Пристрій для стерилізації та пастеризації рідких харчових продуктів

1. Пристрій для стерилізації та пастеризації рідких харчових продуктів, що містить з'єднані між собою системою технологічних тр убопроводів накопичувальну ємність, насос, генератор НВЧенергії, хвилевід, камеру для НВЧ-обробки, який відрізняє ться тим, що він додатково містить мо 3 35815 ційного енергопідведення пояснюється наступним чином. енергія продукт мікроорганізм Загальним принципом існуючих установок для пастеризації є підведення енергії до мікроорганізму безпосередньо від продукту. Якщо врахувати, що частка мікроорганізмів у загальному об'ємі продукту зневаженно мала, то більш ніж 99% енергії витрачається дарма. Крім того, нагрівання продукту призводить до погіршення його якісних характеристик. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити пристрій для стерилізації та пастеризації рідких харчових продуктів, в якому шляхом удосконалення конструкції пастеризаційного модуля забезпечити зменшення енергетичних витрат, зменшення температури пастеризації. Поставлена задача вирішена в пристрої для пастеризації та стерилізації рідких харчови х продуктів, що включає накопичувальну ємність, генератор НВЧ-енергії, хвильовід, камеру для НВЧобробки, трубопроводи для обробляємих потоків. В камері НВЧ-обробки розташовано модуль - стерилізатор, який має якнайменш дві пластини із радіопрозорого матеріалу, а щільовий канал між пластинами дорівнює 100-750мкм, який зафіксовано за допомогою ряду вертикальних прошарків. Бокові зони між пластинами герметизовані, а відкриті верхні та нижні торці введені в напірний та вихідний колектори. При цьому насос сполучений з входом накопичувальної ємності, вихід якої сполучений з входом модуля - стерилізатору та сполучений з ємністю для пастеризованого харчового продукту, генератор НВЧ-енергії, сполучений з входом до камери НВЧ-обробки. Заявлений пристрій зображено на кресленні, де Фіг.1 - Пристрій для пастеризації та стерилізації рідких харчових продуктів Фіг.2 - Модуль-стерилізатор. Пристрій складається з камери НВЧ-обробки 1, модуля-стерилізатору 2, хвилеводу 3, генератору НВЧ-енергії 4, накопичувальної ємності 5, ємності для пастеризованого продукту 6, тр убопроводів для потоків, що оброблюються 7, насосу 8. Модуль-стерилізатор 2 складався з вхідного 9 та вихідного 10 колекторів, робочої ємності 11, яка утворювалася поверхнями з радіопрозорого матеріалу. Модуль зі щільовими каналами конструктивно простий. Необхідний зазор каналу забезпечувався товщиною прошарків 12. Всі вузли модулю виготовлялися з радіопрозорих матеріалів. Це скло, фторопласт та сілікон. Перелічені вузли сполучені між собою за такою схемою. Насос 8 сполучений з входом накопичувальної ємності 5, вихід якої сполучений з входом модуля-стерилізатору 2, а вихід модулястерилізатору 2 сполучений з ємністю 6 для пастеризованого харчового продукту. Генератор НВЧенергії 4 сполучений з входом накопичувальної ємності 3, вихід якої сполучений, з камерою НВЧобробки. Процес пастеризації здійснюється в такій послідовності. Насосом 8 харчова рідина подається у накопичувальну ємність 5, з якої надходить в мо 4 дуль-стерилізатор 2, що розташований у камері 1 для НВЧ-обробки. НВЧ-енергія, що формується в генераторі 4 через хвилевід 3 надходить в камеру НВЧ-обробки 1. Продукт, що протікає через модуль-стерилізатор 2, під впливом НВЧ-енергії стерилізується. Завдяки тому, що протікання рідини організовано через тонкий прошарок модулястерилізатору 2, досягається селективна дія НВЧполя на мікроорганізми. Реалізується схема паралельного підводу енергії до продукту і до мікроорганізму. продукт енергія мікроорганізм Якщо позначити через QМ кількість енергії, яка підводиться до мікроорганізму, а через QПкількість енергії, що підводиться до продукту, то в традиційній схемі загальна кількість витраченої енергії Q дорівнює: Q=QM=QП У пропонуємій корисній моделі енергія, що підводиться до продукту, є тільки частиною загального теплового потоку: Q=QM+QП Енергетична ефективність процесу пастеризації, якість продукту зростають за умовами зниження величини QП та підвищення значення QM. Досягається це за рахунок того, що створюються особливі гідравлічні режими при переміщенні рідини в об'ємі модуля (формування структури продукту). Утворюється рухомий або нерухомий шар рідини, товщина якого обмежується. У мікроплівці рідини електромагнітне поле менше розсіюється, більш доступними для енергетичного потоку стають мікроорганізми. Чим менше товщина плівки, тим більш ефективним буде процес пастеризації, тим краще проявляють себе селективні можливості, тим більша частка енергії буде безпосередньо досягати об’єму мікроорганізмів. Таким чином улагодження структури продукту та величини електромагнітного поля зведе до можливості низькотемпературної пастеризації продукту. У порівнянні з прототипом пропонуємий спосіб пастеризації (стерилізації) водовмісних харчових продуктів характеризується підвищеними технічними та економічними характеристиками, при цьому досягається висока якість продукту. За рахунок вибіркового нагріву температура мікроорганізму підвищується швидше та більше, ніж температура продукту. Результатом цього буде те, що пастеризація продукту відбудеться при низькій температурі продукту, тобто при збереженні нативних якостей продукту. Крім того, підвищується енергетичний ККД процесу пастеризації, так як менше енергії використовується на нагрів продукту. Ефект, який досягається по запропонованому пристрою, ілюструється результатами досліджень, що надані в Таблиці 1. Досліди проводились з шампанським виноматеріалом та дріжджовими клітинами. З таблиці виходить, що при формуванні потоку рідини в запропонованому модулі - стерилізаторі товщина зазору щільового каналу суттєво впливає на ефективність процесу пастеризації. Технічний ефект досягається при зазорах, які менші за 5 35815 500мкм. Дослідження гідродинаміки модулів показали, що при величинах зазорів, які менші за 100мкм, гідродинамічний опір модуля завеликий 6 для практичного використання в промислових пастеризаторах. Таблиця 1 Залежність летальної температури (°С) від величини зазору щільового каналу Модуль-стерилізатор Традиційний пастеризатор Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 40 60 Зазор щільового каналу, мм 2 0,2 56 46 Підписне 0,1 38 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601