АППАРАТ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТЕПЛОВОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ КОНСЕРВИРУЕМЫХ ПРОДУКТОВ
APPARATUS FOR HIGH-TEMPERATURE HEAT STERILIZATION OF PRESERVED PRODUCTS

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к аппаратам для тепловой стерилизации консервов, и может быть использовано при производстве консервируемых продуктов, расфасованных в стеклянную тару.
В качестве ближайшего аналога можно принять аппарат для ступенчатой тепловой стерилизации, включающий каркас, на котором закреплены четыре ванны: ванна для стерилизации при 100°C, две ванны для нагрева и охлаждения и ванна для охлаждения, отделенные перегородками. Транспортирующим органом аппарата являются две роликово-втулочные цепи, натянутые на звездочки, к которым шарнирно с определенным шагом закреплены направляющие с носителями для банок /1/.
Недостатками этого аппарата являются:
- большая продолжительность процесса тепловой обработки консервируемых продуктов;
- малые значения коэффициента теплоотдачи в ваннах из-за того, что теплообмен между нагреваемыми и охлаждаемыми банками осуществляется только за счет естественной конвекции.
Технический результат предлагаемого изобретения направлен на обеспечение интенсификации процесса теплообмена и сокращение продолжительности тепловой обработки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что на дне всех ванн, в которых осуществляется теплообмен между нагреваемыми и охлаждаемыми банками, установлены барботеры, через которые для турбулизации теплоносителя в ваннах подается нагретый воздух и аппарат снабжен дополнительной ванной, в которой в качестве теплоносителя используется высокотемпературный теплоноситель: раствор хлористого кальция или диметилсульфооксида (ДМСО).
Сущность изобретения заключается в том, что в качестве транспортирующего механизма для банок используются закрепленные шарнирно к двум роликово-втулочным цепям носители, обеспечивающие механический зажим банок, и аппарат состоит из пяти ванн, причем три из них одновременно используются и для нагрева и для охлаждения консервов; нагрев консервов в первой, второй и третьей ваннах осуществляется за счет тепла, выделяемого при охлаждении в этих же ваннах консервов, уже прошедших тепловую обработку, при этом на дне ванн, в которых осуществляется нагрев банок с продуктом, установлены барботеры для турбулизации воды в ваннах путем подачи через них нагретого воздуха.
Схема аппарата представлена на фиг. 1.
Аппарат состоит из каркаса 1, на котором закреплены ванна для стерилизации при 120°C 20, три ванны для нагрева и охлаждения 2,5 и 18, на дне которых установлены барботеры 19 для подачи нагретого воздуха и ванна для охлаждения 7, отделенные перегородками 4. Транспортирующим органом аппарата являются две роликово-втулочные цепи 6, натянутые на обводные звездочки 3 и приводную звездочку 13, к которым шарнирно с определенным шагом закреплены направляющие 15 с носителями для банок 11. Валы 14 закреплены в подшипниках качения 16, установленных на уголках 17, приваренных к внутренней стенке корпуса аппарата. Движение транспортирующему органу передается через приводную звездочку 13.
Аппарат работает следующим образом.
В момент остановки роликово-втулочной цепи 6 у загрузочно-разгрузочного узла банки с подводящего транспортера 9 специальным устройством (не показано) подаются в носители банок 11, одновременно выгружая из них простерилизованные банки на отводящий транспортер 10, и при дальнейшем перемещении цепей 6, носители с банками входят в первую ванну 18 с горячей водой температурой 60-65°C, где происходит нагрев продукта до 58-63°C, при этом для интенсификации процесса теплообмена через барботер 19, установленный на дне ванны, подается нагретый воздух.
Пройдя первую ванну, носители с банками попадают во вторую ванну 5 с водой температурой 80-85°C, где нагреваются до 78-83°C и поступают в третью ванну 2, где подвергаются тепловой обработке при температуре 100°C и в которой продукт нагревается до 92-95°C и четвертую ванну -20 с раствором хлористого кальция или ДМСО температурой 120°C, где продолжается нагрев до 100°C, при этом во всех этих ваннах также установлены барботеры для турбулизации теплоносителя (вода, раствор хлористого кальция или ДМСО).
Далее носители с банками вместе с роликово-втулочной цепью обратно по нижнему ряду переходят в третью ванну 2 с водой температурой 100°C, где выдерживается для обеспечения требуемой летальности, далее поступают во вторую ванну с водой температурой 80-85°C, где начинается процесс их охлаждения до 82-87°C, а тепло, выделяемое при их охлаждении от 100°C до температуры воды во второй ванне (80-85°C), используется на нагрев другой партии консервов, поступивших в эту же ванну из первой ванны по верхнему ряду.
Далее носители с банками, перемещаясь, попадают в первую ванну 18, где процесс их охлаждения продолжается при температуре воды 60-65°C, где одновременно другая партия консервов, поступившая в эту же ванну по верхнему ряду, начинает нагреваться. Таким образом, в первой, второй и третьей ваннах процесс нагрева одних (поступающих по верхнему ряду) и охлаждение других (поступающих по нижнему ряду) происходит практически без дополнительного расхода тепловой энергии и воды, т.е. одни банки (верхний ряд) нагреваются за счет охлаждения банок нижнего ряда, а нижний ряд охлаждается, отдавая тепло банкам верхнего ряда. После банки, выходя из первой ванны при температуре около 60-62°C, попадают под действие душевого устройства 12 с температурой воды 40°C и окончательно охлаждаются в пятой ванне 7 при температуре воды 30°C, подаваемой душевым устройством 8. Проходя пятую ванну охлаждения 7, банки с продуктом охлаждаются и подходят к загрузочно-разгрузочному узлу, где в момент остановки цепного транспортера банки выгружаются на отводящий транспортер 10 и на их место загружаются новые банки с подводящего транспортера 9, и процесс повторяется.
Конструктивное выполнение аппарата с охлаждаемыми банками в нижнем ряду и нагреваемыми в верхнем и использованием подачи нагретого воздуха через барботеры способствует интенсификации естественной циркуляции теплоносителя (воды) в ваннах, так как теплая вода, имея малый удельный вес, чем охлаждаемая, будет способствовать интенсификации процесса теплообмена в ваннах.
Тепло в аппарате практически расходуется только в четвертой ванне для нагрева консервов от 92-95°C до 100°C и на компенсацию потерь в окружающую среду, а вода расходуется только в пятой ванне для охлаждения консервов от 62-67°C до 40°C; экономия тепловой энергии и воды составляет более 70%.
Литература
1. Ахмедов М.Э., Демирова А.Ф., Ахмедов Н.М., Ахмедова М.М. Аппарат для ступенчатой тепловой стерилизации консервов. Патент РФ №2463912. Бюл. №29, 20.10.2012 г.