專利名稱：一種用于液體食品注入器中的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液體食品注入器中的裝置，該裝置包括一個(gè)高壓滅菌器，此滅菌器具有一個(gè)位于其上部區(qū)域的產(chǎn)品入口，所設(shè)置的入口將進(jìn)入高壓滅菌器的產(chǎn)品分成小液滴，該注入器還包括一個(gè)位于高壓滅菌器下部區(qū)域的蒸汽入口，以及一個(gè)位于上部區(qū)域的不可冷凝氣體的出口。
第一種注入加熱的設(shè)備是以與冷凝器相同的原理為基礎(chǔ)的，來自各種化學(xué)過程的過剩的蒸汽被冷凝。較早的具有一注入器的設(shè)備由一個(gè)高壓滅菌器組成，該高壓滅菌器在其上部區(qū)域具有一個(gè)產(chǎn)品入口。該入口連接一個(gè)分配器室，該分配器室將進(jìn)入的產(chǎn)品分成小的細(xì)液滴。在高壓滅菌器的底部有一個(gè)加熱產(chǎn)品的出口，在這些早期的注入器中，高壓滅菌器還具有一個(gè)位于其下部區(qū)域的蒸汽入口。
該第一種在高壓滅菌器的下部區(qū)域設(shè)有一個(gè)蒸汽入口的注入器在高壓滅菌器的上部區(qū)域自動(dòng)地得到一個(gè)“較冷”的區(qū)域。在注入器的“較冷”區(qū)域中，總含在產(chǎn)品中的不可冷凝氣體自然地集中起來。例如，不可冷凝氣體可以是氧氣、氮?dú)夂投趸迹⑶以摬豢衫淠龤怏w的釋放是與產(chǎn)品加熱有關(guān)聯(lián)的。少量的氣體也可來自工藝過程中應(yīng)用的蒸汽。通過這些氣體與少許蒸汽混合物的自然聚集，借助于位于高壓滅菌器上部區(qū)域的出口可容易地將它們排出。
但是，由于早期的注入器存在其他缺點(diǎn)，這一想法被放棄了。所述的缺點(diǎn)是當(dāng)使用如牛奶注入器時(shí)，位于高壓滅菌器下部的蒸汽向著被細(xì)分的液體液滴噴射，使液滴改變了方向，并且許多液滴附著在注入器的熱內(nèi)壁上，在附著的地方馬上發(fā)生產(chǎn)品的燃燒。壁上產(chǎn)品的燃燒是主要的衛(wèi)生問題，并且洗刷掉這種產(chǎn)品燃燒的產(chǎn)物非常困難。
為了避免產(chǎn)品在注入器內(nèi)壁上的燃燒問題，蒸汽入口被放置在注入器的上部區(qū)域。蒸汽從上面供給，通過產(chǎn)品分配器室，因此在液滴下降通過蒸汽室時(shí)不會(huì)被打破。但是蒸汽與產(chǎn)品同時(shí)并行進(jìn)入也有它的缺點(diǎn)。蒸汽的這種進(jìn)入方式使分配器室所具有的分配器開口或分配器縫隙周圍或其中產(chǎn)生產(chǎn)品燃燒現(xiàn)象。這樣破壞了產(chǎn)品的加熱，產(chǎn)品的溫度下降，因此，必須增加蒸汽的壓力，并在產(chǎn)品和蒸汽之間產(chǎn)生較大的溫度差。通過將分配器開口設(shè)計(jì)成向著外面的蒸汽室方向具有非常薄的邊緣，能夠解決這個(gè)問題，因?yàn)閷a(chǎn)生在破裂之前易于被打碎的非常薄的燃燒產(chǎn)品層。但是，蒸汽并行的進(jìn)入方式導(dǎo)致不能在高壓滅菌器的上部區(qū)域建立一個(gè)“冷”的區(qū)域。不可冷凝氣體沒有自然的集中點(diǎn)。不可冷凝氣體也可容易地被捕集到向下流的蒸汽的空穴中，并非常易于產(chǎn)生不可冷凝氣體與蒸汽的混合物。這樣，產(chǎn)品加熱的程度較差，必須通過一個(gè)不必要的高蒸汽壓力和蒸汽與產(chǎn)品間的較大溫度差來進(jìn)行補(bǔ)償。由于在排出氣體時(shí)分離蒸汽和不可冷凝氣體很困難，因此該工藝過程中蒸汽的消耗量也將較高。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個(gè)目的是通過將位于下部的蒸汽入口與用以控制不可冷凝氣體之排放的溫度測(cè)量計(jì)結(jié)合起來，得到一個(gè)氣體與蒸汽的自然分離以及這些氣體的自動(dòng)排放。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用蒸汽與不可冷凝氣體不易于混合的這個(gè)原因來減少過程中的蒸汽消耗量。技術(shù)方案本發(fā)明已經(jīng)達(dá)到了上述和其他目的，其中已經(jīng)給出了所描述的這種形式裝置的特征，該特征即為注入器至少有一個(gè)位于高壓滅菌器的上部區(qū)域的溫度測(cè)量計(jì)，壓力測(cè)量計(jì)被設(shè)置成通過一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器來控制不可冷凝氣體的出口閥。
所附的從屬權(quán)利要求進(jìn)一步給出了本發(fā)明最佳實(shí)施例的一些特征。
下面將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明注入器的部分剖面?zhèn)纫晥D；圖2是使用注入加熱方法進(jìn)行熱處理的設(shè)備的流程簡(jiǎn)圖。
為了理解本發(fā)明，附圖只示出了這些必要的細(xì)節(jié)部分。優(yōu)選實(shí)施例描述圖1示出了本發(fā)明注入器1的側(cè)視圖。該注入器1主要由傳統(tǒng)的高壓滅菌器2組成。在上部區(qū)域，該高壓滅菌器2有一個(gè)要在注入器1中進(jìn)行熱處理的產(chǎn)品的入口3。產(chǎn)品入口3的端頭與一個(gè)分配器室4相連。該分配器室4位于高壓滅菌器的中心，并在其下部的壁5上有許多開口或縫隙。這些開口或縫隙用于細(xì)分進(jìn)入的產(chǎn)品，這樣，當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入高壓滅菌器2中時(shí)，產(chǎn)品形成許多細(xì)小的液滴20，這些液滴向下滴落通過高壓滅菌器2。在下部區(qū)域，最好是在其最低處，高壓滅菌器2形成一個(gè)圓錐形的端部6，端部上設(shè)有一個(gè)產(chǎn)品出口7，該產(chǎn)品已在注入器1中被加熱處理。高壓滅菌器2的圓錐形端部6的下部區(qū)域起到一種保持室的作用，產(chǎn)品被進(jìn)一步抽吸進(jìn)行附加處理之前，產(chǎn)品在這里滯留一定的時(shí)間周期。
此外，注入器1在高壓滅菌器2的下部區(qū)域還具有一個(gè)蒸汽21的入口8。該蒸汽入口8較遠(yuǎn)地設(shè)置在高壓滅菌器2的下部，最好在高壓滅菌器2的圓錐形端部6之上，當(dāng)產(chǎn)品以一定的溫度停留在高壓滅菌器2中且離開高壓滅菌器2之前，蒸汽入口與通過熱處理產(chǎn)品形成的液面9有一距離。蒸汽入口8通過一個(gè)絕熱的分配器室10與高壓滅菌器2之殼體表面12上設(shè)置的同心開口11相通。
在高壓滅菌器2的上部區(qū)域，設(shè)有一個(gè)不可冷凝氣體的出口13。該出口13帶有一個(gè)可控制的閥14。在高壓滅菌器2的上部區(qū)域，還至少設(shè)置一個(gè)溫度測(cè)量計(jì)15，它通過一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器16來控制出口閥14。在最佳實(shí)施例中，高壓滅菌器2帶有其他兩個(gè)溫度測(cè)量計(jì)17、18，最好將一個(gè)溫度測(cè)量計(jì)17放置在高于溫度測(cè)量計(jì)15的較高位置，而將溫度測(cè)量計(jì)18放置在低于溫度測(cè)量計(jì)15的較低的位置上。
進(jìn)入注入器1的產(chǎn)品通過一管線被泵入高壓滅菌器2上部區(qū)域的入口3。進(jìn)入的產(chǎn)品(例如可以由牛奶組成)通常處在75-82℃，但在一些應(yīng)用中也可升高到120℃。從入口3和分配器室4，產(chǎn)品通過設(shè)在分配器室4之底部壁5上的許多開口或縫隙。由此，產(chǎn)品形成自由下落通過高壓滅菌器2直至落到液面9上的許多小液滴20。在液滴向下通過高壓滅菌器2的路徑中，產(chǎn)品液滴遇到加壓的蒸汽21，該蒸汽的溫度大約120-170℃，最好為140-150℃。
通過蒸汽21的冷凝，蒸汽迅速地將產(chǎn)品液滴20加熱至所需的溫度，當(dāng)液滴20到達(dá)液面9時(shí)，產(chǎn)品達(dá)到所需的溫度。產(chǎn)品分配器室4和液面9之間的距離應(yīng)該足夠長(zhǎng)，使液滴20有時(shí)間被加熱至所需溫度。已加熱的產(chǎn)品在通過出口7離開注入器1之前將留存在高壓滅菌器2的圓錐形端部6中一段時(shí)間。
由于蒸汽21同心地進(jìn)入高壓滅菌器2，蒸汽21在高壓滅菌器2中的分布非常均勻，但是，也存在流入的蒸汽21打破產(chǎn)品液滴20的一些小危險(xiǎn)。在這里，產(chǎn)品液滴20可較直地下落而不破裂，濺到高壓滅菌器2的熱內(nèi)壁上的產(chǎn)品就最少，且高壓滅菌器2的壁上發(fā)生的產(chǎn)品燃燒也就最少。
在加熱過程中，不可冷凝的氣體22例如氧氣、氮?dú)夂投趸紡漠a(chǎn)品中釋放出來。一定量的不可冷凝氣體22也將來自此過程中使用的蒸汽21。其中，注入器1有一個(gè)位于高壓滅菌器2下部區(qū)域的入口8，這樣將在高壓滅菌器2的上部區(qū)域得到一個(gè)“冷”的區(qū)域19。不可冷凝氣體22完全自然地集中在該“冷”區(qū)域19中，并具有來自工藝過程中的非常輕的蒸汽21的混合物。該“冷”區(qū)域避免分配器室4的底部壁5上的開口或縫隙被較高溫度的蒸汽加熱，并由此避免了分配器室4的底部壁上的開口或縫隙中的產(chǎn)品的燃燒。
給溫度調(diào)節(jié)器16設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值。該值比進(jìn)入的產(chǎn)品的溫度大幾度。當(dāng)溫度測(cè)量計(jì)15讀出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，一個(gè)信號(hào)被送給可控制的出口閥14。該閥14打開并且不可冷凝氣體22被排出。為了得到適當(dāng)大的“冷”區(qū)域19，最佳實(shí)施例還使用另外兩個(gè)溫度測(cè)量計(jì)17、18，在原理上它們分別被用作最大和最小溫度防護(hù)計(jì)(temperature guard)。在高壓滅菌器2中，“冷”區(qū)域19不能向下延伸，因?yàn)檫@可能對(duì)產(chǎn)品的加熱有害。若將“冷”區(qū)域壓縮至微小的體積，將不能實(shí)現(xiàn)不可冷凝氣體的自然聚集。此外，可只使用溫度測(cè)量計(jì)15、17，在此，第一個(gè)測(cè)量計(jì)15調(diào)節(jié)閥14，第二個(gè)測(cè)量計(jì)17既可作為最大溫度防護(hù)計(jì)，也可作為最小溫度防護(hù)計(jì)，這取決于它與測(cè)量計(jì)15的放置位置關(guān)系。
附圖2示出了注入器1是如何作為通過注入加熱方法來對(duì)液體食品進(jìn)行熱處理的設(shè)備的一部分。進(jìn)入的產(chǎn)品30通過平衡箱31和泵32。在一個(gè)熱交換器33中，例如在一個(gè)板式熱交換器中，將產(chǎn)品預(yù)加熱到理想的溫度，通常溫度為75-82℃，但溫度也可升高到120℃。然后加熱的產(chǎn)品經(jīng)過管線引入注入器1，并在此應(yīng)用上述方法被加熱處理。
已經(jīng)處理的產(chǎn)品從注入器1引入膨脹罐34，在該罐中再次去除由于注入加熱使產(chǎn)品得到的過量水。經(jīng)過泵35和有可能存在的均質(zhì)器36，產(chǎn)品被引入一個(gè)冷卻器37，例如一個(gè)板式換熱器，在這里產(chǎn)品被冷卻到一理想的溫度。然后，產(chǎn)品通過管路38離開設(shè)備，以便進(jìn)一步處理或最后裝料以及裝入供消費(fèi)者使用的包裝盒中。
通過上述描述已經(jīng)清楚地了解了本發(fā)明，本發(fā)明提供了一種位于注入器1中的裝置，該裝置能使蒸汽21在高壓滅菌器2的下部進(jìn)入而不打破在高壓滅菌器2中下降的液滴20。如果蒸汽入口設(shè)置在高壓滅菌器2的下部區(qū)域，將在高壓滅菌器2的上部區(qū)域建立一個(gè)“冷”區(qū)域19，這有助于排出在工藝過程中形成的不可冷凝氣體22，這樣既簡(jiǎn)單又無需伴隨排出一定量的蒸汽21。
不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明只限制于上述描述和所示的附圖，在不背離本發(fā)明所附權(quán)利要求限定的范圍的情況下，可以方便地進(jìn)行許多改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種用于液體食品注入器(1)中的裝置，該裝置包括一個(gè)高壓滅菌器(2)，該高壓滅菌器具有一個(gè)位于其上部區(qū)域的產(chǎn)品入口(3)，設(shè)置所述的入口(3)來使進(jìn)入高壓滅菌器(2)的產(chǎn)品分成小液滴(20)，該注入器(1)還包括一個(gè)位于高壓滅菌器(2)下部區(qū)域的蒸汽入口(8)和位于上部區(qū)域的不可冷凝氣體(22)的出口(13)，其特征在于注入器(1)至少有一個(gè)放置在高壓滅菌器(2)之上部區(qū)域的溫度測(cè)量計(jì)(15)，該溫度計(jì)量計(jì)(15)被設(shè)置成通過一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器(16)來控制不可冷凝氣體(22)的出口閥(14)。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于將蒸汽入口(8)放置在高壓滅菌器(2)的下部區(qū)域，從而在高壓滅菌器(2)的上部區(qū)域建立一個(gè)“冷”區(qū)域(19)。
3．如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于給溫度調(diào)節(jié)器(16)設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，該值比進(jìn)入高壓滅菌器(2)的產(chǎn)品的溫度大幾度。
4．如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在高壓滅菌器(2)的上部區(qū)域有三個(gè)溫度測(cè)量計(jì)(15,17,18)，其中一個(gè)溫度測(cè)量計(jì)(17)放置在溫度測(cè)量計(jì)(15)的上面，另一個(gè)溫度測(cè)量計(jì)(18)放置在溫度測(cè)量計(jì)(15)之下；將其設(shè)置成使上部測(cè)量計(jì)(17)作為一個(gè)最大溫度防護(hù)計(jì)，而使下部溫度測(cè)量計(jì)(18)作為最小溫度防護(hù)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種注入器(1)中的裝置。該注入器(1)包括一個(gè)高壓滅菌器(2),該高壓滅菌器(2)具有一個(gè)位于其上部區(qū)域的待進(jìn)行加熱的產(chǎn)品的入口(3),以及一個(gè)位于其下部區(qū)域的已處理的產(chǎn)品的出口(7)。入口(3)帶有一個(gè)分配器室(4),在產(chǎn)品進(jìn)入高壓滅菌器(2)時(shí),該分配器室將產(chǎn)品分成小液滴(20)。該注入器(1)還包括一個(gè)蒸汽入口(8),此入口位于高壓滅菌器(2)的下部區(qū)域。注入器(1)還具有至少一個(gè)放置在高壓滅菌器(2)之上部區(qū)域的溫度測(cè)量計(jì)(15)。設(shè)置該溫度測(cè)量計(jì)(15)來控制不可冷凝氣體的閥(14),該不可冷凝氣體聚集在于高壓滅菌器上部區(qū)域中形成的“冷”區(qū)域(19)中,因?yàn)檎羝肟?8)設(shè)置在高壓滅菌器(2)的下部區(qū)域。
文檔編號(hào)A23C3/00GK1290128SQ9980273
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期1999年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月6日
發(fā)明者B·帕爾姆 申請(qǐng)人:利樂拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司