SE521306C2 - Heat treatment plant for e.g. pasteurising milk, contains heat exchanger with one of its regeneration sections replaced by extra heating section coupled to hot water aggregate - Google Patents

Abstract

At least one of the regeneration sections (4) in the heat exchanger (2) is replaced by an extra heating section (10) coupled along with the original heating section (5) to a hot water aggregate (9). An arrangement in a plant used to carry out heat treatment of a liquid food product comprises a heat exchanger with a cooling section (3), at least two regeneration sections and a heating section. Also present is a holder cell (7), as well as pumps, valves (12-14) and a temperature sensor (11), the different parts being coupled together by pipes. At least one of the regeneration sections is replaced by an extra heating section coupled along with the original heating section to a hot water aggregate.

Description

25 30 35 521 306 2 Konventionella värmebehandlingsanläggningar har oftast en dålig temperaturstyrning på produkten då den lämnar värmeväxlaren för att separeras eller avluftas. I de fall då någon temperaturstyrning förekommer, har man använt sig av ett extra separat varmvattenaggregat, vilket fördyrar anläggningen. l en del fall av applikationer för värmebehandlingsanläggningar har man i bland önskat ta ut från värmeväxlaren en färdigbehandlad produkt som har en högre temperatur än de 4°C, vilket är det vanligaste. Om man önskar ta ut s.k. ystmjölk, skall denna ha en temperatur av 32°C. För att åstadkomma detta har man fått göra by-pass ledningar på utloppssidan av värmeväxlaren vilket medför att separerings- och avluftningstemperaturerna blir felaktiga. 25 30 35 521 306 2 Conventional heat treatment plants usually have poor temperature control on the product as it leaves the heat exchanger to be separated or vented. In cases where there is some temperature control, an extra separate hot water heater has been used, which makes the system more expensive. In some cases of applications for heat treatment plants, it has sometimes been desired to remove from the heat exchanger a finished product which has a higher temperature than the 4 ° C, which is the most common. If you wish to take out the so-called cheese milk, this must have a temperature of 32 ° C. To achieve this, bypass lines have had to be made on the outlet side of the heat exchanger, which means that the separation and venting temperatures become incorrect.

I de fall man har speciella önskemål beträffande olika temperaturstyrningar i värmebehandlingsanläggningar, har detta oftast inneburit att anläggningarna måste ”skräddarsys” för varje enskilt önskemål.In cases where there are special requests regarding different temperature controls in heat treatment plants, this has usually meant that the plants must be "tailored" to each individual request.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att få en mer exakt temperaturstyrning på den produkt som skall behandlas i en separator eller i en avluftare.An object of the present invention is to obtain a more precise temperature control of the product to be treated in a separator or in a deaerator.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att man på ett enklare sätt kan variera temperaturen på den färdigbehandlade produkten, utan att detta ökar energiförbrukningen.A further object of the present invention is that it is possible to vary the temperature of the finished product in a simpler manner, without this increasing the energy consumption.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att en och samma värmebehandlingsanläggning kan användas för olika applikationer.A further object of the present invention is that one and the same heat treatment plant can be used for different applications.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att anordningen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att åtminstone en av regenerativsektionerna är ersatt med en upphettarsektion, sammankopplad med den ursprungliga upphettarsektionen, till ett varmvattenaggregat.These and other objects have been achieved according to the invention in that the device of the type initially described is given the characteristics that at least one of the regenerative sections is replaced by a heater section, connected to the original heater section, to a hot water unit.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.Preferred embodiments of the invention have further been given the features set forth in the subclaims.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas, med hänvisning till bifogade ritningar, av vilka: Fig. 1 visar ett flödesschema för en värmebehandlingsanläggning med en anordning enligt uppfinningen, i en första utföringsform.A preferred embodiment of the invention will now be described in more detail, with reference to the accompanying drawings, of which: Fig. 1 shows a flow chart of a heat treatment plant with a device according to the invention, in a first embodiment.

Fig. 2 visar ett flödesschema för en värmebehandlingsanläggning med en anordning enligt uppfinningen, i en andra utföringsform.Fig. 2 shows a flow chart for a heat treatment plant with a device according to the invention, in a second embodiment.

Ritningarna visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna.The drawings show only the details essential for the understanding of the invention.

Den i flödesschemat markerade rutan 1 avser utrustning för intagning av produkt till anläggningen, såsom balanstank, pumpar, ventiler och olika givare. Rutan 1 inkluderar även den utrustning som omhändertar den färdigbehandlade produkten. 10 15 20 25 30 35 521 306 3 Utrustningen i rutan 1 är nödvändig för värmebehandlingsanlàggningen, men den påverkar inte beskrivningen av uppfinningen. Produkten utgöres oftast av mjölk.Box 1 marked in the flow chart refers to equipment for taking in product to the plant, such as a balance tank, pumps, valves and various sensors. Box 1 also includes the equipment that handles the finished product. The equipment in box 1 is necessary for the heat treatment plant, but it does not affect the description of the invention. The product usually consists of milk.

Den centrala delen i värmebehandlingsanläggningen utgöres av en plattvärmeväxlare 2 av konventionell typ. värmeväxlaren 2 är uppdelad i ett antal sektioner, vilka utgöres av en kylsektion 3, en eller flera regenerativsektioner 4 samt en upphettarsektion 5. Vanligen delar man upp regenerativsektionen 4 i ett antal sådana, eftersom man från regenerativdelen 4 avleder produkten till olika kringkomponenter, såsom en separator och/eller en avluftare. Kringkomponenterna representeras i flödesschemat av rutan 6. Kringkomponenterna 6 kan också utgöras av en homogenisator och/eller standardiseringsutrustning.The central part of the heat treatment plant consists of a plate heat exchanger 2 of conventional type. the heat exchanger 2 is divided into a number of sections, which consist of a cooling section 3, one or more regenerative sections 4 and a heating section 5. The regenerative section 4 is usually divided into a number of such, since the product is diverted from the regenerative part 4 to different peripheral components, such as a separator and / or a deaerator. The peripheral components are represented in the flow chart by box 6. The peripheral components 6 can also consist of a homogenizer and / or standardization equipment.

Till värmebehandlingsanläggningen hör också en hållarcell 7, där den till önskad temperatur upphettade produkten får upprätthålla sig under ett visst bestämt tidsintervall. Hållarcellen 7 utgöres vanligen av en spiralformad rörledning. En vanlig uppehållstid är 15-20 sekunder och produktens temperatur, då mjölk avses är vanligen 72-75°C. .The heat treatment plant also includes a holding cell 7, where the product heated to the desired temperature is allowed to remain for a certain specified time interval. The holder cell 7 usually consists of a helical pipeline. A typical residence time is 15-20 seconds and the temperature of the product, when milk is meant, is usually 72-75 ° C. .

Anläggningen omfattar vidare pumpar (ej visade i bild) för att förstärka produkttrycket under produktens behandling i anläggningen. Till anläggningen hör också ventiler och olika givare för temperatur och tryck.The plant further comprises pumps (not shown in the picture) to strengthen the product pressure during the treatment of the product in the plant. The system also includes valves and various sensors for temperature and pressure.

Till kylsektionen 3 i värmeväxlaren 2 är anslutet en kylvattenkrets 8, vilken kyler den färdigbehandlade produkten. Produkten kyles vanligen till 4°C och lämnar därefter anläggningen för ytterligare behandling eller för fyllning i konsumtionsförpackningar.A cooling water circuit 8 is connected to the cooling section 3 in the heat exchanger 2, which cools the finished product. The product is usually cooled to 4 ° C and then left the plant for further processing or for filling in consumer packaging.

Regenerativsektionen 4 eller sektionerna fungerar så, att den till värmeväxlaren 2 inkommande produkten, vilken normalt håller en temperatur av 4°C, värmes av den färdigbehandlade produkten vilken normalt har en temperatur av 72°C.The regenerative section 4 or sections function so that the product entering the heat exchanger 2, which normally maintains a temperature of 4 ° C, is heated by the finished product which normally has a temperature of 72 ° C.

Regenerativsektionen 4 delas i de flesta fall upp i ett antal sektioner eftersom produkten under denna uppvärmning avleds till olika kringkomponenter 6 såsom separator och/eller avluftare.The regenerative section 4 is in most cases divided into a number of sections because the product during this heating is diverted to various peripheral components 6 such as separator and / or deaerator.

Upphettarssektionen 5 är ansluten till ett varmvattenaggregat 9. I föreliggande uppfinning är dessutom en av de normalt förekommande regenerativsektionerna 4 ersatt med ytterligare en upphettarsektion 10, vilken får sitt hetvatten från samma hetvattenaggregat 9 som den ursprungliga upphettarsektionen 5. De båda upphettarsektionerna 5, 10 är sammankopplade i serie, vilket visas i Fig. 1. Alternativt är sammankopplingen parallell, vilket framgår av Fig. 2.The heater section 5 is connected to a hot water heater 9. In the present invention, in addition, one of the normally occurring regenerative sections 4 is replaced by another heater section 10, which receives its hot water from the same hot water heater 9 as the original heater section 5. The two heater sections 5, 10 are interconnected. in series, as shown in Fig. 1. Alternatively, the interconnection is parallel, as shown in Fig. 2.

Genom att ersätta en av regenerativsektionerna 4 med en andra upphettarsektion 10 kan man effektivt styra temperaturen pà den produkt som skall behandlas i en eller flera kringkomponenter 6. Temperaturen till kringkomponenten 6 avläses och styrs från en temperaturgivare 11. 10 15 20 25 '30 35 4 I det fall kringkomponenterna 6 utgöres av en separator (Fig. 1) önskar man en produkt in till separatorn, som har en temperatur av 63°C +/-2°C. Vid denna temperatur får man en gräddfas som bättre kan tas om hand i den fortsatta behandlingen. Vid högre temperaturer riskerar man pàbränning av produkten på utrustningen och vid lägre temperaturer kan grädden få en oönskad enzympåverkan som kan ge upphov till smakförsämringar.By replacing one of the regenerative sections 4 with a second heater section 10, the temperature of the product to be treated in one or more peripheral components 6 can be effectively controlled. The temperature of the peripheral component 6 is read and controlled from a temperature sensor 11. 10 15 20 25 '30 In case the peripheral components 6 consist of a separator (Fig. 1), a product is desired into the separator, which has a temperature of 63 ° C +/- 2 ° C. At this temperature you get a cream phase that can be better taken care of in the further treatment. At higher temperatures there is a risk of burning the product on the equipment and at lower temperatures the cream can have an unwanted enzyme effect which can give rise to taste deterioration.

För att styra temperaturen till önskat värde, 63°C +/-2°C, använder man den andra upphettarsektionen 10 kopplad i serie med den första upphettarsektionen 5.To control the temperature to the desired value, 63 ° C +/- 2 ° C, use the second heater section 10 connected in series with the first heater section 5.

Eftersom sektionerna 5, 10 är kopplade i serie har varmvattnet förlorat något av sitt värmeinnehåll, då det når den andra upphettarsektionen 10. Genom ventilerna 12, 13 kan man styra vattenflödet. Vattenflödet styrs så att man får en önskad temperatur vid givaren 11. l det fall kringkomponenterna 6 utgöres av en avluftare (Fig. 2) önskar man en produkt in till avluftaren, som har en temperatur av 68°C +/-1°C. Vid denna tempertur har man en optimal verkningsgrad på avluftaren. Lägre temperaturer ger en dålig avluftning och högre temperaturer medför endast ökad energiförbrukning.Since the sections 5, 10 are connected in series, the hot water has lost some of its heat content when it reaches the second heater section 10. Through the valves 12, 13 the water flow can be controlled. The water flow is controlled so that a desired temperature is obtained at the sensor 11. In case the peripheral components 6 consist of a deaerator (Fig. 2), a product is desired into the deaerator, which has a temperature of 68 ° C +/- 1 ° C. At this temperature you have an optimal efficiency of the deaerator. Lower temperatures result in poor ventilation and higher temperatures only lead to increased energy consumption.

För att styra temperaturen till önskat värde 68°C +/-1°C, använder man den andra upphettarsektionen 10 kopplad parallellt med den första upphettarsektionen 5.To control the temperature to the desired value 68 ° C +/- 1 ° C, use the second heater section 10 connected in parallel with the first heater section 5.

Eftersom sektionerna 5, 10 är kopplade parallellt har varmvattnet samma höga temperatur in i respektive upphettarsektion 5, 10. Genom ventilerna 12, 13 kan man styra vattenflödet. Vattenflödet styrs så att man får en önskad temperatur vid givaren 11.Since the sections 5, 10 are connected in parallel, the hot water has the same high temperature into the respective heater section 5, 10. Through the valves 12, 13 the water flow can be controlled. The water flow is controlled so that a desired temperature is obtained at the sensor 11.

Om kringkomponenterna 6 omfattar en separator och en avluftare, placerar man avluftaren först i produktflödet eftersom denna behöver en högre arbetstemperatur än separatorn. lbland önskar man ut från anläggningen, en produkt med en högre temperatur än de 4°C som i normalfallet används. Så kan vara fallet för s.k. ystmjölk, d.v.s. mjölk som skall användas vid osttillverkning. Denna mjölk önskar man ta ut från anläggningen vid en temperatur av 32°C. Genom att grena av ledningen av färdigbehandlad produkt in till den kvarvarande regenerativsektionen 4 kan man på ett enkelt sätt styra temperaturen på den produkt som tas ut från anläggningen. Genom att låta en viss mängd av produkten gå förbi regenerativsektionen 4 och resterande mängd passerar får man en blandning in till kylsektionen 3 som håller en högre temperatur.If the peripheral components 6 comprise a separator and a deaerator, the deaerator is first placed in the product flow as this needs a higher operating temperature than the separator. Sometimes a product with a higher temperature than the 4 ° C normally used is desired from the plant. This may be the case for so-called curd milk, i.e. milk to be used in cheese making. It is desired to take this milk out of the plant at a temperature of 32 ° C. By branching off the line of finished product into the remaining regenerative section 4, the temperature of the product taken out of the plant can be controlled in a simple manner. By letting a certain amount of the product pass the regenerative section 4 and the remaining amount passes, a mixture is obtained into the cooling section 3 which maintains a higher temperature.

Delmängden som passerar förbi regenerativsektionen styrs av ventilen 14 och erforderliga temperaturgivare (ej visade i bild), som mäter den slutliga produkttemperaturen. Härvid sjunker temperaturen ut från regenerativsektionen 4 till separatorn eller till avluftaren och kan därmed kompenseras med upphettarsektionen 10. 521 506 5 Som framgått av ovanstående beskrivning, åstadkommes med föreliggande uppfinningen en anordning för att på ett effektivt och enkelt sätt kunna styra produkttemperaturen i olika punkter i en värmebehandlingsanläggning. Genom temperaturstyrningen får man en anläggning som kan användas för olika applikationer och som minskar behovet av "skräddarsydda" värmebehandlingsanläggningar.The subset passing the regenerative section is controlled by the valve 14 and the required temperature sensors (not shown in the picture), which measure the final product temperature. In this case, the temperature drops from the regenerative section 4 to the separator or to the deaerator and can thus be compensated with the heater section 10. As stated from the above description, the present invention provides a device for effectively and simply controlling the product temperature at different points in a heat treatment plant. The temperature control provides a system that can be used for various applications and which reduces the need for "tailor-made" heat treatment plants.

Claims (3)

10 15 20 521 306 6 v s _ - . . ; . i . i , V 1 ~ , PATENTKRAV10 15 20 521 306 6 v s _ -. . ; . i. i, V 1 ~, PATENTKRAV 1. Anordning vid en anläggning för värmebehandllng av en flytande livsmedelsprodukt, vilken anläggning i huvudsak innefattar en värmeväxlare (2) med en kylsektion (3), åtminstone en regenerativsektion (4) och en första upphettarsektion (5), anläggningen innefattar vidare en hållarcell (7) samt pumpar, ventiler och temperaturgivare, anläggningens olika delar är sammankopplade medelst rörledningar, kännetecknad därav att anläggningen innefattar en andra upphettarsektion (10), sammankopplad med den första upphettarsektionen (5), till ett varmvattenaggregat (9), samt att två av ventilerna (12, 13) styrs av en temperaturgivare (11), så att mängden varmvatten in till upphettarsektionerna (5, 10) ger en önskad temperatur vid givaren (11).An apparatus at a plant for heat treatment of a liquid food product, said plant essentially comprising a heat exchanger (2) with a cooling section (3), at least one regenerative section (4) and a first heating section (5), the plant further comprising a holding cell ( 7) and pumps, valves and temperature sensors, the various parts of the system are connected by means of pipelines, characterized in that the system comprises a second heater section (10), connected to the first heater section (5), to a hot water unit (9), and that two of the valves (12, 13) is controlled by a temperature sensor (11), so that the amount of hot water into the heater sections (5, 10) gives a desired temperature at the sensor (11). 2. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att sammankopplingen av upphettarsektionerna (5, 10) är seriell.Device according to claim 1, characterized in that the interconnection of the heater sections (5, 10) is serial. 3. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att sammankopplingen av upphettarsektionerna (5, 10) är parallell.Device according to claim 1, characterized in that the interconnection of the heater sections (5, 10) is parallel.