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)品入口和一個(gè)位于其下部區(qū)域的產(chǎn)品出口，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。
背景技術(shù)：
為了延長(zhǎng)食品的保存期限來對(duì)食品進(jìn)行熱處理是一種已知并常用的方法。例如，對(duì)牛奶、乳酪或酸乳酪等各種奶制品，熱處理可以直接或間接地以許多種方法進(jìn)行。例如，間接方法是通過不同的換熱器來加熱的。而在直接方法中，主要存在兩組方式，注射或注入蒸汽。應(yīng)用直接方法可非常迅速地加熱，為了改善如牛奶的風(fēng)味特性，這正是今天要探索的問題，一般的方法是在短暫的時(shí)間周期內(nèi)將其加熱到較高的溫度。
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用注入加熱的裝置。注入方式要求在蒸汽室中加熱被細(xì)分的液體。通過將食品噴射入充滿蒸汽的室中來加熱液體、如液體食品的原理在十九世紀(jì)早期就已知了。
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，應(yīng)用該原理，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。在這些如牛奶的注入器中，一個(gè)其本身固有的缺點(diǎn)是以低水平位置向著細(xì)分的液滴噴射進(jìn)入高壓滅菌器中的蒸汽使液滴改變了方向，并且許多液滴吸附到熱的注入器的內(nèi)側(cè)壁上，結(jié)果產(chǎn)品在此直接燃燒。產(chǎn)品在熱壁上的這種燃燒使設(shè)備承擔(dān)了重要的衛(wèi)生問題，并且洗刷掉這種燃燒產(chǎn)品是很困難的。
避免產(chǎn)品在注入器的內(nèi)壁上燃燒問題的一個(gè)方法是將蒸汽入口設(shè)置在注入器的上部區(qū)域。蒸汽從注入器上面的分配器室送入，這樣液滴在其下降通過蒸汽室時(shí)不會(huì)破裂。但是與產(chǎn)品并行進(jìn)入蒸汽的方式也存在缺點(diǎn)。蒸汽的這種進(jìn)入形式導(dǎo)致在分配器的分配器開口或分配器縫隙內(nèi)或其周圍產(chǎn)生產(chǎn)品燃燒現(xiàn)象。這樣破壞了產(chǎn)品的加熱，使產(chǎn)品的溫度下降，因此必須提高蒸汽的壓力，并將在產(chǎn)品和蒸汽間產(chǎn)生較高的溫度差。通過將分配器孔設(shè)計(jì)成向外朝向蒸汽室具有一種非常薄的邊緣來解決這個(gè)問題，在這種情況下，破裂前易于被打碎的非常薄的產(chǎn)品層將迅速地燃燒。
然而，蒸汽并行進(jìn)入也存在一些問題，如具有不可冷凝的氣體，該氣體一般存在于產(chǎn)品中，并隨著對(duì)產(chǎn)品的加熱而釋放。蒸汽中也存在一些不可冷凝的氣體。該氣體可由氧氣、氮?dú)?、二氧化碳和其他氣體組成。為了能在相同的壓力下維持蒸汽的溫度，必須連續(xù)不斷地去除這些氣體。并行進(jìn)入蒸汽的方法導(dǎo)致不可冷凝的氣體更容易與蒸汽混合，并且在工藝過程中難以在不釋放出蒸汽的情況下去除這些氣體。
如果能夠使用“優(yōu)選”的解決方法，即將蒸汽入口放置在注入器的正下方，上述方式也會(huì)具有一些很重要的優(yōu)點(diǎn)，不再有因以前使用的解決方法而導(dǎo)致的產(chǎn)品燃燒過程中所出現(xiàn)的問題。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個(gè)目的是能夠?qū)⒆⑷肫魃系恼羝肟诜胖迷诟邏簻缇鞯南虏繀^(qū)域中，而不需輸入蒸汽，不會(huì)打破下降的液滴，并且不會(huì)使液滴濺落到注入器的熱內(nèi)壁上，且不會(huì)使產(chǎn)品燃燒產(chǎn)生難以洗刷掉的燃燒產(chǎn)物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過低位設(shè)置蒸汽入口使得易于收集和排出不可冷凝的氣體。
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，該特征即為蒸汽入口基本上是由高壓滅菌器殼體表面上的同心開口組成的。
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是注入器蒸汽入口的部分剖面?zhèn)纫晥D；圖3是通過注入加熱進(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。該高壓滅菌器2在其上部區(qū)域有一個(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相通。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，這些液滴滴落并通過高壓滅菌器2。
在高壓滅菌器2的下部區(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。高壓滅菌器2的圓錐形端部6的下部區(qū)域起一種保持室的作用，產(chǎn)品被進(jìn)一步抽吸進(jìn)行附加處理之前，產(chǎn)品在這里滯留一段時(shí)間。
本發(fā)明的注入器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設(shè)置在高壓滅菌器2的正下部，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有一微小的距離。
附圖2詳細(xì)地示出了蒸汽入口8。蒸汽入口8圍繞著高壓滅菌器2的殼體表面10同心地設(shè)置。通過入口管線11將蒸汽21送入蒸汽入口8。入口管線11通入同心延伸的分配器室12。在分配器室12中，進(jìn)入的蒸汽21被同心地分配，遍布整個(gè)高壓滅菌器2的殼體表面10，然后再通過風(fēng)門13經(jīng)開口14進(jìn)入高壓滅菌器2。這里，開口14是同心的，在高壓滅菌器2中可得到均勻分布的蒸汽21。或者，不采用風(fēng)門13，而是通過同心的分配開口將分配器室12與開口14相連。
通過一個(gè)絕熱的空間15，分配器室12與高壓滅菌器2的殼體壁10絕熱。該空間15是用空氣絕熱的，其中的狹窄空隙16通著大氣。分配器室12與高壓滅菌器2絕熱，以使引入的熱蒸汽21不直接加熱高壓滅菌器2的殼體表面10。降低殼體表面10的溫度有助于減少殼體表面10內(nèi)壁上任何可能的產(chǎn)品燃燒。
進(jìn)入注入器1的產(chǎn)品被抽吸經(jīng)過一個(gè)管路進(jìn)入高壓滅菌器2上部區(qū)域的入口3。進(jìn)入的產(chǎn)品(例如可以是牛奶)通常其溫度在75-82℃，在一些應(yīng)用中可高達(dá)120℃。從入口3和分配器室4，產(chǎn)品通過分配器室4之下部的壁5上所設(shè)的多個(gè)開口或縫隙。由此，產(chǎn)品形成許多小液滴20，這些液滴自由下落通過高壓滅菌器2，直到它們達(dá)到液面9。在它們通過高壓滅菌器2的下降路徑中，產(chǎn)品液滴20遇到加壓的蒸汽21，該蒸汽溫度大約在120-170℃，最好在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。已經(jīng)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的一些危險(xiǎn)。如果產(chǎn)品液滴20可較直地下落而不破裂，濺到高壓滅菌器2之熱內(nèi)壁上的產(chǎn)品就最少，且在高壓滅菌器2壁上產(chǎn)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最“冷”的區(qū)域位于高壓滅菌器2的上部區(qū)域，不可冷凝的氣體22將被集中到這里并可以通過出口17從注入器1中引出。蒸汽入口8較遠(yuǎn)地設(shè)置在高壓滅菌器2的下部，這有助于在滅菌器的最上部創(chuàng)立一個(gè)所需的“冷”區(qū)域，以便盡可能地將稍稍帶有蒸汽混合物21的不可冷凝氣體22收集起來。
注入器1還應(yīng)該可以安裝溫度測(cè)量計(jì)18和運(yùn)行過程的其它控制設(shè)備。
附圖3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。
通過上述描述本發(fā)明已經(jīng)很清楚了，本發(fā)明提供了一種在注入器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)入而不會(huì)打破在高壓滅菌器2中下降的液滴20。由于蒸汽入口8設(shè)置在高壓滅菌器2的下部區(qū)域，將可以在高壓滅菌器2的上部區(qū)域建立一個(gè)“冷”區(qū)域，因此能夠排出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)和一個(gè)位于其下部區(qū)域的產(chǎn)品出口(7)，設(shè)置所述的入口(3)來將進(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)蒸汽(21)的入口(8)，該入口(8)位于高壓滅菌器(2)的下部區(qū)域，其特征在于蒸汽入口(8)主要由高壓滅菌器(2)之殼體表面(10)上的同心開口(14)構(gòu)成。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于蒸汽入口(8)盡可能遠(yuǎn)地設(shè)置在殼體表面(10)之圓柱部分的下部，但處在由被加熱產(chǎn)品所形成的液面(9)的上面。
3．如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于產(chǎn)品分配器室(4)和液面(9)之間的距離應(yīng)該足夠長(zhǎng)，使產(chǎn)品液滴(20)有時(shí)間被加熱到所需的溫度。
4．如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于蒸汽入口(8)由一個(gè)絕熱的、同心的分配器室(12)構(gòu)成，借助于風(fēng)門(13)，該分配器室與同心的開口(14)相通。
5．如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于蒸汽入口(8)由一個(gè)絕熱的、同心的分配器室(12)構(gòu)成，借助于一些同心設(shè)置的孔，該分配器室與同心的開口(14)相通。
6．如權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于分配器室(12)是通過設(shè)置在分配器室(12)和殼體表面(10)之間的一個(gè)空間(15)來絕熱的，該空間通過一個(gè)狹窄空隙(16)與大氣相通。
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)行熱處理的產(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),它將產(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。蒸汽入口(8)主要由高壓滅菌器(2)的殼體表面(10)上的同心開口(14)構(gòu)成。
文檔編號(hào)A23L3/16GK1290129SQ9980273
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