УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ ИНФРАКРАСНЫМ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В ТОНКОМ СЛОЕ
INSTALLATION FOR PROCESSING LIQUID WITH INFRARED AND ULTRA-VIOLET RADIATION IN THIN LAYER

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технологиям переработки жидкой продукции (молоко, соки и др.) сельскохозяйственной и пищевой промышленности с целью обеспечения ее длительной сохранности без снижения питательных и вкусовых свойств.
Известны электропастеризатор А1-ОПЭ-1000, серийно выпускаемые ООО «Экомаш» г.Ногинск, электропастеризатор для жидких пищевых продуктов (патент № 2045919, дата публикации 20.10.1995 г.) НПО «МИР».
Недостатком вышеперечисленных установок является то, что обработка жидкого продукта ИК-нагревом происходит не в тонком слое, а во всем объеме внутри кварцевой трубы, что приводит к значительному повышению электрической мощности нагревателей, а следовательно, к большим энергозатратам. При производительности 1000 л/ч мощность установки составляет 20 кВт. Отсутствие обработки жидкого продукта и технической жидкости УФ-излучением повышает вероятность бактериальной загрязненности готового продукта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для обработки жидкости излучением в тонком слое, содержащее вертикальный рабочий цилиндр, смонтированный внутри него источник ИК-излучения, патрубок для подвода жидкости, сообщенную с ним и полостью цилиндра приемную камеру с формирователем тонкого слоя, расположенную соосно с рабочим цилиндром, патрубок для отвода продукта, приемный бак, расположенный коаксиально рабочему цилиндру и соединенный с патрубком для подвода жидкости в приемную камеру, теплообменником, расположенным внутри приемного бака коаксиально рабочему цилиндру и компенсационной камерой, корпус которой выполнен в виде цилиндра, переходящего в усеченный конус, установленной между рабочим цилиндром и патрубком для отвода продукта, при этом диаметр корпуса компенсационной камеры превышает диаметр рабочего цилиндра, автоматическую систему управления, обеспечивающую непрерывность регулирования мощности источника излучения в зависимости от расхода и температуры продукта посредством установки на патрубке отвода продукта термодатчика и обеспечивающую регулирование технологического процесса при переходе от продукта к заменяющей его жидкости и наоборот установкой датчика нижнего уровня (патент № 2075163, зарегистрирован 10.03.1997 г.).
Недостатками прототипа являются не достаточно точное формирование тонкого слоя продукта при изменении его расхода в рабочем цилиндре, что может привести к некачественной обработке продукта ИК-излучением, отсутствие теплообменного устройства между холодным исходным продуктом и готовым теплым, что требует дополнительных энергетических затрат на подогрев исходного продукта.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение необходимого качества жидкого продукта, соответствующего техническим требованиям, снижение энергетических затрат на процесс обработки продукта.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность значительно улучшить качество обработки жидкого пищевого продукта с целью обеспечения его длительной сохранности без изменения его питательных и вкусовых свойств, снизить энергозатраты на 10-15% при той же производительности установки.
Предлагаемая установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением в тонком слое предназначена для обеспечения длительной сохранности без изменения питательных и вкусовых свойств жидких пищевых продуктов (молока, соков и др.) и может быть использована на молочных фермах, цехах и мини-заводах по переработки сельскохозяйственной продукции.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением в тонком слое, содержащая вертикальный рабочий цилиндр-камера пастеризации, смонтированный внутри него источник ИК-излучения, патрубок для подвода жидкости, сообщенную с ним и полостью цилиндра, приемную камеру с формирователем тонкого слоя, расположенную соосно с рабочим цилиндром, компенсационную камеру, корпус которой выполнен в виде цилиндра, переходящего в усеченный конус, установленной между рабочим цилиндром и патрубком для отвода продукта, теплообменник, термодатчик, приемный бак, циркуляционные насосы подачи и выдачи продукта, смонтированные на соответственных трубопроводах, трехходовой кран содержит первичный теплообменник-рекуператор, расходомер и устройство ультрафиолетового излучения, а теплообменник выполнен вторичным теплообменником-рекуператором, при этом расходомер и устройство ультрафиолетового излучения установлены с помощью соединительных муфт в разрез трубопровода подачи продукта между вторичным теплообменником-рекуператором и приемной камерой с формирователем тонкого слоя.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена функционально-технологическая схема работы установки для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением в тонком слое.
Установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением в тонком слое включает в себя первичный теплообменник-рекуператор 1, трехходовой кран 2, приемный бак 3, устройство ультрафиолетового излучения 4, расходомер 5, патрубок для подвода жидкости 6, приемную камеру с формирователем тонкого слоя 7, вертикальный рабочий цилиндр (камера пастеризации) 8, ИК-излучатель 9, компенсационную камеру 10, патрубок отвода продукта 11, термодатчик 12, циркуляционный насос выдачи продукта 13, трубопровод выдачи продукта 14, вторичный теплообменник-рекуператор 15, трубопровод подачи продукта 16, циркуляционный насос подачи продукта 17.
Работает установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением в тонком слое следующим образом. Жидкий пищевой продукт (молоко, соки) проходит через первичный теплообменник-рекуператор 1, где подогревается за счет теплоты готового продукта и подается в накопительный бак 3, из которого при помощи циркуляционного насоса подачи продукта 17 по трубопроводу подачи продукта 16 направляется во вторичный теплообменник-рекуператор 15, дополнительно подогревается, поступает в устройство ультрафиолетового излучения 4, дезинфицируется от вредных бактерий и через расходомер 5 и патрубок для подвода жидкости 6 поступает в приемную камеру с формирователем тонкого слоя 7. Расходомер 5 выдает сигнал управления на циркуляционный насос подачи продукта 17, который формирует заданный поток жидкости в установке. Жидкий продукт тонким слоем стекает по стенке рабочего цилиндра 8, внутри которого расположен ИК-излучатель 9. Кратковременное бесконтактное воздействие ИК-излучения высокой плотности приводит к быстрому нагреванию всей толщины слоя стекающей жидкости, чем создаются условия для ликвидации микрофлоры и инактивации ферментов, что обеспечивает пастеризацию и консервацию продукта, который накапливается в компенсационной камере 10 и через патрубок отвода продукта 11 циркуляционным насосом выдачи продукта 13 поступает во вторичный теплообменник-рекуператор 15, отдавая часть теплоты встречному потоку. Контроль готовности продукта осуществляется термодатчиком 12, который управляет положением трехходового крана 2. Из вторичного теплообменника-рекуператора 15 жидкость по трубопроводу выдачи продукта 14 направляется к трехходовому крану 2. Если продукт получил достаточную термообработку, то он направляется в первичный теплообменник-рекуператор 1, дополнительно охлаждается встречным исходным продуктом и сливается в приемный резервуар готового продукта. В противном случае продукт снова поступает в накопительный бак 3.
Применение устройства ультрафиолетового излучения позволяет обеззараживать воду, которой заполняют систему для технологической промывки оборудования установки, а также при смене одного типа продукта на другой. Использование первичного теплообменника-рекуператора обеспечивает снижение энергетических затрат на 10-15%. Установка расходомера совместно с циркуляционным насосом подачи продукта определяет заданный поток жидкости в системе, что существенно упрощает формирование тонкого слоя в рабочем цилиндре и, как следствие, повышает качество обработки пищевого продукта.