РЕЗЕРВУАР-ОХЛАДИТЕЛЬ МОЛОКА

Полезная модель относится к устройствам для приема, охлаждения, накопления и хранения молока и сходных с ним по консистенции продуктов и может быть использована на предприятиях пищевой промышленности.
Уровень техники
В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности производство молока основано на нескольких технологических этапах. При этом одними из основных технологических процессов являются его сбор, охлаждение и хранение. Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе. Например, известен молокоприемный резервуар [1], предназначенный для приемки и временного хранения молока, сливок и других жидких молочных и других пищевых продуктов. Устройство представляет собой емкость прямоугольной формы, изготовленную из пищевой нержавеющей стали, с отбортованными по периметру краями и уклоном в сторону слива продукта. Сверху резервуар закрывается нержавеющей крышкой с ручками. Продукт сливается самотеком или перекачивается центробежным насосом при повороте пробки сливного крана.
К недостаткам данного устройства следует отнести отсутствие универсализации, заключающейся в осуществлении возможности перемешивания с одновременным использованием устройства для накопления и хранения продуктов средней вязкости, вследствие невозможности монтажа и демонтажа дополнительного устройства для перемешивания, и невозможность обеспечения регулируемого оптимального угла наклона резервуара при приготовлении, хранении и сливе продукта вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор.
Известен также резервуар для хранения молока [2], предназначенный для накопления и долговременного хранения до переработки молока, воды, сокосодержащих напитков, виноматериалов, растительного масла и всех других, однородных по составу пищевых жидкостей. Устройство представляет собой термоизолированный резервуар закрытого
типа, вертикальный или горизонтальный, устанавливаемый на опорах или фундаменте, и содержит рабочий сосуд, изготовленный из пищевой нержавеющей стали, и перемешивающее устройство. Причем, на верхней крышке емкости установлены реактивные, вращающиеся в двух плоскостях моечные головки для обеспечения качественной санитарной обработки, а расположенный на крышке или с боковой поверхности герметичный люк обеспечивает техническое обслуживание емкости. Недостатками данного устройства являются громоздкость самого устройства в целом, невозможность обеспечения регулируемого оптимального угла наклона резервуара при приготовлении, хранении и сливе продукта вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор, и неполная, а следовательно, и неравномерная проработка продукта в процессе его перемешивания вследствие бокового расположения перемешивающего устройства в ограниченной части по объему в отношении рабочего пространства резервуара.
Из уровня техники известна также емкость купажная [3], предназначенная для быстрого перемешивания двух и более компонентных жидкостей и используемая при производстве соков для растворения сокового концентрата с питьевой водой, в ликероводочной промышленности для растворения спирта и воды и для решения других, аналогичных технологических задач пищевой и химической промышленности. Устройство представляет собой емкость, изготовленную в виде единого монолита, с конусными донышком и крышкой. Емкость обладает следующими конструктивными особенностями:
герметичный люк со смотровым окном для технологического доступа во внутреннее пространство емкости, импортный мотор-редуктор с мешалкой особой конструкции, патрубки наполнения и опорожнения, реактивная моющая головка, регулируемые по высоте опоры, датчики нижнего и верхнего уровня, датчик объема, лестница, приборы КИП и А.
К недостаткам данного устройства можно отнести громоздкость самого устройства в целом, неполную, а следовательно, и неравномерную проработку продукта в процессе его перемешивания вследствие бокового расположения перемешивающего устройства в ограниченной части по объему в отношении рабочего пространства емкости, и конструктивно нерациональное расположение сливного патрубка на дне конусного донышка вследствие невозможности реализации оптимального удобства в эксплуатации с другими системами сбора жидкости в особенности в режиме вариации данных систем,
требующих частого к ним подключения и отключения.
Также из уровня техники известна емкость овальной формы с двумя мешалками [4], предназначенная для нагревания и пастеризации продукта, хранения, охлаждения продукта, перемешивания продукта независимо от проводимого режима. Емкость выполнена из пищевой нержавеющей стали. Электропривод мешалок устройства рамного типа установлен на траверсах. Теплообменная рубашка специальной конструкции выдерживает давление до 6 атм. Теплоизоляционный слой из экологически чистой минеральной ваты уменьшает потери тепла.
Основными недостатками данного устройства являются невозможность реализации эксплуатации с непрерывным использованием системы сбора продукта вследствие отсутствия сливного патрубка, и невозможность обеспечения регулируемого оптимального угла наклона резервуара при приготовлении, хранении и сливе продукта вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор, и отсутствие возможности регулирования оптимальной интенсификации процесса перемешивания вследствие строго вертикального нерегулируемого расположения мешалок, несмотря на количественное наличие двух мешалок в устройстве в целом.
Из уровня техники известен также резервуар вертикального типа для хранения молока [5], состоящий из цилиндрического сосуда, содержащий внутренний и наружный корпуса, изготовленные из высококачественной листовой стали. Пространство между корпусами заполнено термоизоляционным материалом. В верхней части резервуара расположено моечное устройство, датчик верхнего уровня, воздушный клапан и смотровое окно. В нижней части резервуара имеются перемешивающее устройство, датчик нижнего уровня молока, опоры. Резервуар наполняется и освобождается через нижний патрубок. Перемешивающее устройство включается автоматически или вручную через каждые 4 ч. После интенсивного перемешивания в течение 15 мин разность жирности молока в различных точках резервуара составляет не более 0,1%.
Также известна емкость горизонтального типа для хранения молока [5], представляющая собой сосуд из нержавеющего корпуса, защищенного стальным кожухом, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Резервуар устанавливается на регулируемые по высоте опоры. Для наполнения и опорожнения резервуара имеется сливной патрубок. Охлажденное молоко поступает в емкость через патрубок наполнения-опорожнения, расположенный внизу, что исключает
пенообразование. Перемешивание молока в резервуаре осуществляется насосом, осуществляется контроль температуры и предельных уровней при заполнении и опорожнении емкости. Для отвода воздуха из резервуара при заполнении его молоком и для подвода воздуха при сливе молока на резервуаре предусмотрен воздушный клапан с фильтром. Санитарная обработка его внутренней поверхности производится с помощью установленных моечных головок.
Известна также емкость-термос для хранения молока [5], предназначенная для хранения охлажденного молока на предприятиях молочной промышленности. Емкость состоит из нержавеющего корпуса, защищенного стальным кожухом (пространство между ними заполнено изоляционным материалом). Для отвода и подвода воздуха при заполнении резервуара молоком и сливе молока предусмотрен воздушный клапан с фильтром. Контролирующий термометр с дистанционной передачей показаний установлен на переднем днище резервуара, показывающий прибор термометра в электрошкафу. В резервуар поступает охлажденное молоко через патрубок наполнения, расположенный внизу, что исключает пенообразование. Насосом автоматически перемешивается молоко, осуществляется контроль температуры и предельных уровней при заполнении и освобождении резервуара. Санитарная обработка его внутренней поверхности производится с помощью моечных головок.
Из уровня техники известен также резервуар-охладитель молока [5], предназначенный для сбора и хранения молока в условиях индивидуальных фермерских хозяйств и коллективных ферм. В конструкции резервуара может быть предусмотрено использование проточной воды в качестве источника естественного холода, для предварительного охлаждения молока с целью повышения производительности и ресурса установки в целом.
Основными недостатками данных устройств являются: отсутствие оптимальной интенсификации процесса перемешивания продукта по всему рабочему объему вследствие расположения перемешивающих устройств в нижней части резервуаров и использования насосов в качестве устройств для перемешивания; невозможность обеспечения регулируемого оптимального угла наклона резервуара при приготовлении, хранении и сливе продукта вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор; и конструктивное отсутствие устройства для эффективного охлаждения молока. Наиболее близким аналогом является резервуар-охладитель молока [6],
2
предназначенный для сбора, охлаждения от +35°С до +4°С и хранения молока при температуре 4...6°С до переработки, и применяемый в составе молокоприемных пунктов малой мощности, а также для сбора, охлаждения и хранения других пищевых жидкостей плотностью не более 1100 кг/м. Способ охлаждения молока - непосредственный (прямой контакт молока со стенкой испарителя щелевого типа, вмонтированного на дно резервуара). Используется перемешивающее устройство лопастного типа с приводом от мотор-редуктора. Подача моющих растворов осуществляется с помощью насоса, входящего в комплект поставки. Холодильный агрегат включает в себя герметичный поршневой компрессор, трубчатый конденсатор воздушного охлаждения, систему автоматики и трубопроводы. Для охлаждения используется фреон R22. Пульт управления содержит все необходимые органы управления для работы. Резервуар-охладитель молока имеет надежную термоизоляцию, обеспечивающую постоянство температуры. Недостатками данной конструкции являются отсутствие оптимальной интенсификации процесса перемешивания продукта по всему рабочему объему вследствие нецентрального размещения лопастного устройства по отношению к рабочему объему резервуара и особенности формообразующей самой мешалки перемешивающего устройства, невозможность реализации эксплуатации с непрерывным использованием системы сбора продукта вследствие отсутствия сливного патрубка, невозможность обеспечения регулируемого оптимального угла наклона резервуара при приготовлении, хранении и сливе продукта вследствие отсутствия регулируемых по высоте винтовых опор, а также недостаточно эффективное, несмотря на использование фреонного типа, охлаждение вследствие размещения устройства-охладителя на дне резервуара.
Технический результат данной полезной модели заключается в обеспечении возможности накопления, хранения, эффективного приготовления и охлаждения молока и сходными с ним по консистенции продуктов, с одновременным достижением оптимизации интенсификации процесса перемешивания и охлаждения, оптимизации при непрерывной эксплуатации с системами сбора готового продукта, и эффективной реализации промывки внутреннего объема ванны.
Реализация полезной модели
Заявленный технический результат достигается тем, что резервуар-охладитель молока,
состоящий из ванны, плиты, расположенной сверху ванны, мотор-редуктора, к которому присоединена мешалка, содержащий сапун, форсунки, функцией которых является промывка внутреннего объема ванны, и пеногасителя, расположенного на валу мешалки, причем ванна оборудована испарителем, закрепленным на внешней стороне стенки ванны, и люком, который закрывается крышкой с ручкой, и закрыта со всех сторон обшивками, при этом пространство между ванной и обшивками заполнено теплоизоляционным материалом, отличающийся тем, что испаритель выполнен состоящим из двух параллельных ветвей, расположенных по всей внешней стороне стенки ванны, концы которых выведены на торец ванны, причем нижние концы являются входными, верхние - выходными, а к самим концам испарителя присоединен агрегат компрессорно-конденсаторный, датчик температуры которого установлен внутри ванны в стакане. При этом мешалка, функцией которой является оптимизация охлаждения и интенсификация процесса перемешивания продукта в целом, может быть выполнена в виде фасонных лопастей с подогнутыми в сторону вращения мешалки краями под определенным углом наклона по отношению к самим лопастям, функцией которых является создание турбулентного движения нижних слоев продукта в верхние. Форсунки, функцией которых является разбрызгивание моющей жидкости внутри ванны посредством вращающихся плоскостей пеногасителя при включенном приводе вращения мотор-редуктора, могут быть выполнены с возможностью расположения в разные стороны с ориентированием их рисок по отношению к оси мешалки на 10...15°. Причем, на дне ванны может быть установлен затвор дисковый, функцией которого является слив и присоединение к системам сбора готового продукта, крышка имеет ограничитель, функцией которого является предотвращение опрокидывания крышки на обшивку, а сама ванна оснащена винтовыми опорами, выполненными с возможностью регулировать положение угла наклона устройства в целом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 изображена ванна охлаждения молока в двух видах - спереди с агрегатом компрессорно-конденсаторным и слева; на фиг.2 - ванна охлаждения молока на виде сверху; на фиг.3 - увеличенный сверху местный вид форсунки ванны охлаждения молока; на фиг.4 - местный разрез с видом справа форсунок и пеногасителя; на фиг.5 - увеличенный слева местный вид ограничителя ванны охлаждения молока.
Устройство состоит из ванны 1, оборудованной испарителем 9, закрепленным на внешней
стороне стенки ванны 1, и люком 5, который закрывается крышкой 6 с ручкой 11, и закрытой со всех сторон обшивками 2, при этом пространство между ванной 1 и обшивками 2 заполнено теплоизоляционным материалом 3, плиты 14, расположенной сверху ванны 1, с мотор-редуктором 8, к которому присоединена мешалка 4, сапуна 18, выполненного с возможностью выравнивать разность давления внутри ванны 1 с атмосферным давлением, форсунок 15, функцией которых является промывка внутреннего объема ванны 1, и пеногасителя 16, расположенного на валу мешалки 4.
Испаритель 9, функцией которого является охлаждение продукта, состоит из двух параллельных ветвей, расположенных по всей внешней стороне стенки ванны, концы которых выведены на торец ванны, причем нижние концы являются входными, верхние - выходными, а к самим концам испарителя присоединен агрегат компрессорно-конденсаторный 10, датчик температуры которого установлен внутри ванны в стакане 13. При этом мешалка 4, функцией которой является оптимизация охлаждения и интенсификация процесса перемешивания продукта в целом, выполнена в виде фасонных лопастей с подогнутыми в сторону вращения мешалки 4 краями под определенным углом наклона по отношению к самим лопастям, функцией которых является создание турбулентного движения нижних слоев продукта в верхние. Форсунки 15, функцией которых является разбрызгивание моющей жидкости внутри ванны посредством вращающихся плоскостей пеногасителя 16 при включенном приводе вращения мотор-редуктора 8, выполнены с возможностью расположения в разные стороны с ориентированием их рисок по отношению к оси мешалки на 10...15°. Причем, на дне ванны 1 установлен затвор дисковый 7, функцией которого является слив и присоединение к системам сбора готового продукта, крышка 6 имеет ограничитель 17, функцией которого является предотвращение опрокидывания крышки 6 на обшивку 2, а сама ванна 1 оснащена винтовыми опорами 12, выполненными с возможностью регулировать положение угла наклона устройства в целом.
Устройство работает следующим образом: через откидывающуюся крышку 6 ванны 1 загружают готовый продукт до необходимого уровня. Уровень продукта должен быть не более максимального и не менее минимального (фиг.1) во избежание образования на внутренней стенке ванны 1 ледяной «шубы» во время работы агрегата компрессорно-конденсаторного 10. Затем включают агрегат компрессорно-конденсаторный 10 и привод вращения мотор-редуктора 8. В испарителе 9 закипает фреон, создавая низкую
температуру, и охлаждает стенку ванны 1. Продукт, перемешиваемый с помощью мешалки 4, которая управляется блоком управления агрегата компрессорно-конденсаторного 10 и создает турбулентное движение нижних слоев продукта в верхние посредством привода вращения мотор-редуктора 8, отдает тепло охлажденной стенке ванны 1 и охлаждается. Кипящий фреон поглощает тепло и передает его через агрегат компрессорно-конденсаторный 10 в атмосферу.
Реализация промывки внутреннего объема ванны 1 осуществляется посредством форсунок 15 при включенном приводе вращения мешалки 4. При этом для эффективной работы форсунки 15 должны быть ориентированы таким образом, чтобы риска форсунки (фиг.1) была повернута от оси мешалки 4 на 10...15°, причем они должны быть повернуты в разные стороны от оси мешалки 4 (фиг.2). Моющая жидкость с помощью форсунок 15 будет попадать на плоскость пеногасителя 16, расположенного на валу мешалки 4, и разбрызгиваться внутри объема ванны 1, тем самым, осуществляя эффективную промывку ванны 1.
В целом устройство обеспечивает реализацию совокупного использования по назначению для накопления, хранения, эффективного приготовления и охлаждения молока и сходными с ним по консистенции продуктов. В конструкции за счет испарителя, состоящего из двух параллельных ветвей, и агрегата компрессорно-конденсаторного реализована эффективная система охлаждения продукта внутри ванны, вследствие размещения параллельных ветвей по всей внешней стороне стенки ванны, способствующего наиболее эффективному поглощению тепла от продукта и передачу его через агрегат компрессорно-конденсаторный в атмосферу. Наличие в конструкции перемешивающего механизма мешалки в виде фасонных лопастей с подогнутыми в сторону вращения мешалки краями под определенным углом наклона по отношению к самим лопастям позволяет добиться эффективной интенсификации, а следовательно, и охлаждения продукта в целом. Объясняется это тем, что данное формообразование мешалки способствует созданию турбулентного движения нижних слоев продукта в верхние, тем самым, обеспечивая эффективность теплообмена между объемными частями продукта по всему объему ванны. Конструктивная реализация в устройстве строго ориентированного положения форсунок по отношению к оси мешалки и плоскости пеногасителя позволяет добиться эффективной промывки внутреннего объема ванны, вследствие смешанного центробежного и под давлением разбрызгивания моющей
жидкости. В конструкции напрямую за счет дискового затвора реализована возможность эксплуатации с системами сбора готового продукта, а наличие у ванны винтовых опор позволяет задавать оптимально-требуемый угол наклона устройства в целом.
Источники информации:
1. http://www.protex.ru/milk/volume/priem.phtml
2. http://www.protex.ru/milk/volume/store.phtml
3. http://www.protex.ru/milk/volume/kupag.phtml
4. http://www.agro-mash.ru/new emk obor oval mesh.htm
5. http://www.agro-mash.ru/b rezervyar.html
6. http://www.protex.ru/milk/volume/dcool.phtml.