NL9002855A - Milk-pasteurising process - stops cold-milk delivery and recirculates under-pasteurised milk in final heating area - Google Patents

Abstract

The liq. heat-treatment process is partic. for pasteurising milk, the latter being pumped out of a cold storage tank and pre-heated in several stages by contra-flow heat-exchange, after which it is brought to processing temp. by continuous-flow heat-exchange. The heat of the processed liq. is at least partly used for pre-heating. Whenever it is noticed that the desired final temperature is not being reached, delivery of cold liq. by the pump is shut off and the liq. is recirculated in the area where heating to final temp. takes place.

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het aan een warmtebehandeling onderwerpen van vloeistoffen.Title: Method and device for heat-treating liquids.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voorhet aan een warmtebehandeling onderwerpen van vloeistoffen,alsmede op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.Hoewel hiertoe niet beperkt zal de uitvinding worden beschrevenin het kader van het pasteuriseren van melk.The invention relates to a method for heat-treating liquids, and to a device for carrying out the method. Although not limited to this, the invention will be described in the context of pasteurizing milk.

Een bekende techniek voor het pasteuriseren van melkomvat het door indirecte verwarming in één of meeropwarmtrappen voorverwarmen van door een produktpomp aan eenvoorraadbak onttrokken koude rauwe melk en het leiden van devoorverwarmde melk in een, pasteur te noemen, warmtewisselaar,waarin de melk gedurende een bepaalde tijd bij een bepaaldetemperatuur verblijft. Als alternatief voor het in eenstandpasteur gedurende 30 minuten op een temperatuur van 63°Chouden van melk, kan worden gepasteuriseerd door verhitting op73°C en het houden van de melk op deze temperatuur gedurendeeen veel kortere periode. Deze vorm van pasteurisatie kanworden uitgevoerd in een doorstroom-warmtewisselaar meteventueel een nageschakeld, heethouder te noemen,doorstroomvat, waarin de melk de vereiste verblijfstijd (vantenminste 10 seconden) op de pasteurisatietemperatuur volmaakt.A known technique for pasteurizing a milk vessel is the preheating of cold raw milk extracted from a supply container by a product pump by indirect heating in one or more warming stages and passing the preheated milk into a heat exchanger, to be called a pasteurizer, in which the milk is heated for a certain period of time. a certain temperature remains. As an alternative to holding milk in a stand pasteurizer at a temperature of 63 ° C for 30 minutes, it can be pasteurized by heating at 73 ° C and keeping the milk at this temperature for a much shorter period of time. This form of pasteurization can be carried out in a flow-through heat exchanger with, optionally, a downstream, hot-holding, flow-through vessel, in which the milk completes the required residence time (of at least 10 seconds) at the pasteurization temperature.

De uitvinding betreft een verbetering van delaatstgenoemde warmte-behandelingstechniek, waarbij gebruikwordt gemaakt van een doorstroompasteur.The invention relates to an improvement of the latter heat treatment technique, in which use is made of a flow-through pasteurizer.

Bij een bekende pasteurisatietechniek met verhitting op73°C en een korte verblijfstijd op deze temperatuur, kan in devoorverwarmingsfase als warmte-afgevend medium gebruik wordengemaakt van melk van hoge temperatuur afkomstig van de pasteurof van een stroomafwaarts van de pasteur opgestelde heethouder,waarbij de warme melk in tegenstroom wordt geleid met de voorte verwarmen nog niet gepasteuriseerde melk. Dit laatste gebeurt o.a. in een melk/melk warmtewisselaar die hetregeneratief wordt genoemd. Het probleem waar de uitvinding eenoplossing voor verschaft is het volgende.In a known pasteurization technique with heating at 73 ° C and a short residence time at this temperature, in the preheating phase, use can be made as heat-emitting medium of high-temperature milk from the pasteurizer or from a hotholder arranged downstream of the pasteurizer, the warm milk being countercurrent is conducted with the pre-heating unpasteurized milk. The latter takes place, inter alia, in a milk / milk heat exchanger which is called the regenerative. The problem that the invention provides a solution to is the following.

Indien in de behandelde melk het enzym fosfataseafwezig is heeft de melk een dusdanige warmtebehandelingondergaan dat ziektekiemen afwezig mogen worden geacht. In hetgeval dat in de pasteur of elders een defect in de warmte¬voorziening van de pasteur optreedt, als gevolg waarvan de nogniet gepasteuriseerde melk in de pasteur niet de voorgeschrevenpasteurisatietemperatuur bereikt (onderpasteurisatie), moetworden verhinderd dat nog schadelijke stoffen bevattende melkde verdere verwerkingsapparatuur en uiteindelijk de consument,bereikt.If the enzyme in the treated milk is absent from phosphatase, the milk has undergone such heat treatment that germs may be considered absent. In the event that in the pasteurizer or elsewhere a defect occurs in the heat supply of the pasteur, as a result of which the unpasteurized milk in the pasteur does not reach the prescribed pasteurization temperature (under-pasteurisation), it must be prevented that further processing equipment containing harmful substances is milked and eventually reached the consumer.

Een bekende werkwijze omvat het terugvoeren van deverhitte melk na het passeren van het stroomafwaartseregeneratief (d.w.z. dat traject in het regeneratief waar devan de pasteur, resp. de heethouder afkomstige melk doorheenstroomt) in de voorraadbak tot het moment dat de vereistepasteurisatietemperatuur in het heethoudergedeelte weer isbereikt. Dit heeft als nadeel dat het stroomafwaartseregeneratief tijdens de onderpasteurisatie wordt besmet metonvoldoende verhitte melk, die ook na het opheffen van deonderpasteurisatie kan fungeren als infectiebron.A known method comprises returning the heated milk after passing through the downstream regenerative (i.e., that path in the regenerative through which the pasteurizer or the hotholder derived milk flows) in the storage bin until the required pasteurisation temperature in the hotholder section has been reached again. This has the drawback that the downstream regenerative during the under-pasteurization is contaminated with insufficiently heated milk, which can also function as an infection source after removal of the under-pasteurization.

Een andere bekende werkwijze houdt in dat in geval vanonderpasteurisatie de onvoldoende verhitte melk via eengestuurde meerwegklep die vóór het stroomafwaartse regeneratiefis geplaatst, wordt teruggevoerd in de voorraadbak. Dezewerkwijze heeft als nadeel dat warm produkt wordt teruggevoerdin de voorraadbak waardoor het stroomopwaartse regeneratief(d.w.z. dat traject in het regeneratief waar de naar de pasteurtoe stromende melk doorheen stroomt) wordt opgewarmd en eenontregeling van de voorverwarmingsfasen wordt veroorzaakt.Another known method implies that in case of under-pasteurization, the insufficiently heated milk is returned to the hopper via a controlled multi-way valve placed before the downstream regeneration. This method has the drawback that hot product is returned to the hopper, which heats the upstream regenerative (i.e., that path in the regenerative through which the milk flowing to the pasteurizer flows) and causes a disruption of the preheating phases.

Overigens behoort het tot de stand van de techniek bijde pasteur een druk-opvoerpomp in het melkcircuit na hetstroomopwaartse regeneratief op te stellen die samen met eendrupgestuurde klep zorgt voor een positief drukverschil tussengepasteuriseerde melk en rauwe melk, zodat bij eventuele lekkage in de scheidingswanden binnen de (veelal platen-)warmtewisselaars nimmer rauwe melk de stroom reedsgepasteuriseerde melk kan bereiken.Incidentally, it is the prior art of the pasteuriser to set up a pressure booster pump in the milk circuit after the upstream regenerative which, together with a drip-controlled valve, creates a positive pressure difference between pasteurized milk and raw milk, so that in the event of leakage in the partitions within the ( mostly plate heat exchangers raw milk can never reach the flow of pasteurized milk.

Volgens de uitvinding wordt, wanneer onderpasteurisatiewordt waargenomen, de produktpomp stilgezet en wordt van depasteur en eventueel vanuit de heethouder afkomstige melkslechts over de pasteur gerecirculeerd totdat het defect isverholpen. Aldus wordt ondergepasteuriseerde melk circulerendgeïsoleerd in een warmtewisselgebied waar het beschikbaarblijft voor latere verwarming op de juiste temperatuur indatzelfde warmtewisselgebied, zodra het defect in de warmte¬toevoer is opgeheven. De ondergepasteuriseerde stroom komtderhalve niet in aanraking met het stroomafwaartse regeneratiefen de temperturen in de voorraadbak en de regenaratieven wordenniet nadelig beïnvloed.According to the invention, when under-pasteurization is observed, the product pump is stopped and the pasteurizer and, if appropriate, milk from the hotholder are recycled only over the pasteur until the defect has been remedied. Thus, underpasteurized milk is circulated insulated in a heat exchange area where it remains available for later heating at the correct temperature in the same heat exchange area once the defect in the heat supply is eliminated. Therefore, the underpasteurized flow does not come into contact with the downstream regenerative and the tank temperatures and the regenerative are not adversely affected.

Daarbij kan voor het recirculeren van onvoldoendegepasteuriseerde melk over de pasteur ene eventuel deheethouder gebruik worden gemaakt van de druk-opvoerpomp.In addition, a pressure booster pump can be used for recirculating insufficiently pasteurized milk over the pasteurizer.

De uitvinding verschaft verder een inrichting voor hetuitvoeren van de werkwijze, voorzien van een voorraadvat voorkoude vloeistof, een produktpomp, tenminste één warmtewisselaarvoor het op de eindtemperatuur brengen van de vloeistof enverder voorzien van een meerwegklep en een druk-opvoerpomp.beide gestuurd door (druk- en/of temperatuur-) meet-en-regelapparatuur, waarbij volgens de uitvinding de meerwegklepbij de eindtemperatuur-warmtewisselaar is opgesteld en isingericht voor het, bij onvoldoende verwarming, terugleiden vande vloeistof in de eindtemperatuur-warmtewisselaar en waarbijde meet-en-regelapparatuur is ingericht voor het onder dezeomstandigheden uitschakelen van de produktpomp.The invention further provides an apparatus for carrying out the method, comprising a storage vessel for cold liquid, a product pump, at least one heat exchanger for bringing the liquid to the final temperature and further comprising a multi-way valve and a pressure boost pump controlled by (pressure and / or temperature) measuring and control equipment, in which, according to the invention, the multi-way valve is arranged at the end temperature heat exchanger and is equipped for returning the liquid in the end temperature heat exchanger, if the heating is insufficient, and the measuring and control equipment is arranged for switching off the product pump under these conditions.

Voor het recirculeren van de vloeistof over deeindtemperatuur-warmtewisselaar en eventuel de heethouder kande druk-opvoerpomp tussen de meerwegklep en de ingang van deeindtemperatuur-warmtewisselaar zijn aangebracht.For recirculation of the liquid over the final temperature heat exchanger and possibly the hot water container, the pressure-boosting pump can be fitted between the multi-way valve and the inlet of the final temperature heat exchanger.

Ter verduidelijking van de uitvinding zal, onderverwijzing naar de tekening, een uitvoeringsvoorbeeld van devloeistofbehandelingsinrichting worden beschreven.To clarify the invention, an embodiment of the liquid treatment device will be described with reference to the drawing.

De tekening toont een schema van een vloeistof-behandelingsinrichting in de vorm van eenpasteuriseerinrichting voor melk.The drawing shows a schematic of a liquid treatment device in the form of a milk pasteurizer.

Volgens de tekening is. de inrichting voorzien van eenvoorraadvat 1 voor niet gepasteuriseerde koude melk, eenproduktpomp PI, welke wordt gestuurd door een druksensor/zenderPT-1 (druktransmitter) en een aantal warmtewisselsecties.Weergegeven zijn een afkoelsectie N met als warmte-opnemendmedium leidingwater, een voorverwarmingssectie V, waarinwarmtewisseling plaats heeft tussen rauwe melk engepasteuriseerde, reeds gedeeltelijk afgekoelde melk en eenmelk/melk warmtewisselaar die de laatste voorverwarmingsfaseverzorgd, voorafgaande in de eindtemperatuur-warmtewisselaar,de z.g.n. pasteur P. De laatste voorverwarmings-warmtewisselaarwordt het regeneratief R genoemd.According to the drawing. the device provided with a stock vessel 1 for unpasteurized cold milk, a product pump PI, which is controlled by a pressure sensor / transmitter PT-1 (pressure transmitter) and a number of heat exchange sections. Shown are a cooling section N with tap water as heat-absorbing medium, a pre-heating section V, in which heat exchange takes place between raw milk and pasteurized, already partially cooled milk and a milk / milk heat exchanger which provides the last preheating phase, prior to the final temperature heat exchanger, the so-called pasteur P. The last preheating heat exchanger is called the regenerative R.

Bij de pasteur P, waarbij als warmte-afgevend mediumstoom kan worden toegepast, zijn aangebracht eentemperatuurvoeler PE, een doorstroomvat (heethouder H) waarinmelk gedurende een bepaalde tijd op de pasteurisatietemperatuurwordt gehouden, een druk-opvoerpomp P2 en een temperatuur-gestuurde meerwegklep TCV.The pasteuriser P, which can be used as heat-emitting medium steam, includes a temperature sensor PE, a flow-through vessel (hot container H) in which milk is kept at the pasteurization temperature for a certain period of time, a pressure-boosting pump P2 and a temperature-controlled multi-way valve TCV.

Ten slotte is een druk-gestuurde klep PCV aangegevenbij de afvoer van de pasteuriseerinrichting.Finally, a pressure-controlled valve PCV is indicated at the discharge of the pasteurizer.

De inrichting werkt als volgt.The device works as follows.

Tijdens normaal bedrijf wordt rauwe, koude melk door deproduktpomp PI uit het voorraadvat 1 aangezogen en via leiding2 achtereenvolgens getransporteerd door devoorverwarmingssectie V en het regeneratief R en via demeerwegklep TCV onder drukverhoging door de druk-opvoerpomp P2,via de leiding 3 door de pasteur P. Uit de pasteur P stroomt demelk op pasteurisatietemperatuur, via de leiding 4 door deheethouder H en via de leiding 5, de meerwegklep TCV via deleiding 6 naar het regeneratief R. Van het regeneratief Rstroomt de gedeeltelijk afgekoelde melk via leidingen 7 en 8door de warmte-afgevende zijde van de voorverhittingssectie Ven via de afkoelsectie N naar de afvoer voor gepasteuriseerdemelk, waar de drukgestuurde klep PCV zorgt voor een positief drukverschil tussen de gepasteuriserde melk ten opzichte van derauwe melk.During normal operation, raw cold milk is drawn in by the product pump PI from the storage vessel 1 and transported successively via line 2 through the preheating section V and the regenerative R and via the multi-way valve TCV under pressure increase by the pressure boosting pump P2, via line 3 through the pasteur P. From pasteur P, the milk flows at pasteurization temperature, via line 4 through hot-water container H and via line 5, the multi-way valve TCV via line 6 to regenerative R. From regenerative R, partially cooled milk flows through lines 7 and 8 through the heat-emitting side of the preheating section Ven through the cooling section N to the discharge for pasteurized milk, where the pressure-controlled valve PCV creates a positive pressure difference between the pasteurized milk and the raw milk.

Zodra echter bij de temperatuurmeter TE aan de uitgangvan de pasteur een te lage temperatuur wordt waargenomen die oponderpasteurisatie wijst, wordt de meerwegklep TCV aangestuurd,zodanig dat de leiding 6 vanaf deze klep naar het regeneratiefR wordt afgesloten en de leiding vanaf de heethouder H wordtkortgesloten met de leiding 3 van de druk-opvoerpomp P2 naar depasteur, terwijl tegelijkertijd de produktpomp PI wordtuitgeschakeld.However, as soon as the temperature gauge TE at the outlet of the pasteuriser detects too low a temperature indicating under-pasteurization, the multi-way valve TCV is actuated such that the line 6 is closed from this valve to the regenerative R and the line from the hotholder H is short-circuited with the line 3 from the pressure-boosting pump P2 to the pasteurizer, at the same time switching off the product pump PI.

De ondergepasteuriseerde melk wordt dan gerecirculeerdover de druk-opvoerpomp P2, de pasteur P en de heethouder H,totdat (na opheffing van de storing in de warmte-aanvoer naarde pasteur P) bij de temperatuurmeter PE weer de juistetemperatuur wordt waargenomen. Dan wordt de normale circulatieweer ingesteld.The under-pasteurized milk is then recirculated over the pressure-boosting pump P2, the pasteur P and the hotholder H, until (after elimination of the fault in the heat supply to the pasteur P) the correct temperature is again observed at the temperature meter PE. Then the normal circulation weather is set.

In de periode dat de ondergepasteuriserde melk in hetkortsluitcircuit (TCV/P2/3/P/4/H/5) is geïsoleerd vindt er geenstroming plaats in de warmte-wisselaars N, V en R zodat daarinde temperatuur niet zover daalt dat bij het weer in werkingstellen van de normale circulatie extreme opwarmtijden nodigzijn.During the period that the under-pasteurized milk is insulated in the short-circuit circuit (TCV / P2 / 3 / P / 4 / H / 5), no flow takes place in the heat exchangers N, V and R, so that the temperature does not drop as far as that in the weather. operating times of normal circulation require extreme heating times.

Claims (5)

1. Werkwijze voor het aan een warmtebehandeling onderwerpenvan vloeistoffen, in het bijzonder voor het pasteuriseren vanmelk, waarbij de vloeistof door pompwerking aan een voorraadkoude vloeistof wordt onttrokken en in één of meerdere trappendoor tegenstroom-warmtewisseling wordt voorverwarmd en in eendoorstroom-warmtewisselproces op de gewenste warmte-behandelingstemperatuur wordt gebracht, waarbij de warmte vande behandelde vloeistof ten minste ten dele wordt benut in devoorverwarmingsfase, met het kenmerk, dat wanneer wordtgeconstateerd dat de gewenste eindtemperatuur niet wordtbereikt, de aanvoerpompwerking van koude vloeistof wordtonderbroken en de vloeistof wordt gerecirculeerd in heteindtemperatuur-verwarmingsgebied.Method for heat-treating liquids, in particular for pasteurizing milk, wherein the liquid is extracted from a stock-cold liquid by pumping action and is preheated in one or more stages by countercurrent heat exchange and in a flow-through heat exchange process to the desired heat treatment temperature is brought, the heat of the treated liquid being utilized at least in part in the preheating phase, characterized in that when it is found that the desired final temperature is not reached, the supply pump operation of cold liquid is interrupted and the liquid is recycled into the hot temperature heating region. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de druk van de opde behandelingstemperatuur gebrachte vloeistof onder toepassingvan een druk-verhogingsmiddel, hoger wordt ingesteld dan deaanvoerdruk, met het kenmerk, dat voor het recirculeren van deten minste gedeeltelijk verwarmde vloeistof gebruik wordtgemaakt van het druk-verhogingsmiddel.A method according to claim 1, wherein the pressure of the liquid brought to the treatment temperature, using a pressure-increasing agent, is set higher than the supply pressure, characterized in that the pressure-increasing agent is used for recirculating the at least partially heated liquid . 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, datde te behandelen vloeistof melk is en de behandelingstemperatuur ten minste ca. 73°C bedraagt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid to be treated is milk and the treatment temperature is at least about 73 ° C. 4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgenseen van de voorgaande conclusies, voorzien van een voorraadvat(1) voor koude vloeistof, een produktpomp (PI), tenminste éénwarmtewisselaar (P) voor het op de eindtemperatuur brengen vande vloeistof en verder voorzien van een meerwegklep (TCV) eneen druk-opvoerpomp (P2), beide gestuurd door meet-en-regelapparatuur (TE, PT-1), met het kenmerk, dat de meerwegklep (P2) voor de eindtemperatuur-warmtewisselaar (P) is opgestelden is ingericht voor het, bij onvoldoende verwarming,terugleiden van de vloeistof in de eindtemperatuur-warmtewisselaar (P) en waarbij de de meet-en-regelapparatuur(TE, PT-1) is ingericht voor het onder deze omstandighedenuitschakelen van de produktpomp (PI).Device for carrying out the method according to any one of the preceding claims, comprising a cold liquid storage vessel (1), a product pump (PI), at least one heat exchanger (P) for bringing the liquid to the final temperature and further comprising multi-way valve (TCV) and a pressure boost pump (P2), both controlled by measuring and control equipment (TE, PT-1), characterized in that the multi-way valve (P2) is arranged for the final temperature heat exchanger (P) for returning the liquid to the final temperature heat exchanger (P) in the event of insufficient heating, and wherein the measuring and regulating equipment (TE, PT-1) is adapted to switch off the product pump (PI) under these conditions. 5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat voorhet recirculeren van de vloeistof over de eindtemperatuur-warmtewisselaar (P) de druk-opvoerpomp (P2) tussen meerwegklep(TCVj de ingang van de eindtemperatuur-warmtewisselaar P isaangebracht. WIJZISINGENBIAP Blz.2, regel 36 : "drupgestuurde" vervangen door : "drukgestuurde" Blz.3, regel 17 : "ene eventuel" vervangen door : "en eventueel" > Blz.4, regels 6+7 :"druksensor/zender PT-1 (druktransmitter)"vervangen door: "Druksensoren/zenders PT-1, PT-2 (druktransmitters)" Blz.4, regel 13 : "verzorgd" vervangen door : "verzorgt" Blz.4, regel 18 : "temperatuurvoeler PE" vervangen door ) "temperatuurvoeler TE" Blz.4 regel 37 : "drukgestuurde klep PCV" vervangen door: "door druktransmitters PT-1 en PT-2gestuurde klep PCV" Blz.5, regel 14 : "PE" vervangen door "TE"Device according to claim 4, characterized in that the pressure boosting pump (P2) is arranged between the multi-way valve (TCVj) of the end temperature heat exchanger P to recirculate the liquid over the final temperature heat exchanger (P). , line 36: replace "drip-controlled" by: "pressure-controlled" Page 3, line 17: replace "one if necessary" with: "and possibly"> Page 4, lines 6 + 7: "pressure sensor / transmitter PT-1 (pressure transmitter ) "replace with:" Pressure sensors / transmitters PT-1, PT-2 (pressure transmitters) "Page 4, line 13:" supplied "replaced by:" supplied "Page 4, line 18:" temperature sensor PE "replaced by) "Temperature sensor TE" Page 4, line 37: "Pressure controlled valve PCV" replaced by: "Pressure transmitter PT-1 and PT-2 controlled valve PCV" Page 5, line 14: "PE" replaced with "TE" 5 Blz.6, regel 29 : "(TE,PT-1)" vervangen door : "(TE, PT-1, PT-2)” ~ Blz.7 regel 1 : " (P2)" vervangen door "(TCV)" Blz.7, regel 5 : (TE, PT-1)" vervangen door : "(TE, PT-1, PT-2)”5 Page 6, line 29: Replace "(TE, PT-1)" with: "(TE, PT-1, PT-2)" ~ Page 7 line 1: Replace "(P2)" with "(TCV ) Replace "Page 7, line 5: (TE, PT-1)" with: "(TE, PT-1, PT-2)"