專利名稱：一種用于液體產品的蒸發冷卻設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于液體產品的蒸發冷卻設備，包括一個真空容器，其被分隔成一個第一中心位置的室和一個同軸環繞第一室的第二室，且兩室均朝向真空容器的上端壁開口，且第一室具有一冷凝蒸汽的出口，第二室具有一個蒸制品的入口和一個該產品的出口，所述設備還包括用于冷卻劑液體的循環回路。
背景技術：
液體食物產品(如牛奶)的熱處理在今天的工業加工中是很常用的。通過加熱這種產品而殺滅其中的微生物，從而能延長保質期。在產品的滅菌過程中，將其加熱到超過100℃的溫度。為了迅速加熱到這么高的溫度，人們使用了蒸汽。加熱可以直接或間接進行。在間接加熱過程中，可以使用不同類型的熱交換器。在直接加熱中，蒸汽直接加至產品上。
有兩種類型的液體產品直接加熱方式，注入式和浸泡式。在注入式中，蒸汽在一個封閉的系統內被注入到產品中。浸泡式暗指產品被進行精細分割并促使其通過一充滿蒸汽的室。在兩種方式中，提供的蒸汽都迅速并有效地將加熱產品到一所需溫度，且產品隨后以預定的時間間隔內保存在該溫度下。加入的蒸汽在此之后需從產品中排出以避免稀釋產品。這通常在一真空容器中通過蒸發冷卻來進行(即閃蒸冷卻)。在該過程中，蒸汽和冷凝同時進行，所述產品被冷卻到熱處理前的溫度。
蒸發冷卻通常由于蒸制品在一定壓力下被送入一個真空容器內而發生。當產品進入到真空容器內，液體沸騰，蒸汽被釋放出來且在容器內向上升，同時產品在容器底部積累。因此經過冷卻的該產品可以從容器底部區域排出。離開產品的蒸汽與不冷凝氣體一起冷凝以使得其能夠從一出口排出。該冷凝操作或者可以在蒸汽和氣體被導入到另一個真空容器中后實施，在其中蒸汽通過噴淋冷水而冷卻，或者蒸汽在某些類型的水冷板式冷凝器或管式冷凝器中冷凝。該板式或管式冷凝器可以設置在第一真空容器中作為一整體或者被置于第一真空容器外部。
現有的大多數用于冷凝蒸汽的設備制造起來都相對昂貴，因為在第一種情況下，需要一額外的真空容器或需要其它類型的冷凝器。對于傳統的蒸汽冷凝方法來說，還需要另外消耗大量的冷卻水，且這些水應當是高質量的以避免冷凝器中水垢沉積和板或管發生腐蝕。
瑞典專利號SE514560公開了一種僅使用一個真空容器的蒸發冷卻的設備。該真空容器被分隔成兩個同軸排列的、且均朝向該容器的上端壁開口的室。蒸制品進入到一個室中，且在第二室中該釋放出的蒸汽由來自一個封閉循環回路中的冷卻水噴淋。這個設備不需要任何昂貴且復雜的冷凝器。然而，該設備的一個固有的缺點是冷凝蒸汽所用的冷卻水可能濺到第二室且而稀釋了產品，或甚至更糟糕的是可能污染了無菌的食物產品。通過冷卻劑液體從一個室內的上部噴淋，也得到一個與產品室相對的冷表面，這使得產品中的蒸汽太早冷凝且一部分蒸汽因此隨產品從設備中排出。
發明目的本發明的一個目的在于設計一個所述的相關設備，以使用于噴淋釋放出的蒸汽的冷卻水不會出現進入到產品中。
本發明的另一個目的在于設計一種設備，使得不會出現與產品相對的冷表面，其導致產品中的蒸汽太早冷卻且一部分蒸汽因此隨產品從設備中排出。
本發明的又一個目的是，封閉的冷卻水回路可以與其余的加工設備一起清洗，其可以和其它設備一起消毒，因此提高了用于加工敏感食物的產品設備的安全性和可靠性。
解決辦法根據本發明，上述這些目的和其它目的已經得以實現，在下面敘述中公開的這種類型的設備具有如下特征第一室向下延伸，以使其在真空容器內部的的程度而至少到真空容器的底部下面。
本發明的優選實施方式還具有所附的從屬權利要求中給出的技術特征。
下文中將參考附圖對本發明的一個優選實施方式作更加詳細的描述。在附圖中圖1為一側視圖，所示為該設備的真空容器的部分截面；和圖2為該設備的流程圖。
具體實施例方式
一種用于蒸發冷卻液體產品的設備，包括一個如圖1所示的真空容器1。所述真空容器1具有一上端壁2、一側壁3和一底壁4。在所述真空容器1的內部，具有一額外的環壁5，其將所述真空容器1分成兩同軸的室，即一個第一室6和一個第二室7。兩室6、7均在真空容器1的上端壁2開口。該第二室7的底部輪廓由所述真空容器1的底壁4構成。
位于所述真空容器1的中心的第一室6向下延伸，使得該室6延伸到所述真空容器1的底壁4下面，以使該室6包括兩部分8、9。該室6的一部分8位于底壁4的下方，其長于或者等長于位于底壁4上方且位于真空容器1內部的另一部分9。該下方部分8具有一底部10，為渾圓狀或被設計為適合真空容器。
上述具有兩個室6、7的真空容器的設計效果是真空容器1不需要檢修孔。通過將第一室6的下方部分8從其與上方部分9的接合處29拆下，而后就可以從真空容器1中抽出上方部分9且通過該種方式進入真空容器1。因此，檢修孔就是多余的了，所述真空容器1可以更經濟的方式被制造。
在真空容器1的第二室7中，設置一個用于蒸制的、加熱的產品的入口11。入口11與真空容器1的側壁2成切向布置，且為一垂直的口。在第二室7中，也設置一個用于冷卻產品的出口12。真空容器1的底壁4被設計成使得液體(如產品或者清潔液體)不能留在所述第二室7的較低的區域。出口12與經過一離心泵14的管道13相連接，泵送該產品隨后進行接下來的加工。
在第一室6的底部10中，具有一個可以使產品的蒸汽冷凝的冷卻液(優選水)的出口15。出口15與經過一離心泵17的管道16相連接，泵送水到冷卻裝置30。冷卻裝置30例如可以是板式熱交換器。冷卻裝置30也與一個冷水管18連接。
從冷卻裝置30中，冷卻水通過一幾乎封閉的回路經過一管道28回流到第一室6的底部10中的一個冷卻水入口19。該冷卻水管連續通過第一室6的下方部分8的大部分。通過第一室6的下方部分8的這一部分20在其頂端具有許多向下導向的孔21。通過這些孔21，冷卻水向下噴淋到位于第一室6的下方部分8蒸汽上。孔21的數量取決于算出的設備的冷卻容量。
通過該部分8的冷卻水管20也可以稍微向上延伸，以便設置一個具微小直徑的短管長度22，在其上部區域設置一定數量的孔23。這些孔23如果需要的話可以用來冷卻在第一室6和第二室7之間的壁表面24。對于產品，其顯現出起泡的趨勢，壁表面24的冷卻可以阻止起泡。劇烈的起泡可能使產品的泡沫隨蒸汽進入到第一室6中，導致產品損失。
在第一室6的下方部分8中，也設置有一用于冷凝蒸汽和非冷凝氣體與產品分離的出口25。該出口25設計成一個溢流道溢水口。管道通常從該出口25經過一真空泵31連到一個出口。該真空泵31除此之外還造成容器1內的真空。
所述真空容器1也設置有一個或多個用于清潔的連接26，具有安裝在該真空容器1內上部區域的噴霧嘴27。通過閥使封閉的冷卻水回路與其余的處理設備相互連接，該冷卻水回路可以和其余的設備一起清洗，且可以連接到可以裝配傳統的加工車間的標準CIP設備上(就地清洗設備)。這些閥配置的結果是，該封閉的冷卻水回路也可以與其余的設備一起消毒，其在假設冷卻水漏入到產品中的情況下提供了一額外的安全等級。
產品(其通常溫度為70到120℃)在進入到設備之前進行加熱處理。該產品通過直接加入噴射器或注入器(未示出)中蒸汽的方式被加熱。該產品在噴射器或注入器中通常被加熱至100到150℃，且隨后在一保持室(未示出)中以預定時間間隔保持該溫度。該時間間隔取決于加工溫度。
在保持室之后，與蒸汽混合的產品在壓力下通過切向入口11進入該設備的真空容器1。作為入口11切向設計的效果，產品將沿著在容器1中的側壁3達到所謂的旋流效果。產品在壓力下進入到真空容器1中時，液體將由于突然的壓力下降而沸騰，其中蒸汽和不冷凝氣體從產品中排出。比較重的產品下落到第二室7中，同時較輕的蒸汽和不冷凝氣體上升。
釋放出蒸汽的產品現在處于一個與熱處理之前溫度相應的溫度上，如在70到120℃之間。產品在真空容器1的第二室7的下方部分積累且通過出口12從此處排出。通過管道13和離心泵14，隨后輸送產品以進行額外的冷卻或進行其它的加工。
在真空容器1中向上升的蒸汽和不冷凝氣體在第一室6的上方部分9(其功能是作為排空管)中凝降。在第一室6的下方部分8中，用從冷卻水管20和孔21中噴出的冷卻水噴淋蒸汽和氣體。冷卻水的溫度可以是10到40℃之間。冷卻水的溫度越高，所需用于冷凝蒸汽耗費的冷卻水的量越大。由于冷卻水在低于第一室6的上方部分8的水平面上從蒸汽上方噴淋，不會出現未經消毒的冷卻水漏入到產品中的危險。
冷凝蒸汽、冷卻水和不冷凝氣體在第一室6的下方部分8的下部區域積累。溢流道溢水口25位于該處以使額外的冷凝蒸汽和氣體通過該溢流道溢水口25排出該設備，隨后這些冷凝蒸汽和氣體通常被直接引導到一出口。
在溢流道溢水口25下方第一室6的下方部分8的下部區域積累的冷卻水，其包含了幾乎所有用于在該設備的封閉循環回路中的冷卻水。通過出口15和管道16，冷卻水通過離心泵17從真空容器1中被泵送到冷卻裝置30。冷卻裝置30例如可以是板式熱交換器。在冷卻裝置30中，水通過經管道18進入冷卻裝置30的冷水的幫助而被冷卻到溫度10到40℃之間。
在冷卻裝置30之后，冷卻水經過管道28回流到真空容器1，通過入口19和管道20冷卻水被重復利用，來噴淋從產品中釋放的蒸汽。通過使用一個幾乎封閉的冷卻水回路，減少了冷卻劑液體的消耗。通過適當的閥配置，冷卻水回路可以同其余的設備一起被清洗和消毒。
從前面的描述中可以看出，本發明提供了一種比市面上現有的設備更加便宜的用于液態食物產品的蒸發冷卻設備。本設備確保冷卻水在任何階段都不會進入產品。由于冷卻水回路可以同其余的設備一起清洗和消毒，可以獲得一個更加衛生的設備。該設備在設計上的效果，是沒有與保持產品的室相對的冷表面，從而產品中的蒸汽不會太早冷凝并因此稀釋產品。
權利要求
1.一種用于液體產品的蒸發冷卻設備，包括一真空容器(1)，其被分隔成一個中心位置的第一室(6)和一個同軸環繞第一室(6)的第二室(7)且兩室(6、7)均朝向真空容器(1)的上端壁(2)開口，且第一室(6)具有一冷凝蒸汽的出口(25)，第二室(7)具有一個蒸制產品的入口(11)和一產品的出口(12)，所述設備還包括用于冷卻劑液體的循環回路，其特征在于，所述第一室(6)向下延伸以使真空容器(1)內該室(6)的長度至少延伸到所述真空容器(1)的底壁(4)下面。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一室(6)具有一位于真空容器(1)內部的上方部分(9)，和一位于真空容器(1)的底壁(4)之下的下方部分(8)。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，用于產品的所述入口(11)切向設置在真空容器(1)的壁(3)上且為一個垂直的口。
4.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述用于冷卻水的循環回路通過在第一室(6)的下方部分(8)的上部區域的管道(20)排出。
5.如權利要求1所述的設備，其特征在于，冷凝蒸汽的所述出口(25)為一溢流道溢水口。
6.如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述管道(20)的頂端具有許多向下導向的孔(21)。
7.如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述用于冷卻劑液體的循環回路包括一個出口(15)、管道(16，20，28)、一個離心泵(17)和一個冷卻裝置(30)。
全文摘要
本發明涉及一種用于液體產品的蒸發冷卻設備。該設備包括一真空容器(1)，其被分隔成一個第一中心位置的室(6)和一個同軸環繞第一室(6)的第二室(7)。兩室(6、7)均朝向真空容器(1)的上端壁(2)開口。第一室(6)具有一冷凝蒸汽的出口(25)。第二室(7)具有一個蒸制品的入口(11)和一個產品的出口(12)。所述設備還包括用于冷卻劑液體的循環回路。所述第一室(6)向下延伸以使真空容器(1)內該室(6)的長度至少延伸到所述真空容器(1)的底壁(4)下面。
文檔編號B01D5/00GK1925751SQ200580006602
公開日2007年3月7日 申請日期2005年3月3日 優先權日2004年3月3日
發明者R·林斯特倫 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司