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专利名称:用于在液态食物产品的热灌装中回收能量的方法和装置的制作方法
技术领域:
本发明涉及用于在液态食物产品的热灌装中回收能量的方法,该方法包括以下步骤在热交换器中热处理该产品并在预定时间间隔期间保持其在该热处理温度;降低该产品的温度到热灌装温度以及,在该热灌装温度下,在灌装机中使其灌装到消费品包装中;以及,冷却来自灌装机中的剩余产品并将其回收到生产中。本发明还涉及用于在液态食物产品的热灌装中回收能量的装置,该装置包括热交换器,该热交换器具有用于加热产品的第一区,用于调整产品温度到热灌装温度的第二区,和用于最终冷却来自热灌装机的剩余产品的第三区,该装置还包括保存池以及必需的管道。
背景技术:
液态食物产品的所谓热灌装是常见的方法,主要地使用在有关诸如果汁,花蜜或者其他类型的软饮料等酸性产品中。然后在80-90°C的温度下直接灌装巴氏灭菌的产品到消费品包装中。热灌装的背景在保存或罐头工业中可发现,且其是比无菌灌装线更为经济的选择方案。热灌装设备的资本投资成本比无菌设备的大大降低,且需要更少的指定操作来灌装长保质期的产品。结合酸性产品,热灌装实现了预包装
(ready-packed)产品,其可与无菌产品相比,且具有6-12个月的保质期。在现代灌装机中的液体产品的所有灌装中,进入到灌装机中的产品有某一恒压是必要的。这样导致一定量的剩余产品返回到生产中。至于在低温下灌装,这样不造成任何能量损失。但是当产品要进行热灌装时,这就意味着剩余产品必须在其能回到生产中之前得到冷却。假如热灌装中剩余产品量为5-30%,这样通过冷却造成的热能量的损失量并非微不足道。
发明内容
本发明的一个目标为实现一种方法和装置,该方法和装置允许从剩余产品中回收热能并使该能量返回到生产中。本发明的另一个目标为减少在液态食物产品的热灌装中的生产成本。本发明的又一个目标为根据本发明所述的装置产生快速的回报,尽管该装置使资本投资成本增加。
技术方案根据本发明已实现了这些或者其他目标,因为,通过引文的方式所描述的方法类型已给出了区别特征,该区别特征为在另外的步骤中冷却来自灌装机的剩余产品,以便将来自该剩余产品的热量回收到生产中。本发明还实现了所述这些或者其他目标,因为,通过引文的方式所描述的装置类型给出了其区别特征,该区别特征为所述热交换器包括第四区,在该第四区中,冷却来自灌装机的剩余产品,以便在剩余产品最终冷却之前将来自该产品剩余的热能回收到生产中。本发明的优选的实施例还提供了如所附权利要求所阐述的区别特征。
参照附图,现在将在以下对本发明的优选实施例作出更详细的描述。在附图中图I所示为传统的热灌装设备的流程图形式;以及图2为根据本发明所示的热灌装设备的流程图形式。所述附图仅示出了对理解本发明所必需的那些细节。
具体实施例方式图I示出了处于现有技术水平的热灌装设备。产品通过管道I进入该设备,暂时地积存在缓冲罐2或者中间存贮罐中。产品优选为酸性产品,例如水果汁或浆果汁,花蜜或者所谓的软饮料。。然而,具有更高pH值的其他产品,诸如果汁和奶的混合物或者调味茶,也可进行有关的热灌装。利用离心泵3将通常温度为约25°C的产品进而注入到热交换器4中。热交换器4优选为板式热交换器,但是也可使用其他类型的热交换器。在热交换器4的第一区5中,将产品加热到巴氏灭菌温度,对酸性产品,该温度为95-98°C。对具有更高pH值的产品,需要更高的温度。使用来自中央热水供应系统6或者替代地使用来自蒸汽源的热水或者蒸汽进行加热。为对产品进行巴氏灭菌,需要保持产品在巴氏灭菌温度下一段给定的时间,通常为15-30秒,根据产品和灭菌温度而定。在保存池7中保持产品在巴氏灭菌温度。保存池7
可由循环管或者替代地由预定长度的直管组成。在热交换器4的第二区8中,降低产品的温度到灌装温度,该灌装温度通常为80-95°C,优选为85-90°C。既然来自第一区5中的冷却的热水在被引回到中央热水供应系统6之前先经过第二区8,因而降低了该产品的温度。在管道9中,供应热的产品到灌装机10,其中使产品灌装到消费品包装中。由于现代灌装机10需要进入灌装机10的产品有某一恒压,因此在灌装机10中会得到一定的剩余
女口
广叩O产品剩余量可在5%和30%之间变化,但计算的通常的剩余量为约10%。在使冷却的产品灌装到包装中时,这在产品回到生产时不构成问题。但是当产品被热灌装时,必须要在剩余产品回到生产中之前冷却该剩余产品。如图I所示,在管道11中的从灌装机10分离开的剩余产品通常在热交换器4的第三区12中冷却。使用冷水或者冷却塔水通过管道13流入热交换器4的第三区12实现冷却过程。在这个第三区12冷却产品到约40°C的温度。在管道14中返回冷却的产品到生产中和缓冲罐2中。既然有必要在剩余产品回到生产前冷却该剩余产品,该剩余产品包含的热能受到损失,且在生产中消耗了更多的热水或者蒸汽和冷却水。图2示出了根据本发明所述的设备,其中,有可能回收和再利用剩余产品的热能。产品经过管道I进入设备,并暂时积聚在缓冲罐2或者中间贮存罐中。产品优选为酸性产品,诸如水果或者浆果汁、花蜜或者所谓软饮料。术语酸性产品用于表示具有
。然而,具有更高pH值的其他产品,诸如果汁和奶的混合物或者调味茶,也可进行有关热灌装。利用离心泵3将通常温度为约25°C的产品进而注入到热交换器4中。热交换器4优选为板式热交换器,但是也可使用其他类型的热交换器。在热交换器4的第一区5,加热产品到巴氏灭菌温度,对于酸性产品,该温度为95-98°C。具有更高pH值的产品需要更高的温度。使用来自中央热水供应系统6或者替代地使用来自蒸汽源的热水或者蒸汽来加热。为对产品进行巴氏灭菌,有必要在巴氏灭菌温度下保持产品一段给定的时间,通常15-30秒,根据产品和灭菌温度而定。在保存池7中保持产品在巴氏灭菌温度。保存池7可由循环管或者替代地由预定长度的直管组成。在热交换器4的第二区8,降低产品的温度到灌装温度,其通常为80_95°C,优选为85-90°C。既然来自第一区5中的冷却的热水在被引回到中央热水供应系统6之前先经过第二区8,因而使该产品的温度降低。在管道9中,将热的产品引到灌装机10中,其中使产品灌装到消费品包装中。由于现代灌装机10需要进入灌装机10的产品有某一恒定的压强,因而在灌装机10中会得到一定的剩余产品。剩余产品量可在5%和30%之间变化,但计算的通常的剩余量为约10%。在灌装冷却的产品时,这在产品回到生
产中时不构成问题。但是当热灌装产品时,必须要在剩余产品回到生产中之前冷却该剩余产品。灌装机10中的剩余产品被引入到热交换器4的第四区15。在将冷却的热水回收到中央热水供应系统6之前使来自第一区5和第二区8的冷却的热水经过热交换器4的第四区15。在热交换器4的该第四区15中,使剩余产品冷却到38-43°C的温度,优选40-42°C。将产品从热交换器4的第四区15引入到热交换器4的第三区12,并且使用经过管道13流入热交换器4的第三区12的冷却水或者冷却塔水冷却剩余产品。在该第三区12中冷却产品到约35°C的温度。在管道14中冷却的产品回到生产中和缓冲罐2中。尽管涉及热交换器4的第四区15的资本投资,但计算显示热水、或者替代地蒸汽和冷却水的消耗减少,表明该投资有快速回报。该节约还涉及环境的减少的压力。以上描述已清楚说明,本发明实现回收热灌装中剩余产品含有的热能且再利用该能量到生产中的一种方法和装置。所述方法和装置提供减少的生产成本且该装置的资本投资成本可快速地通过减少的生产成本贴现。
权利要求
,所述方法包括步骤在热交换器(4)中热处理所述产品并在预定时间间隔期间保持其在该热处理温度;使所述产品的所述温度降到热灌装温度,以及,在该热灌装温度下,在灌装机
(10)中将所述产品灌装到消费品包装中;并且使所述灌装机(10)中的剩余产品冷却并回收到生产中;其特征在于,在另外的步骤中,使来自所述灌装机(10)的所述剩余产品冷却,以便将所述剩余产品的热能量回收到生产中。
,其特征在于所述热灌装温度为80-95°C。
,其特征在于所述热灌装温度为85-90°C。
,所述装置包括热交换器(4),该热交换器(4)具有用于加热所述产品的第一区(5),用于调节所述产品的所述温度达到所述热灌装温度的第二区(8),和用于使来自灌装机(10)的剩余产品最终冷却的第三区(12),所述装置还包括保存池(7)以及必需的管道,其特征在于所述热交换器(4)包括第四区(15),其中,使从所述灌装机(10)的所述剩余产品冷却以便在使所述剩余产品最终冷却之前使所述剩余产品的所述热能返回到生产中。
,其特征在于,使在所述第四区(15)中的所述剩余产品冷却到38-43°C;且使在所述第三区(12)中的所述剩余产品最终冷却到约35°C。
,其特征在于,使在所述第四区
(15)中的所述剩余产品冷却到40-420Cο
全文摘要
本发明涉及在液态食物产品的热灌装中回收能量的方法和装置。在热交换器(4)的第一区(5)中对所述产品进行热处理并在一定的时间间隔中保持产品在该热处理温度。在热交换器(4)的第二区(8)调节所述产品的温度到热灌装温度。在灌装机(10)中热灌装所述产品并且使来自灌装机(10)的剩余产品在热交换器(4)的第四区(15)冷却。使所述剩余产品在热交换器(4)的第三区(12)最终冷却并回收到生产中。