УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА И СТЕРИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ, ВЯЗКИХ И ПАСТООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ

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.