Установка ВТО с использованием пластинчатых теплообменников, принцип работы которой основан на косвенном нагреве

Установки высокотемпературной обработки с нагревом косвенного типа сконструированы для получения производительности 30 000 л/час.

Обратите внимание, что при более низкой производительности время выдержки удваивается для компенсации более низкой температуры термообработки.

Продукт при температуре около 4°С подают насосом из танка для хранения в балансный бак (1) установки для высокотемпературной обработки и далее питательным насосом (2) в регенеративную секцию пластинчатого теплообменника (3). В этой секции продукт нагревается до температуры приблизительно 75°С уже прошедшим стерилизацию молоком, которое одновременно охлаждается. Предварительно нагретый продукт затем гомогенизируют (4) при давлении 18–25 МПа (180–250 бар). Гомогенизация перед тепловой обработкой возможна на установках с косвенным нагревом, что позволяет использовать неасептические гомогенизаторы. Однако для улучшения структуры и стабильности системы некоторых продуктов типа сливок предпочтителен асептический гомогенизатор, установленный после секции высокотемпературной обработки.

Предварительно нагретый гомогенизированный продукт направляют в секцию нагрева пластинчатого теплообменника, где его температура повышается до 137°С. Теплоносителем является вода, находящаяся в замкнутом контуре, при температуре, регулируемой путем инжекции в воду пара (5). После нагрева продукт проходит через трубу для выдержки (6), размер которой подобран так, что время прохождения продукта через нее составляет 4 секунды. Охлаждение выполняется регенеративно в два этапа: первый – от охлажденной части контура горячей воды, второй – от холодного поступающего продукта.

Продукт, который выходит из секции регенеративного охлаждения, направляется на асептическую упаковку или в асептический танк для промежуточного хранения. При падении температуры во время производства продукт отводится в бак для сброса продукта, а установка промывается водой. Перед повторным запуском установка должна быть вымыта и простерилизована.

Многоконтурная система нагрева

Во многих случаях установки для высокотемпературной обработки с косвенным нагревом предназначены для переменной производительности от 50 до 100% от номинальной и напрямую соединены с линией машин по асептической упаковке. Во избежание излишней выработки продукта в случае остановки одной из упаковочных машин секция нагрева может быть поделена на подсекции. Система с несколькими контурами нагрева показана на рис. 9.21. При внезапном 50%-ном сокращении потока по сравнению с номинальным приводится в действие клапан (1), так что нагревательная среда проходит вне первой нагревательной секции (а). Температура продукта будет сохраняться на уровне температуры предварительного нагрева (75°С), пока продукт не достигнет второй (конечной) нагревательной секции (б), где происходит нагрев до соответствующей температуры тепловой обработки. Кривые зависимости температуры от времени на рис. 9.22 показывают различие тепловой нагрузки на продукт при номинальной и 50%-ной производительности. Пунктирная линия на графике представляет изменение температуры в системе без разделения секции нагрева, работающей в режиме 50%-ной от номинальной производительности.

Установка ВТО с косвенным нагревом, включающая трубчатые теплообменники

Трубчатую систему выбирают для высокотемпературной обработки продуктов с низкой или средней вязкостью, которые могут содержать, а могут и не содержать частицы или волокна. Понятие средней вязкости – это расплывчатое определение, так как вязкость продукта может меняться в зависимости от сырья, добавок и механической обработки.

Супы, продукты из томатов, фруктовые и овощные продукты, некоторые пудинги и десерты являются примерами продуктов средней вязкости, подходящими для обработки в трубчатой системе. Трубчатые системы часто используются также в случаях, когда требуется более длительное время обработки для обычных молочных продуктов, предназначенных для продажи.

Схема производственной линии, показанная на рис. 9.23, незначительно отличается от теплообменной установки, в которой используется пластинчатый теплообменник, описанный выше. Установки могут иметь производительность от 1000 до 30 000 л/час.

Трубчатый теплообменник состоит из большого числа трубок, собранных в модули, которые могут быть соединены последовательно и/или параллельно, образуя полностью оптимизированную систему для любого режима нагрева или охлаждения. Эта система может быть снабжена системой многоконтурного нагрева.

При падении температуры во время производственного процесса продукт отводится в танк для сбора продукта, а установка промывается водой.

Перед повторным запуском установку моют и стерилизуют.

Установка ВТО с косвенным нагревом, включающая шнековые теплообменники

Шнековые нагреватели – это наиболее приемлемый тип теплообменников для обработки высоковязких пищевых продуктов, содержащих или не содержащих частицы.

Система ВТО с использованием шнековых теплообменников идентична описанным выше. Типичная схема производства данной системы представлена на рис. 9.24. Определить удельную почасовую производительность или температурные программы нельзя из-за широкого диапазона изменений физических характеристик отдельных продуктов.

Продукт подают из танка (1) с помощью питающего насоса (2) на первый шнековый нагреватель (3a).

Дополнительные стадии нагрева (3b) можно использовать для доведения температуры продукта до нужного уровня. Контрольно-измерительные устройства, расположенные на различных стадиях процесса, контролируют достигнутые температуры. В трубе для выдержки (4) продукт сохраняется при требуемой температуре в течение предварительно заданного времени. Продукт охлаждается водой (3c и 3d) и охлажденной водой (3e), пока не достигнет температуры упаковки.

В заключение охлажденный продукт подают в асептический буферный танк (6), который обеспечивает резервный запас, необходимый для непрерывного производства.

Молоко

Сжатый воздух

Пар

Охлаждающая вода

Блок клапанов

Рис. 9.28 Асептический бак, используемый для промежуточного хранения одного продукта, в то время как второй продукт проходит обработку и упаковывается.

Рис. 9.27 Асептический танк, используемый в качестве буферной емкости для упаковки одного продукта.

Если заранее заданные значения не выдерживаются, автоматически открывается обратный клапан, направляющий продукт в бак для сбора продукта.

Асептический танк

Асептический танк, показанный на рис. 9.25, используется для промежуточного хранения продуктов, прошедших высокотемпературную обработку. Схемы потоков продукта и сервисных сред показаны на рис. 9.26. Способы его применения на производственных линиях ВТО могут меняться в зависимости от конструкции установки и производительности различных блоков в производственной и упаковочной линиях. Два примера показаны на рис. 9.27 и 9.28.

• Если одна из упаковочных машин внезапно остановилась, асептический танк во время остановки принимает дополнительное количество продукта.

• Одновременная упаковка двух продуктов. Асептический танк заполняется первым продуктом в количестве, достаточном для обеспечения полного рабочего цикла упаковочной машины. Затем на линии ВТО производится обработка второго продукта, который направляется непосредственно на упаковку.

Таким образом, включение в производственную линию одного и более асептических танков обеспечивает гибкость при планировании производства. В случае непосредственной упаковки продукта после ВТО требуется рециркуляция его дополнительного объема, как минимум 300 литров в час, для поддержания постоянного давления на упаковывающих машинах. При производстве продуктов, чувствительных к дополнительной обработке и не способных выдерживать рециркуляцию, избыточный объем должен подаваться из асептического танка.

Таким образом, для каждого отдельного процесса следует решить вопрос оптимальной компоновки теплообменных установок, асептических танков и асептических упаковочных машин.

Асептическая упаковка

Асептическая упаковка была определена как процедура, состоящая из стерилизации упаковочного материала или тары, розлива коммерчески стерильного продукта в стерильных внешних условиях и производства достаточно плотной тары, чтобы предотвратить повторное бактериальное обсеменение, т. е. герметичной тары (рис. 9.29).

Для продуктов с длительным сроком хранения вне холодильника упаковка должна также обеспечивать практически полную защиту от воздействия света и атмосферного кислорода. Картонная упаковка для молока с длительным сроком хранения, следовательно, должна быть снабжена тонким слоем алюминиевой фольги, расположенной между слоями полиэтиленовой пленки.

Понятие "асептический" подразумевает отсутствие или устранение из продукта любых нежелательных организмов, упаковку или другие специальные вопросы, в то время как понятие "герметичный" используется для указания соответствующих механических свойств, исключающих попадание микроорганизмов в упаковку или, точнее говоря, предотвращающих прохождение микроорганизмов, газа, испарений в тару или из нее.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: