專利名稱：一種連續冷卻食品的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種連續冷卻食品的裝置和方法，所述的食品已經在一個熱處理裝置中被加熱到較高的溫度。
在對食品進行加熱處理達到較高的溫度時，人們一直努力追求著在理想的殺菌高溫下實現時間和溫度的適當配合。時間和溫度是相互矛盾的，即溫度越高，為了獲得理想的殺死微生物的效果所需的持續時間越短。通常的能達到殺菌效果的溫度與時間的配合為在135℃～150℃之間持續10～2秒。為了避免對食品中的不同的營養物質的影響，人們總是快速加熱和冷卻食品，為了達到理想的效果，食品被加熱到100℃以上所持續的時間越短越好。
近來，人們發現了某種特別耐熱的存在于不同的食品中的孢子，這意味著人們為了達到殺菌的目的必須在加熱處理時使食品達到一個非常高的溫度。
在這樣高的溫度下進行間接的冷卻處理時，為了達到較高的冷卻率，人們在冷卻介質和食品之間采用較大的溫差。在這種非常迅速的冷卻過程中，存在著在冷卻裝置(熱交換器)中的食品側會有污垢出現的問題，這些污垢會降低傳熱能力，從而降低冷卻效果，污垢的存在還會導致減短工作時間，這樣每隔僅僅10～12個小時就必須清潔一次熱交換器。
本發明提供了解決這些問題的辦法，它使得必須停下來清潔冷卻裝置的之前的工作時間顯著的變長。
根據本發明所述的裝置，其特征在于，它被連接于熱處理裝置的存儲室和進一步處理裝置之間，而且還包括至少兩個食品必須通過的間接工作的冷卻部件。在第一階段，僅僅第一冷卻部件工作，即冷卻介質逆向通過冷卻部件，而在后續的第二階段，第二冷卻部件也參加工作，冷卻介質以逆流的方式通過第二部件。正如所看到的一樣，第二冷卻元件沿著食品的流向置于第一冷卻元件之后，這樣的安排可以以簡單的方式獲得冷卻效果的迅速提高。
每一個冷卻部件可以包含一個或數個以串聯方式連接的管式或盤式熱交換器。
如果采用直接往食品里噴蒸汽來加熱食品以達到殺菌溫度，則進一步的處理裝置可以包括一個閃蒸步驟(flashing step)。如果加熱是采用間接的熱交換來實現的，則下邊進一步的處理可以包括更進一步的冷卻步驟。
所述的裝置最好被設計成第一和第二冷卻部件的食品通道以如下方式聯接，即使得在第一和第二階段食品能通過兩個冷卻部件。
另外作為一個替代的方式，在第二階段，食品的管道可以改變成在第二階段第二冷卻部件被首先接入循環線路中。然而，這將會導致食品流動狀況的改變，該改變能夠瞬時地引起壓力的下降，這種壓力降又會影響到熱處理裝置的功能。
根據本發明所述的裝置最好有一個冷卻介質管道連到第一冷卻部件出口側，還有一個裝置用來在第二階段逐漸增加第二管道的流量，直至冷卻介質以全流量通過第一和第二冷卻部件。
根據本發明所述的裝置，它可以包括一個裝在第一管道中的流量調節閥和一個裝于第二管道的彈簧加載單向閥，所述單向閥位于第一管道的連接處和第一冷卻部件的連接之間，在此位置當流量調節閥已經關閉了與第一管道的聯接時單向閥打開。
根據本發明裝置中流量調節閥最好由一溫度傳感器控制，該傳感器用來感測食品的溫度。
另外作為替代可以使用一個三通閥來控制從第一管道到第二管道流量的轉換。該閥作為一個分流閥使用，逐漸地將越來越多的流量導入到第二管道中。
根據本發明所述的方法，食品經過加熱在一預定的時間內到達預定的溫度以后通過至少兩個冷卻部件，將食品冷卻至理想的中間溫度，食品在第一階段在第一冷卻部件內被冷卻，接著帶著余溫通過第二冷卻部件，而在第二階段，食品在第一和第二冷卻元件內被冷卻，此后食品被以所需方式進一步處理。
根據本發明所述，食品被以噴射蒸汽的方式加熱到一所需的高溫，這樣，通過冷卻元件的食品為食品和濃縮蒸汽的混合物。
下文將參照附圖
對本發明作進一步的描述，附圖所述的為本發明所述裝置的一個實施例，該實施例被選來作為一個例子來說明本發明。
在圖中展示了冷卻部件1，它包括兩個串聯的熱交換器2和3，在冷卻部件1內進行冷卻。冷卻部件1通過食品管道4與熱處理裝置的儲存室(未示出)聯接，熱交換器2和3由食品管道5聯接起來。第二冷卻部件6包括兩個串聯的熱交換器7、8。冷卻部件1和第二冷卻部件6由食品管道9聯接起來，在熱交換器7和8之間有一管道10。從熱交換器8導出一個食品的出口管道11。冷卻介質由管道12從未示出的致冷源引入裝置。在管道12上有一調節閥13用以控制流過管道的流量。管道12通往熱交換器3，在熱交換器2和3之間有一供冷卻介質通過的管道14，在熱交換器2的入口處有一管道15用于將冷卻介質導出所述的裝置。在管道12和管道15之間連接有一個設有調節閥17的旁路管16。在管道12和熱交換器8的出口之間有一管道18。一個冷卻介質管道19聯接在熱交換器7和8之間。在熱交換器7的入口處有一冷卻介質管道20和一彈簧加載的單向閥21。一溫度傳感器22被裝設在冷卻元件6的食品出口處。
位于管道12上與管道18相連的地方也可以采用一個三通閥來實現冷卻介質兩個流向的轉換控制。
已在一處理裝置(未示出)中經過高溫處理的食品被導入所述的本發明的裝置，此時的食品溫度為140℃～150℃。食品與通過管道12逆向引入冷卻部件1的輸入溫度為～75℃的冷卻介質相遇。當所述裝置開始工作，熱交換器的所有接觸表面被清潔干凈時，部分冷卻介質流可以被引導通過調節閥17和旁路管16。在冷卻元件中的冷卻由位于冷卻元件6的出口處的溫度傳感器22控制。食品被冷卻到100℃～120℃。當冷卻效果在熱交換器2和3內減弱時，即當食品的溫度上升時調節閥17開始動作使得越來越大的冷卻介質流由管道12壓入熱交換器3。在此冷卻過程中，調節閥13是完全打開的，冷卻介質充滿了管道18和管道19及熱交換器7和8中可供冷卻介質進入的空間。然而，因為單向閥21是關閉的，所以在該路沒有流動。滯留在冷卻元件1內的食品通過冷卻元件6卻不被進一步的冷卻，因為滯留下來的冷卻介質的溫度會迅速達到食品的溫度。
當所有的冷卻介質通過冷卻元件1，并且調節閥17關閉而由溫度傳感器22感測的食品的溫度卻開始上升時，冷卻部件6開始工作。調節閥13開始減小通過管道12的流量，并且管道20的壓力上升使得單向閥21被打開。流量越來越大的冷卻介質通過冷卻部件6且接著又被導入冷卻部件1。最終冷卻介質的整個流量流過這條路徑。當位于熱交換器出口處的食品的溫度不再被保持在理想的溫度時(由溫度傳感器22感測)，必須停止運行以清潔裝置。
以所述方式被聯結的裝置非常適合于食品的緩慢冷卻。在該種情況下，食品在第一階段(僅冷卻部件1工作)和第二階段(兩個冷卻部件1和6都工作)沿著相同的流動路徑移動且沒有壓力降低和突然的溫度波動，所述的壓力降低和突然溫度波動在冷卻前和冷卻后都會影響處理的效果。
如果食品的熱處理是由直接噴射蒸汽進入食品來實現的，即被冷卻的食品是由食品和冷凝蒸汽組成的混合物，則在所述裝置中的冷卻作用效果尤為好。
權利要求
1.一種對食品進行連續冷卻的裝置，所述的食品已經在一熱處理裝置中經熱處理加熱到一很高的溫度，其特征在于，所述的裝置被聯接在熱處理裝置的儲存室和更進一步的處理裝置之間，其包括至少兩個間接工作的冷卻部件(1，6)，引導食品通過所述的冷卻部件，在第一階段僅僅第一冷卻部件(1)工作，即冷卻介質以逆向通過該冷卻部件，而在后續的第二階段，沿食品流向位于第一冷卻部件之后的第二冷卻部件6也參加工作即冷卻介質也通過第二冷卻部件。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，冷卻部件的第一和第二食品通道以這樣的方式聯接起來，即食品在第一和第二階段通過兩個冷卻部件。
3.如權利要求1-2所述的裝置，其特征在于，冷卻介質的第一管道(12)被接于第一冷卻部件(1)的出口側，冷卻介質的第二管道(18)與第一管道(12)和第二冷卻部件(6)的出口側以及一個下述的裝置相連，該裝置用來在第二階段逐漸地增加第二管道的流量，直到整個冷卻介質的流量都通過第一和第二冷卻部件為止。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，一流量調節閥(13)裝于第一管道上，彈簧加載的單向閥(21)裝于第二管道上，該單向閥位于第一管道(12)的連接處和第一和第二冷卻部件之間冷卻介質的連接處之間。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，調節閥(13)由溫度傳感器(22)控制。
6.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，一三通閥用作分流閥，對通過第一和第二管道的流量進行導向分流。
7.一種連續冷卻食品的方法，所述的食品已經過熱處理加熱到很高的溫度，其特征在于，經過一預定時間加熱到預定溫度的食品在其被進一步按所需方式加工以前，至少通過兩個冷卻元件(1，6)，以便將食品冷卻到所需的中間溫度，在所述的冷卻部件中，食品在第一階段在第一冷卻部件(1)中冷卻，接著帶著余溫通過第二冷卻部件(6)，而在第二階段食品在第一冷卻部件(1)和第二冷卻部件(6)中都被冷卻。
8.如權利要求8所述的方式，其特征在于，所述的食品通過蒸汽噴射加熱到一所需的高溫，這樣通過冷卻元件的食品是食品和冷凝蒸汽的混合物。
全文摘要
一種用于連續冷卻食品的裝置，該裝置被連接于熱處理裝置的儲存室和作進一步處理的裝置之間，所述的食品已經經過熱處理裝置加熱到很高的溫度，本發明所述的裝置包括兩個供食品通過的以間接方式工作的冷卻部件(1，6)。在第一階段僅僅第一冷卻部件(1)工作，即冷卻介質以逆流通過冷卻部件。在隨后的第二階段，另一個冷卻元件(6)也加入工作，即冷卻介質也通過這個第二冷卻部件。第二冷卻部件(6)如所見到的那樣沿食品的流動方向位于第一冷卻部件之后。
文檔編號A01J9/04GK1168620SQ9519627
公開日1997年12月24日 申請日期1995年10月4日 優先權日1994年10月7日
發明者S·O·阿夫 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司