomous steam generator, which significantly limits the scope of its use. Small enterprises of milk producers, farms, often without steam supply, are deprived of the opportunity to produce dairy products, since most of these technological processes involve heat treatment of the product in capacitive devices or are forced to spend significant funds on a steam supply device.

Предлагаемая ванна пастеризации в отличие от ванны пастеризации Г6-ОПБ-1000 использует для нагрева продукта электронагреватель через водяную рубашку вместо парового электронагревателя. Чувствительный элемент реле уровня установлен в верхней части полости водяной рубашки, ванна снабжена трубчатыми электронагревателями, введенными через отъемные фланцы, выполненные в нижнем днище, в полость водяной рубашки, электронагреватели соединены между собой и через пускатель с сетью электроснабжения. Катушка этого пускателя соединена последовательно с контактом терморегулирующего устройства, размыкающимся при достижении заданной температуры, и с контактом реле уровня, замыкающимся при наличии заданного количества воды в полости рубашки. Цепь, состоящая из последовательно соединенных реле времени и замыкающего времянезависимого контакта этого реле, соединенного параллельно с размыкающим контактом пускателя электронагревателя, соединена параллельно с описанной выше цепью из последовательно соединенных катушки пускателя электронагревателей и размыкающего контакта терморегулирующего устройства. The proposed pasteurization bath, in contrast to the pasteurization bath, G6-OPB-1000 uses an electric heater to heat the product through a water jacket instead of a steam electric heater. The sensor element of the level switch is installed in the upper part of the cavity of the water jacket, the bathtub is equipped with tubular electric heaters inserted through detachable flanges made in the lower bottom into the cavity of the water jacket, the electric heaters are connected to each other and through the starter to the power supply network. The coil of this starter is connected in series with the contact of the thermostatic device, which opens when the set temperature is reached, and with the contact of the level switch, which closes when there is a given amount of water in the jacket cavity. A circuit consisting of a series-connected time relay and a closing time-independent contact of this relay, connected in parallel with the NC contact of the electric heater starter, is connected in parallel with the circuit described above from series-connected coils of the electric heater starter and the NC contact of the temperature control device.

Указанные отличия позволяют применить предлагаемую ванну без использования пароснабжения. These differences allow you to use the proposed bath without the use of steam.

Сравнение предлагаемой ванны с другими известными техническими решениями показывает, что негерметичные емкости со встроенными трубчатыми электронагревателями (самовары, чайники и другие устройства для нагрева и кипячения жидкостей) давно и широко известны. Однако введение трубчатых электронагревателей в полость водяной рубашки ванны через отъемные фланцы нижнего диска и указанное выше соединение оборудования в совокупности сообщают ванне новые свойства, а именно, обеспечивают нагрев пищевого продукта в ванне без использования пароснабжения. Comparison of the proposed bath with other well-known technical solutions shows that leaky containers with built-in tubular electric heaters (samovars, kettles and other devices for heating and boiling liquids) have long been widely known. However, the introduction of tubular electric heaters into the cavity of the bathtub’s water jacket through the detachable flanges of the lower disk and the above equipment connection together give the bath new properties, namely, they provide heating of the food product in the bath without using steam supply.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой ванны без шкафа управления; на фиг.2 принципиальная электрическая схема ванны. Figure 1 presents a General view of the proposed bath without a control cabinet; figure 2 circuit diagram of the bath.

Ванна содержит (фиг. 1) корпус на трех ножках, представляющий собой двустенный сосуд, одна стенка 1 которого образует продуктовую полость, другая стенка 2 снабжена снаружи теплоизоляцией 3 и вместе с первой стенкой образует полость водяной рубашки. Корпус снабжен крышкой 4, состоящей из двух частей, на раме 5 установлен электродвигатель 6, редуктор 7 с мешалкой 8, введенной в продуктовую полость, и термометр сопротивления 9 также введенный в продуктовую полость. На корпусе установлен чувствительный элемент 10 реле уровня, введенный сверху в полость водяной рубашки. Снизу на днище корпуса на отъемных фланцах 11 установлены трубчатые электронагреватели 12, также введенные в полость водяной рубашки. Ванна снабжена продуктовым краном 13, переливной трубой 14, патрубком со сливным вентилем 15 и электромагнитным вентилем 16, соединяющим полость водяной рубашки с водопроводом. Для электросоединений электрооборудования со шкафом управления, установленного на корпусе ванны, она снабжена соединительными коробками 17. The bath contains (Fig. 1) a body on three legs, which is a double-walled vessel, one wall 1 of which forms a food cavity, the other wall 2 is provided with heat insulation 3 from the outside and together with the first wall forms a water jacket cavity. The housing is equipped with a cover 4, which consists of two parts, an electric motor 6 is mounted on the frame 5, a gearbox 7 with an agitator 8 introduced into the food cavity, and a resistance thermometer 9 also introduced into the food cavity. A sensing element 10 of a level switch is inserted on the housing and is inserted from above into the cavity of the water jacket. Bottom on the bottom of the housing on detachable flanges 11 are installed tubular electric heaters 12, also introduced into the cavity of the water jacket. The bath is equipped with a food tap 13, an overflow pipe 14, a pipe with a drain valve 15 and an electromagnetic valve 16 connecting the cavity of the water jacket to the water supply. For electrical connections of electrical equipment with a control cabinet mounted on the body of the bath, it is equipped with junction boxes 17.

Шкаф управления содержит (фиг.2) автоматический выключатель 18, предохранители 19, выключатели цепей управления 20, кнопочный пост управления 21, пускатель 22 мешалки 8, пускатель 23 нагревателей 12, пускатель 24 электромагнитного клапана, реле времени 25, ключ выбора режима 26, терморегулятор 27, вторичный преобразователь 28 реле уровня, сигнальные лампы питания 29 и опасного снижения уровня воды в рубашке 30, а также звуковой сигнал 31. The control cabinet contains (FIG. 2) a circuit breaker 18, fuses 19, control circuit breakers 20, a push-button control station 21, agitator starter 22, heater starter 23, solenoid valve starter 24, time relay 25, mode selection key 26, thermostat 27, the secondary converter 28 of the level switch, the warning lights of the power 29 and a dangerous decrease in the water level in the jacket 30, as well as an audible signal 31.

Электрические соединения элементов схемы, приведенной на фиг.2, в основном аналогичны подобным соединениям в ванне пастеризационной, взятой нами за прототип. Отличие состоит в цепи включения режима нагрева, отходящей от контактов ключа выбора режима. В предлагаемой ванне эта цепь содержит контакт реле уровня 28, замыкающийся при заданном уровне воды в рубашке, соединенный последовательно с разветвлением, в одной ветви которого последовательно включены реле времени и параллельно соединенные друг с другом размыкающий контакт пускателя нагревателя и замыкающий времянезависимый контакт реле времени, а в другой ветви последовательно включены катушка пускателя нагревателя и контакт терморегулятора, размыкающийся при достижении заданной температуры нагрева (пастеризации). The electrical connections of the elements of the circuit shown in figure 2, basically similar to similar connections in the pasteurization bath, taken as a prototype. The difference is in the heating mode switching circuit, which extends from the contacts of the mode selection key. In the proposed bath, this circuit contains a contact of a level switch 28, which is closed at a given water level in the shirt, connected in series with a branch, in one branch of which a time relay is connected in series and a disconnecting contact of a heater starter and a closing time-independent contact of a time relay are connected in parallel, and in the other branch, the heater starter coil and the thermostat contact are serially connected, opening when the set heating temperature (pasteurization) is reached.

Работа ванны осуществляется в трех режимах: охлаждения, нагрева (пастеризации), термостатической выдержки с возможностью независимого управления мешалкой в любом режиме. Предусмотрена сигнализации наличия электропитания, недостатка или исчезновения воды в рубашке, окончания режимов нагрева и охлаждения. Оператором выбирается режим работы ванны с помощью ключа 26. До этого должны быть установлены требуемые технологией выдержка времени реле 25 и установки терморегулятора для нагрева и охлаждения. The bath operates in three modes: cooling, heating (pasteurization), thermostatic exposure with the possibility of independent control of the mixer in any mode. Signaling of the presence of power supply, lack or disappearance of water in the jacket, the end of the heating and cooling modes is provided. The operator selects the operating mode of the bath with the key 26. Prior to this, the time delay required by the technology for the relay 25 and the installation of a thermostat for heating and cooling should be set.

В режиме охлаждения замкнутый при исходной высокой температуре контакт терморегулятора включает электромагнитный клапан, чем открывает поступление воды в рубашку, откуда, охлаждая продукт, она через переливную трубу свободно сливается в канализацию до тех пор, пока температура продукта контролируемая терморегулятором не сравняется с уставкой. При этом терморегулятор размыкает свой контакт, клапан на линии охлаждающей воды закрывается, пускатель 24 при своем отключении включает звуковой сигнал, призывающий оператора перевести ключ выбора в нейтральное положение для отключения режима и звукового сигнала. In cooling mode, the contact of the thermostat closed at the initial high temperature turns on the solenoid valve, which opens the water supply to the jacket, whence it cools freely through the overflow pipe into the sewer until the product temperature controlled by the thermostat reaches the setpoint. In this case, the thermostat opens its contact, the valve on the cooling water line closes, the starter 24, when it is turned off, turns on the sound signal, urging the operator to put the selection key in the neutral position to turn off the mode and the sound signal.

В режиме нагрева замкнутый при исходной низкой температуре продукта контакт терморегулятора включает через пускатель 23 нагреватели, которые начинают нагрев продукта через рубашку. В случае недостатка воды в рубашке с помощью контакта реле уровня блокируется пускатель 23, включается световой аварийных сигнал 30 и звуковой предупреждающий 31, чем предотвращается отказ обнажившихся от воды нагревателей. При достижении заданной температуры нагрева, контролируемой терморегулятором, контакт последнего размыкается, отключив катушку пускателя 23 и питание нагревателей. In the heating mode, the contact of the thermostat, closed at the initial low temperature of the product, switches on heaters through the starter 23, which start heating the product through the jacket. In the event of a lack of water in the jacket, the starter 23 is blocked by the contact of the level switch, the light alarm 30 and the audible warning 31 are turned on, which prevents the failure of the bare water heaters. Upon reaching the set heating temperature controlled by the thermostat, the contact of the latter opens, disconnecting the starter coil 23 and the power of the heaters.

При этом замкнувшимся контактом пускателя 23 включается реле времени, с помощью собственного времянезависимого контакта это реле встает на самопитание и начинает отсчет времени нагрева, в течение которого обеспечивается возможность повторных включений при возможном снижении температуры нагрева через контакт терморегулятора уже описанным образом. По истечении заданной выдержки времени замыкается времянезависимый контакт реле времени, включая звуковой сигнал, свидетельствующий об окончании режима и призывающий перевести ключ выбора режима в нейтральное положение, чем отключается режим нагрева и звуковой сигнал. In this case, the time relay is turned on by the closed contact of the starter 23, with the help of its own time-independent contact, this relay switches to self-supply and starts the countdown of the heating time, during which it is possible to restart again with a possible decrease in the heating temperature through the contact of the thermostat as already described. After the set time delay has elapsed, the time-independent contact of the time relay closes, including an audio signal indicating the end of the mode and calling to switch the mode selection key to the neutral position, thereby disabling the heating mode and the audio signal.

Режим термостатической выдержки (или хранения) продукта проводится при нейтральном положении ключа 26. Температурный режим при этом определяется предшествующим режимом нагрева или охлаждения и мало изменяется во времени за счет большой тепловой инерции термоизолированной емкости, заполненной продуктом и водой в рубашке, обладающими значительной теплоемкостью. The thermostatic exposure (or storage) mode of the product is carried out with the key 26 in the neutral position. The temperature mode is determined by the previous heating or cooling mode and varies little over time due to the large thermal inertia of the thermally insulated container filled with the product and water in the jacket, which have significant heat capacity.

Таким образом, предлагаемая ванна позволяет проводить тепловую обработку пищевых продуктов в условиях применения из энергоресурсов лишь электроэнергии и холодного водоснабжения, что дает возможность перерабатывать сырье малым предприятиям и хозяйствам, лишенным пароснабжения. Экономическая эффективность этого решения состоит в экономии капитальных затрат, компенсирующих потери в преобразовании энергии через пар, поскольку КПД электронагрева от ТЭНов выше КПД парового нагрева, а также в возможности, которую предоставляет предлагаемая ванна производителю молока, лишенному пароснабжения, а поэтому лишенному возможности перерабатывать сырье, получения большой коммерческой прибыли от реализации готовых продуктов по сравнению с прибылью от реализации непереработанного сырья. Thus, the proposed bath allows heat treatment of food products under the conditions of application of energy only from electricity and cold water supply, which makes it possible to process raw materials to small enterprises and farms lacking steam supply. The economic efficiency of this solution consists in saving capital costs that compensate for the loss in energy conversion through steam, since the efficiency of electric heating from the heating elements is higher than the efficiency of steam heating, as well as in the opportunity offered by the bathtub to the milk producer, deprived of steam supply, and therefore deprived of the opportunity to process raw materials, large commercial profits from the sale of finished products compared with profits from the sale of unprocessed raw materials.

Claims

A pasteurization bath containing a thermally insulated container with a water jacket, an electromechanical mixer, a sensitive element of a level switch, a resistance thermometer, as well as a control cabinet with a temperature control device, a secondary converter of a level switch, a mode switch, a time switch, switching and signaling equipment, characterized in that it is sensitive a level switch element is installed in the upper part of the water jacket, and in its lower part, detachable flanges with tubular electric heaters are installed on the bottom The tubes inserted into the cavity of the water jacket are connected to each other and through the electromagnetic starter to the power supply network, the starter coil is connected in series with the contact of the thermostatic device, which opens when the set temperature is reached, and with the level switch contact, which closes when there is a given amount of water in the cavity shirt, while an electrical circuit consisting of a series-connected time relay and a closing time-independent contact of the latter is connected In parallel with the opening contact of the electromagnetic starter of the electric heater, it is connected in parallel with an electric circuit consisting of serially connected coils of the electromagnetic starter of the electric heater and the breaking contact of the thermostatic device.