專利名稱：流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殺菌裝置，尤其涉及一種對(duì)罐裝前的流動(dòng)介質(zhì)進(jìn)行 殺菌的殺菌裝置，更具體的是涉及一種利用超高溫對(duì)罐裝前的流動(dòng)介質(zhì) 進(jìn)行瞬時(shí)殺菌的熱殺菌裝置。
背景技術(shù)：
流動(dòng)介質(zhì)，如飲料、乳制品等的保鮮貯存是生產(chǎn)和銷售中的一大問(wèn) 題，對(duì)流動(dòng)介質(zhì)進(jìn)行高效滅菌是解決保鮮貯存的關(guān)鍵。 一般常用的方法 是采用巴氏滅菌法，即將流動(dòng)介質(zhì)存放于一密封容器中，通過(guò)高溫蒸汽 間接使容器內(nèi)的介質(zhì)快速升溫，達(dá)到殺菌的溫度，再保溫一定的時(shí)間， 然后快速冷卻。雖然巴氏滅菌法的滅菌效果和保持介質(zhì)養(yǎng)分的效果都比
較好，但巴氏法的殺菌溫度低于IO(TC,由巴氏滅菌法得到的產(chǎn)品，仍 保留了小部分較耐熱的細(xì)菌或細(xì)菌芽孢，因而保質(zhì)期短，并且只有 在冷藏的環(huán)境下存放。要想獲得保質(zhì)期長(zhǎng)，又能在常溫下存放的產(chǎn)品， 只有采用超高溫滅菌，但超高溫滅菌法極易造成營(yíng)養(yǎng)成分的流失，這是 由于介質(zhì)從高溫冷卻到室溫需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。中國(guó)專利 CN97250540 7>開(kāi)了一種液體用瞬時(shí)滅菌4幾，該才幾包括冷熱交換器、冷 卻器和滅菌體，冷熱交換器分別與冷卻器和滅菌體連接，紅外發(fā)生器分 層置于滅菌體的回形管路間。由于液體飲料的成分大多是水，常壓下， 飲料在IO(TC左右就開(kāi)始?xì)饣?，而耐熱?xì)菌的殺菌溫度應(yīng)在13(TC左右， 上述滅菌機(jī)當(dāng)滅菌體溫度超過(guò)10(TC時(shí)，液體飲料已全部汽化，無(wú)法在 滅菌體的回形管中停留，滅菌效果將大打折扣，另外，上述滅菌機(jī)沒(méi)有 充分利用發(fā)熱體的熱能，不符合環(huán)保的要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服以上存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)合理、滅菌效 果好、熱能得到充分利用、且流動(dòng)介質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分流失少的熱殺菌裝置。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置包括一立式密封 箱，密封箱自上至下被隔板分為若干各自獨(dú)立的腔室，位于密封箱最下
方的腔室為殺菌室，殺菌室之上的腔室為熱交換室；殺菌室底部設(shè)有發(fā) 熱源，發(fā)熱源之上固定有流動(dòng)介質(zhì)受熱管，受熱管的進(jìn)料端連"t妄有預(yù)熱 管，受熱管的出料端連接有冷卻管；預(yù)熱管和冷卻管從下而上依次經(jīng)過(guò) 各熱交換室，預(yù)熱管和冷卻管的端部突出于密封箱側(cè)壁形成進(jìn)坤牛口和出 料口，進(jìn)料口連接有送料泵；位于受熱管的出料端和冷卻管之間設(shè)置有 增壓器。
為了使受熱管、預(yù)熱管中的流動(dòng)介質(zhì)快速、均勻獲得熱量，冷卻管 中的流動(dòng)介質(zhì)快速、均勻得到冷卻，上述殺菌室的受熱管、熱交換室的 預(yù)熱管和冷卻管直徑優(yōu)選5-20 mm。
為了增加流動(dòng)介質(zhì)在受熱管、預(yù)熱管和冷卻管中停留的時(shí)間，上述 殺菌室的受熱管、熱交換室的預(yù)熱管和冷卻管均為螺旋管。
由于熱傳導(dǎo)的方向是從下至上，為了更充分利用殺菌室的熱能，上 述熱交換室的預(yù)熱管位于熱交換室的上部，冷卻管位于熱交換室的下 部。
上述殺菌室的發(fā)熱源為電熱管、蒸汽或燃油，各腔室設(shè)置有以導(dǎo)熱 油為介質(zhì)的導(dǎo)熱體。
為了保證流動(dòng)介質(zhì)在殺菌室的溫度達(dá)到耐熱細(xì)菌的殺菌溫度時(shí)，流
動(dòng)介質(zhì)才進(jìn)入冷卻管，上述受熱管的出料端設(shè)置有一溫度探測(cè)器，溫度 探測(cè)器與送料泵連接。
為了保證受熱管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)充滿后，送料泵才可停止工作，上述受 熱管的出料端還設(shè)置有物料探測(cè)器，該物料探測(cè)器與送料泵連接。為了使各腔室的熱量不向外傳遞，上述密封箱的外側(cè)壁設(shè)置有保溫 層，各熱交換室的預(yù)熱管和冷卻管的引出端位于保溫層內(nèi)。
上述殺菌室的螺旋受熱管和熱交換室中的螺旋預(yù)熱管、冷卻管呈立式。
上述殺菌室的螺旋受熱管和熱交換室中的螺旋預(yù)熱管、冷卻管呈臥式。
為了^f更于預(yù)熱管、冷卻管和受熱管的清洗，上述殺菌室受熱管的進(jìn) 料端和出料端設(shè)置有排液閥。
本發(fā)明的熱殺菌裝置，在殺菌室受熱管的出料端和冷卻管之間設(shè)有
增壓器，提高了預(yù)熱管和受熱管內(nèi)的壓力，使殺菌室的溫度超過(guò)130。C 時(shí)，位于受熱管中的流動(dòng)介質(zhì)仍不會(huì)汽化，流動(dòng)介質(zhì)可在該溫度下得到 有效的殺菌；由于受熱管、預(yù)熱管和冷卻管的管徑小，受熱管、預(yù)熱管 和冷卻管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)與導(dǎo)熱體接觸均勻，流動(dòng)介質(zhì)在熱殺菌裝置中受熱 升溫和冷卻降溫的時(shí)間特別短，能最好保護(hù)流動(dòng)介質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分；而每 個(gè)熱交換室中都設(shè)有預(yù)熱管和冷卻管兩個(gè)獨(dú)立的部分，可以^使經(jīng)殺菌的 高溫流動(dòng)介質(zhì)，在各熱交換室中逐級(jí)得到冷卻，而利用導(dǎo)熱體交換得到 的熱量，使未經(jīng)殺菌的流動(dòng)介質(zhì)在各熱交換室中逐級(jí)得到預(yù)熱，這樣， 殺菌室的熱能得到充分的利用，從而大大節(jié)省發(fā)熱源的發(fā)熱功率，實(shí)現(xiàn) 節(jié)能環(huán)保的目的。本發(fā)明的熱殺菌裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，熱能利用率 高，殺菌效果好，特別適合于液體飲料罐裝前的殺菌，也適應(yīng)連續(xù)化生 產(chǎn)的需求。


圖l是本發(fā)明一種熱殺菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明另一種熱殺菌裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2熱殺菌裝置右側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示是螺旋形受熱管、預(yù)熱管和冷卻管在殺菌室和各熱交換室 中呈立式布置的本發(fā)明熱殺菌裝置，它包括一立式密封箱l,密封箱側(cè)
壁外圍設(shè)置有保溫層2，密封箱從上至下被三塊隔板11分為四個(gè)各自 獨(dú)立的腔室，位于密封箱最下方的腔室為殺菌室3，殺菌室接近底部的 側(cè)壁向中間延伸有電加熱管31，電加熱管之上固定有螺旋形流動(dòng)介質(zhì) 受熱管32;殺菌室之上的腔室為熱交換室4、 5、 6,各熱交換室固定有 螺旋預(yù)熱管41、 51、 61和螺旋冷卻管42、 52、 62，螺旋預(yù)熱管位于螺 旋冷卻管之上，預(yù)熱管是待殺菌料液的輸送通道，冷卻管是已經(jīng)殺菌料 液的輸送通道，各熱交換室的預(yù)熱管和冷卻管的引出端穿過(guò)各熱交換室 的側(cè)壁后相互連接，即預(yù)熱管與預(yù)熱管連接，冷卻管與冷卻管連接；與 殺菌室相鄰的熱交換室4的預(yù)熱管41與殺菌室受熱管的進(jìn)^F端33連 接，冷卻管42與殺菌室受熱管的出料端34連接，在冷卻管42和殺菌 室受熱管的出料端34之間設(shè)置有增壓器35，在增壓器35與出料端34 之間設(shè)置有溫度探測(cè)器38、料液探頭39，為了便于維修，增壓器置于 保溫層之外；熱交換室6的預(yù)熱管開(kāi)口端為進(jìn)料口 7、冷卻管開(kāi)口端為 出料口 8，進(jìn)料口和出料口突出于保溫層，進(jìn)料口連接有送料泵9，送 料泵與溫度探測(cè)器38和料液探頭39連接。受熱管、預(yù)熱管和冷卻管采 用小口徑的螺旋管，螺旋管的管徑可視料液的濃度而定， 一般料液濃度 比較稀，管徑可以是5-10iran,料液濃度比較濃，管徑可以是10-20 im。 為了保證處于受熱管中的料液溫度達(dá)到殺菌的溫度時(shí)，料液才進(jìn)入 冷卻管，也為了使受熱管內(nèi)料液充滿后，送料泵才可停止工作，送料泵 由料液探頭和溫度探測(cè)器共同控制，如果料液探頭未探測(cè)到料液經(jīng)過(guò)， 不管溫度探測(cè)器探測(cè)到的溫度是否達(dá)到135°C,送料泵繼續(xù)工作；如果 料液探頭探測(cè)到料液經(jīng)過(guò)，而料液溫度達(dá)到135。C時(shí)，送料泵繼續(xù)工作；只有當(dāng)料液探頭探測(cè)到料液經(jīng)過(guò)，溫度探測(cè)器探測(cè)到料液溫度未達(dá)到
135°C，送料泵才停止工作。
為了便于螺旋管的清洗，殺菌室受熱管的進(jìn)料端和出料端均連接有 排液閥36、 37。
為了便于更換和補(bǔ)充導(dǎo)熱油，各腔室的底部設(shè)有排油孔，排油孔上 設(shè)有密封塞；為了便于檢測(cè)各腔室導(dǎo)熱油的液位，各腔室上部還設(shè)有導(dǎo) 熱油液位探針(圖中沒(méi)有標(biāo)示出來(lái))。
為了及時(shí)掌握殺菌室導(dǎo)熱油的溫度，以防油溫過(guò)高發(fā)生爆炸，上述 殺菌室側(cè)壁固定有油溫探測(cè)器30。
圖2、 3所示的熱殺菌裝置，結(jié)構(gòu)與圖1的熱殺菌裝置基本相同， 不同的是，各腔室中的螺旋管呈臥式，殺菌室的進(jìn)料端位于殺菌室側(cè)壁 的上部，殺菌室的出料端位于殺菌室側(cè)壁的下部。
本發(fā)明熱殺菌裝置的工作原理首先，在各腔室3、 4、 5、 6中注 入容積80%的導(dǎo)熱油，接通電加熱管31，開(kāi)啟送料泵9，調(diào)節(jié)增壓器35, 使受熱管內(nèi)壓力達(dá)到3. 5個(gè)大氣壓，待殺菌料液從進(jìn)料口 7經(jīng)熱交換室 4、 5、 6的預(yù)熱管41、 51、 61到達(dá)殺菌室3的受熱管32，當(dāng)料液探頭 39探測(cè)到有料液經(jīng)過(guò)、而料液的溫度又未達(dá)到135。C時(shí)，送料泵停止工 作，料液在3. 5個(gè)大氣壓下受熱快速升溫，當(dāng)溫度探測(cè)器探測(cè)到受熱管 出料端料液溫度為135。C時(shí)，送料泵開(kāi)始工作，料液從受熱管的出料端 經(jīng)熱交換室的冷卻管42、 52、 62不斷降溫后到達(dá)出料口 8，完成熱殺 菌；此時(shí)，各熱交換室中的導(dǎo)熱油從已殺菌的料液中得到熱量，溫度從 上到下依次升高，由送料泵輸入的待殺菌料液源源不斷從進(jìn)料口經(jīng)各熱 交換室的預(yù)熱管41、 51、 61逐步被預(yù)加熱后到達(dá)殺菌室的受熱管32， 當(dāng)溫度探測(cè)器探測(cè)到受熱管出料端料液的溫度低于135。C時(shí)，送料泵停 止工作，料液在3. 5個(gè)大氣壓下受熱快速升溫，當(dāng)溫度^t笨測(cè)器^:測(cè)到受熱管出料端料液溫度為135。C時(shí)，送料泵開(kāi)始工作，料液從受熱管的出 料端經(jīng)各熱交換室的出液管不斷降溫后到達(dá)出料口，這樣，不斷重復(fù)直 至完成全部一+液的殺菌。
實(shí)際上，通過(guò)控制殺菌室導(dǎo)熱油的溫度，使料液在3. 5個(gè)大氣壓下 的受熱管中快速升溫，到達(dá)受熱管出料端時(shí)，料液溫度均已達(dá)到135°C， 這樣送料泵就處于不停工作中，料液的整個(gè)熱殺菌過(guò)程是連續(xù)不斷進(jìn)行 的。只有當(dāng)電加熱管發(fā)生故障，到達(dá)受熱管出料端料液溫度未達(dá)到135 。C時(shí)，送料泵才停止工作。
上述殺菌室也可以采用蒸汽或燃油作為發(fā)熱源。
由于殺菌室受熱管內(nèi)的壓力為15個(gè)大氣壓，故料液在135。C時(shí)仍 未汽化，料液可在該溫度下得到高效的殺菌，而采用小口徑的螺旋管， 使料液得以快速升溫和冷卻，更好保留料液的營(yíng)養(yǎng)成分；另外，經(jīng)殺菌 室殺菌的料液，從受熱管出料端經(jīng)各熱交換室的冷卻管時(shí)，將熱量傳遞 給各熱交換室的導(dǎo)熱油，而且導(dǎo)熱油的升溫幅度是從下至上逐級(jí)減少， 而未經(jīng)殺菌的料液經(jīng)送料泵進(jìn)入各熱交換室的預(yù)熱管時(shí)，受到各熱交換 室導(dǎo)熱油的預(yù)熱，且預(yù)熱的升溫幅度是從上至下逐級(jí)增大，這樣，進(jìn)入 熱交換室的料液經(jīng)較短時(shí)間加熱就能達(dá)到殺菌的溫度，殺菌室的熱能得 到充分的利用，可大大節(jié)約電熱管的發(fā)熱時(shí)間，延長(zhǎng)發(fā)熱管的使用壽命。
權(quán)利要求
1、一種流動(dòng)介質(zhì)的熱殺菌裝置，包括一立式密封箱，其特征在于所述密封箱自上至下被隔板分為若干各自獨(dú)立的腔室，位于密封箱最下方的腔室為殺菌室，殺菌室之上的腔室為熱交換室；殺菌室底部設(shè)有發(fā)熱源，發(fā)熱源之上固定有流動(dòng)介質(zhì)受熱管，受熱管的進(jìn)料端連接有預(yù)熱管，受熱管的出料端連接有冷卻管；預(yù)熱管和冷卻管從下而上依次經(jīng)過(guò)各熱交換室，預(yù)熱管和冷卻管的端部突出于密封箱側(cè)壁形成進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口連接有送料泵；位于受熱管的出料端和冷卻管之間設(shè)置有增壓器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述殺菌 室的受熱管、熱交換室的預(yù)熱管和冷卻管直徑為5-20 mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述殺菌室的受熱管、熱交換室的預(yù)熱管和冷卻管均為螺旋管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述熱交 換室的預(yù)熱管位于熱交換室的上部，冷卻管位于熱交換室的下部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述 殺菌室的發(fā)熱源為電熱管、蒸汽或燃油，所述各腔室設(shè)置有以導(dǎo)熱油 為介質(zhì)的導(dǎo)熱體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述 受熱管的出料端設(shè)置有一溫度探測(cè)器，溫度探測(cè)器與所述送料泵連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述受熱 管的出料端還設(shè)置有物料探測(cè)器，該物料探測(cè)器與所述送料泵連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述密封 箱的外側(cè)壁設(shè)置有保溫層，各熱交換室預(yù)熱管和冷卻管的引出端位于保溫層內(nèi)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述殺菌室的螺旋受熱管和熱交換室的螺旋預(yù)熱管、冷卻管呈立式設(shè)置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流動(dòng)介質(zhì)熱殺菌裝置，其特征在于所述 殺菌室的螺旋受熱管和熱交換室的螺旋預(yù)熱管、冷卻管呈臥式設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用高溫對(duì)罐裝前的流動(dòng)介質(zhì)進(jìn)行有效殺菌的熱殺菌裝置，該裝置包括一立式密封箱，密封箱自上至下被隔板分為若干各自獨(dú)立的腔室，最下方的腔室為殺菌室，殺菌室之上為熱交換室；殺菌室設(shè)有發(fā)熱源和流動(dòng)介質(zhì)受熱管；受熱管的進(jìn)料端連接有預(yù)熱管，受熱管的出料端連接有冷卻管，預(yù)熱管和冷卻管自下而上依次經(jīng)過(guò)各熱交換室，預(yù)熱管和冷卻管的端部突出于密封箱的側(cè)壁形成進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口連接有送料泵；受熱管的出料端和冷卻管之間設(shè)置有增壓器。本發(fā)明的熱殺菌裝置結(jié)構(gòu)合理、熱能利用率高，流動(dòng)介質(zhì)在熱殺菌裝置中受熱升溫和冷卻降溫的時(shí)間特別短，能最好保護(hù)流動(dòng)介質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分，特別適合于液體飲料罐裝前的連續(xù)化的殺菌。
文檔編號(hào)A23C3/033GK101416765SQ20081021923
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者王承輝 申請(qǐng)人:王承輝