SE513537C2 - Anordning vid en infusor för en flytande livsmedelsprodukt - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 i 515 537 - 2 den når hållarcellen har myndighetskrav i vissa länder tillsett att en s.k. lobrotorpump placeras mellan tryckkärlet och hållarcellen, i avsikt att ge produkten en tryckökning och därmed förhindra kokning. En förhållandevis kostsam pump, såsom en lobrotorpump är nödvändig, eftersom produkten håller en temperatur av ca 140-150°C.

Den vätskesamling av uppvärmd produkt som samlas i tryckkärlets koniska bottendel ger en stor osäkerhet i beräkningen av produktens hålltid, då den förhållandevis stora volymen omöjliggör att veta hur länge produkten uppehåller sig här och att alla delar av produkten behandlas med samma tidsintervall.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att skapa en hållarcell i infusorn som ger en säker och kontrollerad uppehållstid för produkten. Genom att hållarcellen utgör en del av infusorn elimineras behovet av en yttre hållarcell och en eventuell pump placerad mellan infusorn och hållarcellen.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att skapa en hållarcell som enkelt kan regleras för olika tidsintervall på uppehàllstiden genom att volymen i hållarcellen kan varieras.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att anordningen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att tryckkärlets koniska botten till största delen är uppfyllt av en koniskt formad kropp och att resterande utrymme i tryckkärlets botten utgör en hållarcell.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas, med hänvisning till bifogade ritningar, av vilka: Fig. 1 visar, delvis i sektion, en sidovy av en infusor, enligt teknikens ståndpunkt Fig, 2 visar, delvis i sektion, en sidovy av en infusor, enligt uppfinningen Fig, 3 visar en sidovy, delvis i sektion, av en första utföringsform av infusorns nedre del Fig. 4 visar en sidovy, delvis i sektion, av en andra utföringsform av infusorns nedre del Fig. 5 visar ett flödesschema för en anläggning för värmebehandling, medelst infusionsvärme.

Ritningarna visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna.

Fig. 1 visar en infusor 1 enligt teknikens ståndpunkt. lnfusorn 1 innefattar ett tryckkärl 2 med en konisk botten 3. l tryckkärlets 2 övre del finns anordnat ett inlopp 4 för den produkt som skall värmebehandlas. Produkten kan utgöras av någon flytande mejeriprodukt, såsom mjölk, grädde eller yoghurt. I anslutning till produktinloppet 4 finns en anordning 5 för att fördela den inkommande produkten till små droppar 6.

Anordningen 5 för att finfördela produkten kan exempelvis utgöras av en 10 15 20 25 30 35 '" 513 537 - s fördelningskammare 7, vilken i sin undre vägg 8 har upptagit ett stort antal hål eller spaken De små produktdropparna 6 faller fritt genom tryckkärlet 2 och återsamlas i den koniska bottendelen 3 av tryckkärlet 2. Där produkten återsamlas bildas en förhållandevis stor vätskevolym 9, innan produkten lämnar tryckkärlet 2 genom utloppet 10. Därefter har produkten förts vidaretill någon form av hållarcell (ej visad i bild). l konventionella infusorer 1 försöker man hålla vätskesamlingen på en förhållandevis konstant nivå. Vätskesamlingen får inte bli för liten, eftersom detta kan medföra att upphettad produkt stänker på tryckkärlets 2 innerväggar, vilket kan ge upphov till pàbränning av produkten. lnfusorn 1 innefattar vidare ett inlopp 11 för ånga. I Fig. 1 är ånginloppet placerat i tryckkärlets 2 nedre del och är anordnat så att ångan fördelar sig in i tryckkärlet 2 genom en koncentrisk fördelningskammare 12 och en koncentrisk inloppsspalt 13. Alternativt kan ånginloppet 11 vara placerat i tryckkärlets 2 övre del, i anslutning till produktinloppet 4. j j Den heta vattenångan fördelar sig inne i tryckkärlet 2 och de fallande produktdropparna 6 möter ångan och värmes snabbt till önskad temperatur. I värmebehandlingen ingår även att produkten skall hållas vid denna temperatur under ett visst tidsintervall. Eftersom uppehållstiden i den stora vätskevolymen 9 inte har kunnat beräknas, har hàlltiden istalletuppnåtts genom att produkten passerat en hållarcell (ej visad i bild), placerad efter lnfusorn 1.

En konventionell infusor 1 innefattar också någon form av utlopp 14 för de okondenserbara gaser som frigöres i samband med upphettningen av produkten. lnfusorn 1 är också försedd med ettantal tryck- och temperaturmätare för styrning av värmebehandlingsprocessen. .

För att undvika den stora, okontrollerbara vätskesamlingen 9 som alltid uppstår i konventionella infusorer 1, har lnfusorn 1 enligt uppfinningen (Fig. 2) försetts med en koniskt utformad kropp 15. Kroppen 15 bör vara så slät som möjligt och är lämpligen håltom för att minimera vikten. .Konenjâ är så utformad att den uppfyller den största delen av det utrymme som utgör tryckkärlets 2 koniska botten 3. Det resterande utrymmet 16 i tryckkärlets 2 bottentiel. 3._utgör en hållarcell. Genom att man kan undvika den stora ”dödvolym”, som vätskesagmlingen 9 i en konventionell infusor innebär, kan man genom den inbyggda hàllarcellen enligt uppfinningen, uppnå mycket korta hålltider för produkten. Idag önskar man ofta, för att förbättra smaken på produkten. .att behandla produkten vid hög temperatur, ca 150°C, under ett mycket kort tidsintervall, ca 1-1,5 sekunder. .

Vid konens 15 ovankant finnisàtminstone tre stycken styrpinnar 17 fördelade utmed periferin. Styrpinnarna 17 når fram till tryckkärlets 2 vägg och förhindrar att konen 15 tippar. 10 15 20 25 30 35 ' 513 537 - 4 Konvinkel a på kroppen 15 kan vara samma som konvinkel ß på bottnen 3, såsom visas i Fig. 2. Alternativt kan konvinkeln a på kroppen 15 vara större än konvinkeln ß på tryckkärlets 2 botten 3, såsom visas i Fig. 3 och 4.

Den volym som finns samlad i utrymmet 16 kan matematiskt beräknas och genom att utforma konvinkeln a på kroppen 15 så att man får en önskad strömning genom utrymmet 16, kan man beräkna en exakt hålltid för den produkt som 'passerar genom utrymmet 16. Genom att utforma konvinkeln ot på kroppen 15 så att den blir större än konvinkeln ß pà bottendelen 3 så kan man få en konstant vätskehastighet genom utrymmet 16.

Till hållarcellens volym skall också räknas en viss liten volym som måste finnas ovanför konen 15. Detta för att den heta produkten inte skall bränna på, då produktdropparna 6 når konens 15 ovansida 18. Produkten kommer således att ha en minsta vätskenivå 19, ca 5-10 mm ovanför konens 15 ovansida 18. Man räknar också med en maximal vätskenivå 20.

Genom att utforma konens 15 ovansida 18 med en liten kant 21 ca 5-10 mm över ovansidan 18 på konen 15, kommer det alltid att finnas en vätskeyta på 5-10 mm över konens 15 ovansida 18. l Fig. 3 och 4 har dessutom ovansidan 18 på konen 15 vinklats svagt från centrum och ut mot kanten 21, för att få en bättre strömning av produkten.

Hålltiden, dvs den tidsintervall som produkten hålles vid en viss temperatur beror av vilken hållvolym som man har i infusorn. Hållvolymen kan varieras på två sätt eller genom en kombination av de två alternativen. Dels genom reglering av vätskenivån, vilken styrs genom mätning av ett differentialtryck. Differentlaltrycks- mätningen sker i en mätutrustning 22 som får sina mätvärden från två tryckmätare 23, 24. Den ena tryckmätaren 23 är placerad strax ovanför den maximala vätskenivån 20 och den andra tryckmätaren 24 är placerad i produktens utlopp 10. Genom att beräkna ett börvärde på differentialtrycket för varje hålltid kan man således steglöst reglera hålltiden. En större differens ger en ökad volym. Volymen regleras mellan ett minsta tidsintervall då produktens vätskeyta befinner sig vid miniminivån 19 och ett största tidsintervall, då produktens vätskeyta befinner sig vid maximinivån 20. Vätskenivån regleras medelst en utloppsventil 30, placerad i produktutloppet 10.

Alternativt kan hållvolymen varieras genom att vätskenivån 19, 20 hålles konstant, men att konen 15 höjes eller sänkes i bottendelen 3. Regleringen kan exempelvis ske, såsom visas i Fig. 3, medelst ett ställdon 25 som via en spindel 26 höjer eller sänker hela konen 15. Styrplnnarna 17 ser hela tiden till att konen 15 håller sig i rätt läge och att den inte tippar i sidled. Genom att använda sig av olika konvinklar ß på bottendelen 3 såsom visas i Fig. 3 och 4 kan man i viss mån förändra den volym som utgör hållarcellen. l 10 15 20 25 30 35 f 513 537 - s Genom att kombinera de två alternativen och låta vätskenivån 19, 20 variera styrd av differentialtrycket, samtidigt som man höjer eller sänker kroppen 15, medelst ställsdonet 25, kan man få ett större regleringsomfång än de båda alternativen var för sig ger.

Såsom visas i Fig. 2 kan tryckkärlets 2 koniska bottendel 3 göras med en dubbelvägg 27. Genom att tillföraettkylmedia i ett inlopp 28, vilket kan tas ut genom utloppet 29 kan utfàllningar av koagulerad produkt minimeras, utan nämnvärd kyleffekt på flödets utloppstemperatur ut ur hållarcellen.

Efter det att produkten värmebehandlats färdigt, dvs den är upphettad till en viss förutbestämd temperatur och att den hållits vid denna temperatur under ett visst förutbestämt tidsintervall, skall produkten kylas ner så snabbt som möjligt. Ett enkelt sätt att snabbt kyla produkten visas i Fig. 2. Efter att ha passerat utloppet 10 och utloppsventilen 30 kommer produkten in i en expansionskylare 31, Genom att produktens utrymme snabbt expanderar, sjunker trycket och produkttemperaluren blir lägre. Därefter föres produkten direkt in till ett vakuumkärl 32.

I Fig, 5 visas hur en infusor 1 ingår som en del i en komplett anläggning för värmebehandling av en flytande livsmedelsprodukt medelst infusionsvärme. Den inkommande produkten 33 passerar in i anläggningen via en balanstank 34 och en pump 35. l en värmebehandlare 36, vanligen en plattvärmeväxlare, förvärmes produkten till önskad temperatur, vanligen 75-82°C, men även temperaturer på upp till 120°C kan förekomma. Den således föruppvärmda produkten leds i rörledning in till infusorn 1 och värmebehandlas där på ovan beskrivet sätt.

Den färdigbehandlade produkten leds från infusorn 1 till ett vakuumkärl 32, där det tillskott av vatten, som produkten fått genom infusionsuppvärmningen, åter avlägsnas. Via en pump 37 och eventuellt en homogenisator 38, leds produkten vidare till en kylare 39, exempelvis en plattvärmeväxlare, där den avkyls till önskad temperatur. Produkten lämnar sedan anläggningen genom en rörledning 40, till vidare behandling eller till slutlig förpackning i konsumtionsförpackningar.

Som framgått av ovanståendesbseskrivning åstadkommes med föreliggande uppfinning en anordning vid en infusor som innebär att man får en reglerbar hållarcell inbyggd i infusorn. Den uppehållna volymen kan kontrolleras och man undviker den okontrollerbara vätskemängd som bildas i bottnen på konventionella infusorer. Genom uppfinningen kan man enklare beräkna sexäkta hålltider för produkten och därmed minskar man den värmepåkänning som produkten utsätts för, vilket positivt bidrar till smaken på produkten.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 513 537 - e PATENTKRAV

1. Anordning vid en infusor (1) för en flytande livsmedelsprodukt, av den typ som innefattar ett tryckkärl (2) med en konisk botten (3), tryckkärlet (2) har ett i dess övre del beläget inlopp (4) för produkten, anordnat att fördela den i tryckkärlet (2) inkommande produkten till smà droppar (6), infusorn (1) innefattar vidare ett i tryckkärlets (2) nedre del beläget utlopp (1 O) för produkten samt ett inlopp (11) för ånga, kännetecknad därav att tryckkärlets (2) koniska botten (3) till största delen är uppfyllt av en koniskt formad kropp (15) och att resterande utrymme (16) i tryckkärlets (2) botten (3) utgör en hàllarcell.

2. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att produktens hàllvolym utgöres av den produkt som uppehåller sig i utrymmet (16) upp till en vätskenivå (19, 20) ovanför kroppens (15) ovansida (18).

3. Anordning i enlighet med patentkravet 2, kännetecknad därav att hållvolymen kan varieras genom att vätskenivàn (19, 20) kan variera mellan en miniminivà (19) och en maximinivà (20).

4. Anordning i enlighet med patentkravet 3, kännetecknad därav att vätskenivàn (19,20) regleras medelst en utloppsventil (30) placerad i produktutloppet (10) och att utloppsventilen (30) styrs av ett differentialtryck mellan trycket uppmätt av en tryckmätare (24) placerad i produktutloppet (10) och trycket uppmätt av en tryckmätare (23) placerad ovanför maximinivàn (20).

5. Anordning i enlighet med patentkravet 3, kännetecknad därav att hàllvolymen kan varieras genom att den koniska kroppen (15) kan flyttas uppåt eller nedåt i tryckkärlets (2) koniska botten (3), medelst ett ställdon (25).

6. Anordning i enlighet med patentkravet 2 kännetecknad därav att hàllvolymen kan varieras genom att vätskenivàn (19, 20) kan variera mellan en miniminivà (19) och en maximinivà (20) samtidigt som den koniska kroppen (15) kan flyttas uppåt eller nedát i tryckkärlets (2) koniska botten (3), medelst ett ställdon (25).

7. Anordning i enlighet med något av patentkraven 2-6 , kännetecknad därav att kroppens (15) ovansida (18) är vinklad fràn centrum ut mot periferin. 10 513 5377 _

8. Anordning i enlighet med något av patentkraven 2-6, kännetecknad därav att kroppens (15) ovansida (18) är försedd med en kant (21) utmed sin periferi.

9. Anordning i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att kroppen (15) är anordnad att hållas i läge i den koniska bottnen (3), medelst styrpinnar (17).

10. Anordning i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att kroppen ( 15) har en konvinkel a som är större än den koniska bottnens (3) konvinkel ß.