ЗАКВАСОЧНИК

Область применения
Полезная модель относится к ваннам длительной пастеризации и предназначена для подогрева или пастеризации молока, сливок, смесей для мороженого и других жидких и вязких продуктов, а также для проведения процессов сквашивания, обработки творожного и сырного сгустков, смешивания многокомпонентных составов в пищевой, химической и парфюмерно-косметической промышленностях. Заквасочник может найти применение на предприятиях молокоперерабатывающей и пищевой промышленности.
Уровень техники
Из уровня техники известен пастеризатор текучих продуктов [1], содержащий цилиндрическую рабочую камеру, расположенную вертикально, электрический инфракрасный излучатель, установленный коаксиально в рабочей камере, выходную емкость с отверстием для выхода текучего продукта и окном, сообщенным с нижней частью рабочей камеры, датчик температуры пастеризованного продукта и устройство подачи текучего продукта на внутреннюю стенку верхней части рабочей камеры, содержащее полость, отверстие для входа текучего продукта и дросселирующий участок для выхода текучего продукта на стенку рабочей камеры, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена с возможностью вращения относительно геометрической продольной оси, при этом пастеризатор содержит электропривод вращения рабочей камеры.
Недостатком данного устройства является его дороговизна по причине множества технологических и электронных узлов. Также недостатком устройства является неполный слив продукта (продукт остается на донышке емкости). Установка громоздка и ее сложно использовать на малых предприятиях пищевой промышленности.
Также известно устройство [2] для охлаждения и пастеризации молока, содержащее резервуар подаваемого на пастеризацию молока, рекуперативный теплообменник, теплообменный резервуар, изолированные каналы для молока и теплохладоносителя, насосные агрегаты, отличающееся тем, что оно снабжено резервуарами для непастеризованного и пастеризованного молока, аккумуляторами тепла и холода и термоэлектрическими модулями, прикрепленными к одной стороне теплообменной пластины, при этом изолированный канал для теплохладоносителя прикреплен к противоположной стороне термоэлектрических модулей и аккумуляторы тепла и холода соединены трубами через насосный агрегат с концами этого канала и рубашкой теплообменного резервуара, а изолированные каналы для молока прикреплены к другой стороне теплообменной пластины и соединены трубами одним концом с насосным агрегатом и далее с выходной частью теплообменного резервуара, а другим концом - с входной частью теплообменного резервуара, с резервуаром для молока, подаваемого на пастеризацию, и через вентиль и рекуперативный теплообменник - с резервуаром для пастеризованного молока, причем резервуар для непастеризованного молока соединен с резервуаром для молока, подаваемого на пастеризацию через рекуперативный теплообменник.
Недостатком данного устройства является необходимость использования системы теплообмена и подачи/вывода теплохладоносителя (воды). Тем самым для работы всей системы агрегата требуется выделение больших площадей и установка системы циркуляции. Устройство также требует использования насосов. Таким образом, установка хотя и энергоэкономна, но чрезвычайно затратна в исполнении и ее сложно (по причине громоздкости системы) использовать на малых предприятиях.
Известна ванна длительной пастеризации [4], содержащая корпус, облицованный панелями, ванну для заполнения продуктом, выполненную из нержавеющей стали, теплообменный резервуар, заполняющийся водой, ТЭНы, размещенные внутри корпуса, мешалку, вращающуюся от привода, отличающаяся тем, что теплообменный резервуар выполнен с возможностью заполнения водой через штуцер с краном шаровым до уровня переливной трубы, причем штуцер установлен снизу ванны и одновременно является сливным патрубком, и имеет ограничительное отверстие, а также к штуцеру закреплен тройник с пробкой, функцией которой является открытие сливного отверстия патрубка, а корпус ванны установлен на четырех винтовых опорах.
Недостатком данного устройства является необходимость использования системы теплообмена и подачи/вывода теплохладоносителя (воды). В результате устройство неэкономично расходует энергию на прогрев. Кроме того, не обеспечивается простая возможность извлечения внутренней ванны с целью последующего мытья или замены. В результате, при сильном загрязнении внутренней ванны менять приходится всю ванну длительной пастеризации.
Наиболее близким аналогом является ванна длительной пастеризации серии ВДП [4], которая позволяет производить в зависимости от выбранного режима следующие технологически процессы: нагревание и пастеризация продукта с автоматическим поддержанием температуры в течении заданного времени, термостатическая выдержка или хранение продукта, охлаждение продукта, перемешивание продукта независимо от проводимого режима.
Устройство Ванны пастеризации представляют собой сосуды цилиндрической формы, состоящие из внутренней нержавеющей ванны, заключенной в корпус и наружную облицовку. Под внутренней ванной размещена парораспределительная головка, к которой через трубопровод подводится пар. Пар может подаваться через паровой барботер или змеевик.
Ванны выпускаются нескольких моделей (ВДП - с паровым нагревом, ВДП-Э - с электронагревом, ВДП-Б - с паровым барботером). Перемешивание продукта осуществляется мешалкой. Нагрев, термостатирование продукта и поддержание необходимой температуры может обеспечиваться встроенными ТЭНами, которые расположены в пространстве между наружной и внутренней ваннами - водяной рубашке. Охлаждение производится проточной водой. Охлаждение осуществляется циркулирующей в рубашке холодной или "ледяной" водой. Пульт управления позволяет задавать и поддерживать автоматически необходимые режимы работы. Для ускорения процесса теплообмена между горячей водой и смесью, ванну изготавливают трехслойную, с последним термоизоляционным слоем.
Недостатком данного устройства является неполный слив продукта, который осуществить в виду громоздкости конструкции ванны не представляется возможным по причине ее большого веса и отсутствия регулировки угла наклона. Кроме того, не обеспечивается простая возможность извлечения внутренней ванны с целью последующего мытья или замены. В результате, при сильном загрязнении внутренней ванны менять приходится всю ВДП.
Целью полезной модели является устранение недостатков, присущих аналогам.
Технический результат: обеспечивается более эффективный принцип обслуживания заквасочника с обеспечением оптимального эргономичного режима работы установки с расширением функциональности за счет того, что данный результат в целом реализуется на основе возможности простого и быстрого извлечения внутренних ванн с целью последующего мытья или замены, при сохранении возможности регулировки наклона ванны для полного слива продукта и эффективного экономичного теплообмена с использованием пара или ТЭНов.
Реализация полезной модели
Заквасочник, содержащий нержавеющие ванны, заключенные в корпус на винтовых опорах и наружную облицовку, внутри которых установлены мутовки, содержащий теплоизолирующую крышку и парораспределительную головку, к которой через трубопровод подводится пар, ТЭНы, которые расположены в пространстве между наружной и внутренней ваннами - водяной рубашке, систему охлаждения проточной водой, блок управления, позволяющий поддерживать автоматически нагрев и температуру теплоносителя, отличающийся тем, что содержит плиту, установленную поверх корпуса и содержащую отверстия для вставки двух съемных ушат, в виде которых выполнены внутренние ванны, и в каждом из которых установлена мутовка, причем ушаты выполнены с возможностью устанавливаться в расположенные на плите отверстия и фиксироваться в них посредством соединения, парораспределительная головка выполнена в виде парового рассеивателя, подключенного через клапан электромагнитный и кран подачи пара к парогенератору, где клапан электромагнитный выполняет функцию открытия и закрытия подачи пара в наружную ванну.
Кроме того, ушаты выполнены с возможностью устанавливаться в расположенные на плите отверстия и фиксироваться в них посредством соединения аналогичного байонетному: приваренные к ушатам запирающие элементы выполнены с возможностью входа в секторные пазы, расположенные под углом 180° по окружности отверстий в плите, и при повороте ушата препятствуют его всплытию.
Кроме того, внутренняя ванна выполнена на основе цельнотянутой емкости.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 (а, б) показано конструктивное устройство ванны, где 1 - Ванна, 2 - Ушат, 3 - Мутовка, 4 - Крышка, 5 - Блок управления, 6 - Плита, 7 - Кран подачи воды, 8 - Кран подачи пара, 9 - Труба переливная, 10 - Клапан электромагнитный, 11 - Болт заземления, 12 - Каркас, 13 - Опора винтовая, 14 - ТЭН, 15 - Паровой рассеиватель, 16 - Запирающий элемент, 17 - Секторный паз.
На Фиг.2 показан вид ванны в сборке, где 18 - Защитное ограждение.
Осуществление полезной модели
Заквасочник (см. Фиг.1) состоит из ванны 1, в которой размещены нагревательные элементы (ТЭНы) и в которую заливается используемая в качестве теплоносителя вода, двух ушатов 2, двух мутовок 3, плиты 6, в отверстия которой вставляются ушаты, несущего каркаса 12, теплоизолирующей крышки 4 (или защитного ограждения 18 (см. Фиг.2)) и блока управления 5, обеспечивающего нагрев и поддержание температуры теплоносителя.
Заквасочник функционирует следующим образом.
Открывают крышку 4, подняв ее за ручки вверх до упора, и фиксируют в вертикальном положении.
Пустые ушаты устанавливаются в расположенные на плите 6 отверстия и фиксируются в них посредством соединения, аналогичного байонетному: приваренные к ушатам запирающие элементы 16 входят в секторные пазы 17, расположенные под углом 180° по окружности отверстий в плите 6, и при повороте ушата препятствуют его всплытию. Снимают крышки с ушатов, наполняют их продуктом и закрывают крышки.
Открыв кран подачи воды 17, заполняют ванну 1 водой. Показателем заполнения ванны будет служить появление воды в патрубке переливной трубы 9. Закрывают кран подачи воды 7. Закрывают крышку 4 (или защитное ограждение 18) заквасочника.
Далее производят пастеризацию молока в ушатах. При достижении молоком температуры, заданной технологическим процессом, индикатор на блоке управления, символизирующий «НАГРЕВ» автоматически погаснет. При достижении температуры пастеризации производят выдержку при этой температуре в течение 50-60 мин. После этого выключают нагрев ТЭНов.
Для использования пара в качестве нагревателя воды в ванне 1, установлен паровой рассеиватель 15, который обеспечивает нагрев и равномерное смешивание пара с водой. Паровой рассеиватель через клапан электромагнитный 10 и кран подачи пара 8, подключается (заказчиком) к парогенератору, где клапан электромагнитный 10 выполняет функцию открытия и закрытия подачи пара в ванну 1. Управление клапаном электромагнитным осуществляется блоком управления 5.
Далее процесс идет следующим образом. Открывают крышку заквасочника. Подают в ванну холодную воду и, при непрерывном помешивании мутовкой 3, охлаждают молоко в ушатах до температуры, превышающей на 2-3°С, температуру сквашивания молока. Контроль температуры молока в ушатах осуществляется при помощи любого стеклянного термометра, удовлетворяющего ГОСТу 9177-74. Устанавливают необходимую температуру и время цикла на регуляторе температуры блока управления и включают нагрев ТЭНов (подачу пара), которые будут в автоматическом режиме поддерживать температуру сквашивания продукта.
После установления требуемой температуры сквашивания в ушаты вносят культуры молочнокислых бактерий и активно перемешивают смесь мутовкой. Сквашивание молока происходит при автоматическом поддержании температуры сквашивания и продолжается в течение времени, определяемого технологическими инструкциями по производству заквасок. Степень готовности закваски определить лабораторным путем. Готовую закваску охлаждают хладагентом (водой) и хранят в камерах до употребления.
При установке заквасочника должны быть соблюдены условия, обеспечивающие проведение санитарного контроля над производственными процессами, качеством продукции, а также возможность мойки, дезинфекции оборудования и уборки помещения. В этой связи легко извлекаемые ушаты 2 идеальны для проведения быстрой мойки и санобработки.
Без потребности съема или замены ушат полный слив продукта из заквасочника производят с уклоном его в любую сторону с помощью опор винтовых 13.
2
Для выравнивания потенциалов заквасочника подсоединяют внешний эквипотенциальный провод (медный провод сечением не менее 4 мм) к болту эквипотенциального провода 11.
Заквасочник может работать с ТЭНами или на основе парового нагрева воды. Для перехода с ТЭНового режима работы на паровой нагрев воды, производится переподключение контактов в блоке управления и трубопроводов. При работе с ванной с использованием парогенератора для нагрева подключают клапан электромагнитный. Трубопровод подачи воды подсоединяют к крану подачи воды 7 заквасочника. Трубу переливную 9 соединяют с разрывом с канализационной сетью. При работе с паром, подключают кран подачи пара 8 к парогенератору.
Блок управления 5 предназначен для питания ТЭНов (в случае работы с ТЭНами), питания клапана электромагнитного (в случае работы с паровым нагревом), опроса манометрического датчика и термопары, и формирования управляющих сигналов.
Блок управления может быть выполнен например, на основе следующих элементов:
- SK1 датчик манометрический ТАМ-124-07;
- SK2 реле-регулятор с таймером ТРМ501;
- ВК1 Термоэлектрический преобразователь
- пускатели магнитные КМ1…КМ2;
- реле электромагнитное Y1;
- индикаторы HL1 (СЕТЬ), НL2 (ПИТАНИЕ), НL3 (НАГРЕВ), HL4 «АВАР. РЕЖИМ»;
- кнопки SB1 (ОТКЛ), SB2 (ВКЛ);
- выключатель пакетный SF1 «СЕТЬ»;
- автоматический выключатель QF1;
- Гр1 устройство звуковой сигнализации
Автоматический выключатель QF1 служит для защиты от перегрузки и короткого замыкания. Реле электромагнитное Y1 подает питание на управляющее узлы схемы. Пускатели магнитные КМ1, КМ2 включают и удерживают питание на ТЭНы в случае работы с ТЭНами. При работе с паровым нагревом пускатель КМ2 включает и удерживает питание клапана электромагнитного Y2. Термоэлектрический преобразователь ВК1 с реле регулятором SK2 поддерживают рабочую температуру в заквасочнике. Датчик температуры SK1 предназначен для отключения питания пускателей КМ3 и КМ4 соответственно в случае перегрева воды более 100°С, регулировочные ручки находятся внутри блока управления. SK1 является аварийным датчиком температуры. При срабатывании аварийного датчика SK1 загорается индикатор «АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ».
Реле регулятор с таймером ТРМ501 также задает время цикла технологического процесса. Устройство звуковой сигнализации Гр1 выдает звуковой сигнал по окончании цикла.
Источники информации:
1. Патент RU 2202894 А23С 3/02, A01J 9/04, F25D 3/00, от 2001.11.15
2. Патент RU 2273141 А23С 3/02 А23С 3/07 A23L 3/005 от 2004.07.15
3. Патент RU 70750U А23С 3/00 от 20.02.2008
4. http://www.normit.ru/buklet/v08.pdf