Теплообменная и транспортирующая система для автоклавирующего устройства
Формула / Реферат
1. Устройство для термообработки продукта, в частности продукта, запечатанного в мешки, которые находятся внутри контейнера, при этом сами контейнеры расположены в камерах, содержащее
нагревательный узел для доведения продукта до температуры и давления обработки, образованный одной или более камерами (T1, T2);
стерилизационный узел с камерой (10) для обработки паром и водой продукта при заданных температуре и давлении с целью его стерилизации, причем стерилизационный узел представляет собой автоклав, предназначенный для размещения внутри себя контейнеров с возможностью их вращения вокруг центральной оси автоклава между положениями (Т3-Т6) для продукта и насосы для содержания и подачи теплообменных текучих сред из одной части устройства перед его использованием в другую часть устройства;
узел водяного охлаждения, содержащий одну или более камер (Т7-Т9) для доведения продукта до условий окружающей среды; причем каждый узел выполнен с возможностью выборочной герметизации от другого узла;
камеру (Т10) испарительного охлаждения;
насосы для передачи теплообменных текучих сред из одной части устройства в другую часть устройства;
нагреватель (26) для выработки пара и для его подачи тепла в стерилизационный узел;
нагреваемый резервуар (27), соединенный с нагревателем (26) для подачи теплообменной жидкости в стерилизационный узел;
каналы (29, 32) для переноса теплообменных текучих сред между охлаждающим и нагревательным узлами;
при этом устройство содержит тепловой насос (21), обеспечивающий перенос тепла от текучей среды, выходящей из нагревательного узла по каналу (20), к текучей среде, выходящей из узла водяного охлаждения.
2. Устройство по п.1, в котором каждый насос является поршневым насосом и включает поршневую камеру для содержания воды, и каждая из этих камер имеет один или более впускных и выпускных отверстий.
3. Устройство по п.2, в котором поршневая камера насоса имеет, по меньшей мере, такой же объем, как у камер (T1, T2, T7-Т9) нагревательного или охлаждающего узла.
4. Устройство по любому предшествующему пункту, содержащее несколько нагревательных узлов, позволяющих выполнять нагревание поэтапно.
5. Устройство по любому предшествующему пункту, содержащее несколько охлаждающих узлов, позволяющих выполнять охлаждение поэтапно.
6. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором контейнер имеет полый цилиндрический корпус (53) и торцевую крышку (55).
7. Устройство по п.6, в котором торцевая крышка контейнера содержит пластины (56) или лопатки, обеспечивающие вращение контейнера.
8. Устройство по п.7, в котором камера (T1, T2, Т7-Т10) содержит отверстие для направления текучей среды к пластине или лопатке, чтобы вызывать вращение контейнера.
9. Устройство по любому из пп.6-8, в котором камеры нагревательного или охлаждающего узлов включают впускные и выпускные патрубки для направления теплопередающей текучей среды к торцевым крышкам и принятия теплопередающей текучей среды из контейнеров.
10. Устройство по любому из пп.6-9, в котором камеры нагревательного или охлаждающего узлов включают впускные и выпускные патрубки, чтобы прикладывать давление к торцевой крышке контейнера так, чтобы перемещать их в направлении потока теплопередающей текучей среды внутри нагревательного или охлаждающего узлов.
11. Устройство по любому из пп.6-10, в котором контейнер имеет одно или более отверстий в стенке цилиндрического корпуса, чтобы позволить текучей среде циркулировать внутри корпуса и вокруг продукта.
12. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором испарительная охлаждающая камера (Т10) содержит один или более вентиляторов (35) для сушки и охлаждения продукта.

Текст
ТЕПЛООБМЕННАЯ И ТРАНСПОРТИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АВТОКЛАВИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА В изобретении представлено устройство для термообработки продукта, в частности продукта,содержащегося внутри герметично запечатанного мешка или другого пластикового контейнера,содержащее нагревательный узел (T1, T2) для содержания продукта, по мере того как продукт доводится до температуры и давления обработки, стерилизующий узел (10) для содержания продукта при заданных температуре и давлении обработки, чтобы стерилизовать продукт, и охлаждающий узел (Т 7-Т 9) для доведения продукта от упомянутых температуры и давления обработки до условий окружающей среды; причем каждый узел выполнен с возможностью выборочной герметизации от другого узла, причем устройство дополнительно содержит каналы(29, 32), переносящие теплообменные текучие среды, позволяя теплопередачу между узлами; и нагреватель (26), предпочтительно вырабатывающий пар, для подачи тепла в устройство; теплообменный узел (21), обеспечивающий перенос тепловой энергии от одного канала к другому; нагреваемый резервуар (27) для поддерживания резервуара теплоносителя при самой высокой температуре, требуемой устройством.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: РИСЕРЧ ЭНД ДИВЕЛОПМЕНТ СИСТЕМЗ ЛИМИТЕД (GB) Область техники Настоящее изобретение касается автоклавирующего устройства, используемого для термообработки пищевых продуктов, в частности системы теплообмена, включенной в него. Уровень техники Система теплообмена, как здесь описано, используется совместно с устройством непрерывного автоклавирования, чтобы управлять конкретным теплоносителем, используемым в этом устройстве. Тем не менее, система особенно подходит и описана со ссылкой на автоклавирующее устройство, описанное в Международной (РСТ) патентной заявкеPCT/GB 08/01146. Чтобы усовершенствовать работу автоклавирующего устройства, изобретение, описанное в PCT/GB 08/01146, использует несколько замкнутых объемов, каждый выполнен с возможностью отдельной герметизации от других объемов, причем продукт перемещается последовательно из одного объема в другой. С увеличением стоимости энергии и также желанием снизить выбросы так называемых парниковых газов снижение потерь энергии становится все более важным. Автоклавы периодического действия уровня техники не являются в целом энергоэффективными, а неэффективное потребление энергии в нагревающих текучих средах приводит к потерям большого количества энергии и воды. Автоклавы непрерывного действия могут быть значительно более энергоэффективными, но не получили коммерческого использования главным образом вследствие чрезмерной сложности, размеров и стоимости по сравнению с существующими автоклавами периодического действия. Следовательно, настоящее изобретение намерено решить вышеупомянутые проблемы и создать автоклавирующее устройство, содержащее систему теплообмена, которая обеспечивает оптимальное потребление энергии, а также обеспечивающее средство транспортировки продукта через автоклав, тем самым значительно снижая сложность и стоимость автоклава. Сущность изобретения Согласно первому объекту изобретения предлагается устройство для термообработки продукта, в частности продукта, содержащегося внутри герметично запечатанного мешка или другого пластикового контейнера, причем устройство содержит нагревательный узел для содержания в нем продукта, в то время как продукт доводится до температуры и давления обработки, стерилизующий узел для содержания продукта при заданных температуре и давлении обработки, чтобы стерилизовать продукт, и охлаждающий узел для доведения продукта от упомянутых температуры и давления обработки до условий окружающей среды; причем каждый узел выполнен с возможностью выборочной герметизации от другого узла, причем устройство дополнительно содержит каналы, переносящие теплообменные текучие среды,позволяя теплопередачу между узлами; нагреватель, предпочтительно вырабатывающий пар, для подачи тепла в устройство; теплообменный узел, обеспечивающий перенос тепловой энергии от одного канала к другому; нагреваемый резервуар для поддерживания резервуара теплоносителя при самой высокой температуре, требуемой устройством. Предпочтительно устройство содержит несколько нагревательных узлов, позволяющих выполнять нагрев поэтапно и повышающих эффективность потребления энергии. Возможно, теплообменный узел содержит тепловой насос. Устройство предпочтительно содержит несколько охлаждающих узлов, позволяющих выполнять охлаждение поэтапно и также повышающих эффективность потребления энергии. Предпочтительно нагреваемый резервуар поддерживает воду при температуре более 110 С и также предпочтительно ниже 130 С. Обычно устройство содержит магазин для удерживания мешка с продуктом и для перемещения мешка с продуктом через устройство. Дополнительно магазин обычно установлен с возможностью вращения вокруг центрального вала, причем упомянутый вал выполнен с возможностью принятия множества магазинов. Предпочтительно тепло переносится через устройство жидкостью. Также предпочтительно текучая среда прикладывает силу к продукту для содействия перемещению продукта через устройство. Вал и магазины предпочтительно окружены корпусом, также предпочтительно трубчатой конструкции, чтобы обеспечить более легкое обращение с продуктом. Корпус возможно имеет два или более отверстий в стенке корпуса, чтобы позволить текучей среде циркулировать внутри корпуса и вокруг продукта. Предпочтительно корпус содержит штифты или лопатки на наружной поверхности, чтобы увеличить силу,испытываемую корпусом вследствие течения нагревающей текучей среды. Предпочтительно избыточная вода сверх той, которая требуется автоклаву, возвращается в нагреваемый резервуар. Также предпочтительно в состав включен клапан, предотвращающий протекание в нагреваемый резервуар воды, имеющей температуру более 125 С. Устройство предпочтительно содержит один или более вентиляторов, чтобы подавать воздух через узел для содействия переносу тепла. Краткое описание чертежей Изобретение сейчас будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи, которые показывают только в качестве примера два варианта выполнения автоклавирующего устройства и систему теплообмена. На чертежах фиг. 1 - схематичный вид автоклава и системы теплообмена, содержащей тепловой насос; фиг. 2 а и 2b - схематичные виды кассет, содержащих продукт, закрепленных внутри магазинов,проходящих через устройство; и фиг. 3 а-3d показывают прохождение кассет в нагревательную камеру, а также детали потоков теплоносителя и гидравлического вращения; фиг. 4 а-4f - схематичные виды того же автоклава без теплового насоса, но взамен использующего простой теплообменник, и показывающие различные этапы теплообмена и гидравлического вращения вместе со связанными каналами. Подробное описание изобретения Автоклавирующее устройство по фиг. 1 пригодно для стерилизации пищевых продуктов, удерживаемых внутри герметично запечатанного контейнера, и, в частности, подходит, когда контейнер выполнен из пластикового материала. Продукт, обрабатываемый в устройстве, подвергается циклу нагрева и сжатия, в котором продукт приводится от условий окружающей среды в условия повышенных температуры и давления, чтобы завершить стерилизацию до возвращения к условиям окружающей среды. В целом, система управления температурой и давлением содержит источник тепла в виде котла, который подает пар непосредственно во множество элементов системы. Теплообменник позволяет перенос тепла от одного канала текучей среды к другому без риска бактериального загрязнения. Кроме того, тепловой насос обеспечивает экономию энергии обеспечением охлаждения частично охлажденной воды до условий окружающей среды и распределением энергии, отведенной от этой воды, к другому объему воды, которая требует нагрева. Нагреваемый резервуар, включающий подачу пара, нагреваемого непосредственно от котла, также обеспечен для обращения с водой при самых высоких температурах, используемых системой, свыше 110 С, и нагрева и хранения такой воды при наибольшей требуемой температуре,около 130 С. Обеспечением перемещения энергии между областями с недостатком и избытком энергии энергоэффективность автоклавирующего устройства улучшается. Ссылаясь подробно на вариант выполнения, показанный на фиг. 1, он показывает автоклавирующее устройство, в котором партия пищевого продукта, удерживаемого внутри контейнера, постепенно нагревается и затем охлаждается перед упаковыванием для продажи. Продукт обычно закреплен в магазине,который затем переходит из одной камеры (обозначенной T1, T2 и Т 7-Т 10) в следующую. Внутри основной стерилизационной камеры 10 магазин установлен в корпус для вращения вокруг центральной оси автоклава между положениями Т 3-Т 6. Во время совершения этого большого вращения магазин также может вращаться относительно корпуса, тем самым увеличивая общее вращение для обеспечения равномерного нагрева продукта, или улучшенного смешивания ингредиентов, или улучшенного внутреннего переноса тепла. Альтернативно, магазин может вращаться в противоположном направлении, чтобы устранить или снизить такое вращение, где это полезно для продукта, как, например в продуктах, где уплотнение может снизить качество. На фиг. 1 камера Т 1 используется для загрузки магазинов или кассет контейнеров с продуктом в положение, из которого они могут быть проведены через автоклав непрерывного действия и в котором начальный нагрев может начинаться передачей тепла при непосредственном контакте с горячей водой при приблизительно 60 С, циркулирующей внутри. Магазины в камере Т 1 могут вращать опорными валами или гидравлическим действием воды под давлением, сталкивающейся с пластинами, прикрепленными к магазинам, чтобы обеспечить удаление запертого воздуха гравитационным смещением и позволить смешивание ингредиентов при необходимости. Как только первая камера содержит требуемое количество магазинов, запорный клапан, соединяющий камеры Т 1 и Т 2, открывается так, чтобы магазин, заполненный кассетами, мог быть перемещен приводной цепью, расположенной между двумя поворотными валами, или гидравлическим действием теплоносителей, всасываемых из Т 1 в основную нагревательную камеру Т 2. Камера Т 2 герметизируется закрытием этого запорного клапана, и вода при 90 С, содержащаяся в ней, за минуты вытесняется более горячей водой под давлением, чтобы довести продукт до окончательных температуры стерилизации и избыточного давления. Магазины в камере Т 2 также могут вращаться механическим или гидравлическим средством, чтобы позволить дополнительное смешивание ингредиентов при необходимости. После прохождения требуемого времени запорный клапан, соединяющий Т 2 с камерой 10, открывается так, чтобы магазины могли быть перемещены либо механическим, либо гидравлическим средством в камеру 10. Основная камера 10 содержит основной, по существу, цилиндрический резервуар высокого давления. Во время работы камеры 10 водная масса 11 поддерживается на таком уровне, что продукт проходит через нее. Внутри основной камеры 10 расположена большая поворотная рама, содержащая четыре трубчатых отделения, в которые загружаются магазины с контейнерами продукта. Специалисту в данной области техники ясно, что количество трубчатых отделений, вставленных в камеру 10, выбирается подходящим для пользователя и предполагаемого продукта. Труба может иметь центральную оросительную трубу вдоль ее длины, позволяющую нагревающей текучей среде течь вдоль ее длины, или альтернатив-2 023308 но, полые центры каждой кассеты могут вместе выполнять функцию оросительной трубы. Камера 10 удерживается при требуемых температуре и давлении стерилизации введением пара при давлении 5 бар через две верхние оросительные трубы, которые находятся выше уровня воды. При необходимости сжатый воздух также может быть использован, чтобы повысить или помочь управлению избыточным давлением. Температура и давление поддерживаются при этих постоянных значениях в течение полного обычного времени работы автоклава, которое легко может длиться несколько дней. Загрузка магазинов в камеру 10 из камеры Т 2 происходит так, что магазины поступают в нижнюю половину камеры 10, ниже уровня воды, содержащейся внутри камеры 10. После прохождения заданного времени внутри воды под давлением магазин поворачивается вверх в направлении, обозначенном стрелкой А, между положениями Т 3 и Т 6, из воды (обозначенной заштрихованной областью 11) и в пар под давлением выше поверхности воды. Альтернативно, вся камера 10 может быть заполнена водой под давлением. Обеспечено независимое средство вращения, либо механическое, либо гидравлическое, чтобы обеспечить дополнительно вращение продукта в положениях Т 3-Т 6 или вращение в обратном направлении, чтобы снизить эффект вращения барабана магазина или обеспечить запрограммированное вращение или вращение в обратном направлении, при необходимости. Перед тем как выгрузка из Т 6 может начаться, первую охлаждающую камеру Т 7 необходимо заполнить водой при высокой температуре и довести до избыточного давления стерилизации закрытием ее запорных клапанов и перемещением ее содержимого в Т 2, чтобы нагреть поступающий продукт, в то же время наполняя ее из камеры 10. Вода, выкачиваемая из камеры 10, восполняется из конденсатного бака. Как только давления и температуры выровнены в обеих камерах 10 и Т 7, соединительный запорный клапан может быть открыт. Как только запорный клапан полностью открылся, магазин с продуктом в положении Т 6 перемещается в камеру Т 7 либо механическим, либо гидравлическим средством. Когда камера Т 7 приняла ее магазин с продуктом, запорный клапан закрывается, и вода при высокой температуре перекачивается обратно в нижнюю секцию нагреваемого резервуара 27 с лопатками и замещается водой из Т 8 при около 60 С, тем самым охлаждая продукт до около 90 С. Камера Т 8 является местом прохождения второго этапа охлаждения, где продукт охлаждается от 90 до 60 С закачиванием воды при 40 С из камеры Т 9. Затем из камеры Т 8 продукт проходит в две дополнительные камеры Т 9, Т 10, в которых он далее охлаждается до 40 и 30 С соответственно. В последней камере Т 10 вентилятор 35, расположенный в направлении оси относительно камеры Т 10, высушивает и охлаждает продукт путем испарительного охлаждения воды на наружной поверхности контейнеров с продуктом. Рассматривая теперь систему нагрева и охлаждения более подробно, необработанный продукт поступает в камеру Т 1. Вода из камеры Т 2, которая находится при температуре около 90 С, перекачивается через клапан V2 в камеру Т 1. Это предварительно нагревает продукт до около 80 С. Таким образом,энергия, потраченная на продукт, вызывает падение температуры водыдо около 60 С. Эта более холодная вода перекачивается через канал 20 в теплообменник, который в описанном варианте выполнения содержит тепловой насос 21, и, в частности, к испарителю 22 теплового насоса 21. Здесь вода охлаждается до 20 С посредством хладагента, содержащегося внутри змеевика 23 испарителя 22. Энергия, теперь удерживаемая в хладагенте, передается через компрессор 24 в нагревательную секцию (см. ниже) теплового насоса 21. Охлажденная вода либо возвращается непосредственно в камеру Т 9 через канал 34, либо циркулирует через теплообменник (не показан), чтобы сохранить отделение нагревательной воды, охлажденной продуктом (которая может быть загрязнена), от термически обработанного продукта, который охлаждается. Продукт при температуре около 80 С переходит в камеру Т 2. Здесь, вода из камеры 10 автоклава при температуре около 130 С пропускается каналом 25 в камеру Т 2. Энергия воды используется для нагрева продукта. Таким образом, температура продукта увеличивается до около 125 С, и температура воды понижается до около 90 С, готовая к перекачиванию в Т 1, как описано выше. Затем продукт переходит в автоклав 10 в положение Т 3. Вода 11 находится при температуре 130 С и поддерживается в жидкой фазе давлением внутри автоклава 10. Температура воды 11 способствует началу стерилизации продукта. Часть или вся потеря тепловой энергии воды, вызванная этим этапом, восполняется энергией из пара над уровнем воды. Температура внутри автоклава 10 поддерживается при 130 С теплом от двух источников. Вопервых, пар получается непосредственно из котла 26. Во-вторых, нагретая рециркуляционная вода получается из нагреваемого резервуара 27. Как только процесс стерилизации завершен, продукт переходит из автоклава 10 в камеру Т 7, где продукт охлаждается водой, имеющей температуру около 60 С и полученной из камеры Т 8 через канал 28. Следовательно, температура продукта снижается со 130 С до около 90 С. Вода до охлаждения переходит через канал 29 и клапан V1 в нагреваемый резервуар 27 для нагрева до 130 С, готовая к повторному использованию для нагрева камеры 10. Сначала, когда продукт находится при 130 С, только покинув камеру 10, вода, текущая по каналу 29, имеет температуру более 125 С, и клапан V1 направляет воду непосредственно в нагреваемый резер-3 023308 вуар 27. Однако, по мере снижения температуры продукта, температура воды в канале 29 также снижается. При температуре ниже 125 С клапан V1 направляет воду в конденсатор 30 теплового насоса 21. Здесь тепло отводится от хладагента, доводя воду до около 130 С, которая затем переходит по каналу 31 в нагреваемый резервуар 27. Отметим, что пока вода из канала 29 пропускается клапаном V1 непосредственно в нагреваемый резервуар 27, вода при температуре около 90 С отводится через канал 32 от камеры Т 2 в конденсатор 30. При необходимости, вода в конденсатном баке 27 может быть нагрета теплом, взятым от пара, отведенного из парового котла 26, посредством змеевика 33. Альтернативно, в применениях,использующих тепловые насосы с охлаждающими текучими средами, которые больше подходят для более низких температур, тепловой насос используется главным образом для повышения эффективности переноса тепла от охлаждающей воды, и паровой котел является единственным средством увеличения тепловой энергии агента, чтобы повысить температуру воды в диапазоне от 65 до 90 С, которая затем нагревается до 130 С. Продукт в камере Т 7, как только он достиг температуры около 90 С, перемещается в камеру Т 8, где происходит дальнейшее охлаждение до около 60 С. Охлаждение достигается перекачиванием воды из камеры Т 9, причем температура воды в камере Т 8 составляет около 40 С. Аналогично, при переходе к камере Т 9 продукт охлаждается до температуры около 40 С. Для этого охлаждающая вода из испарителя 22 при температуре около 20 С перекачивается через канал 34 или через разделяющий теплообменник в камеру Т 9. Наконец, продукт перемещается из камеры Т 9 в камеру Т 10, где продукт высушивается при помощи испарительного охлаждения воздухом, прогоняемым через камеру Т 10 аксиально расположенным вентилятором 35, установленным на ней. Потери воды восполняются до требуемого уровня проточной водой из питьевого водопровода через буферный бак в камеру Т 9. Обращаясь теперь к фиг. 2, 3 и 4, приведен пример дополнительного признака устройства. Перемещение магазинов, несущих продукт, упрощенно показано на фиг. 2 а и b. В общем, магазины 57, содержащие продукт, загружают в позиции А. Затем они проходят через ряд камер в направлении, показанном стрелками, перед покиданием устройства в позиции В. На фиг. 2 а показано пять камер, хотя следует считать, что их количество может быть выбрано таким образом, чтобы подходить предполагаемому применению. Камеры 1-5 отделены друг от друга рядом запорных клапанов 1-4, которые могут изолировать камеры друг от друга, когда закрыты. Нагревательная система и система теплообмена, описанные выше, способствуют перемещению продукта между камерами, как проиллюстрировано на фиг. 3 а-3d. Точки 60 входа и точки 61 выхода расположены таким образом, что нагревающая или охлаждающая текучая среда течет через камеру 52 в направлении перемещения магазинов 57, которые содержат кассеты 40, которые несут продукт. Магазины 57 удерживают кассеты 40 посредством торцевых крышек 55, которые имеют диаметр больший, чем у магазинов 57. Когда магазины 57 необходимо переместить внутри автоклава, давление в канале 60 увеличивается относительно давления в канале 61 насосом. Сила, создаваемая разностью давлений на торцевых крышках 55, таким образом, вызывает перемещение магазинов в заданном направлении. Эффективность этого процесса вместе с процессом обработки продукта в целом улучшена при помощи разделения "партий" воды, которые могут иметь различные температуры в 60 и 61 и эффективно удерживаются от смешивания торцевыми крышками. Это особенно полезно там, где следующая комбинация условий в только что освобожденной камере выполнена отличной от условий, используемых перед перемещением магазина из камеры. Трубчатая конструкция 57 магазина содержит цилиндрический участок 53, в который введен набор кассет 40, несущих продукт. Цилиндр 53 содержит отверстия, которые позволяют нагревающей текучей среде свободно циркулировать внутри и проходить через цилиндр 53 для нагрева или охлаждения продукта. Как только продукт расположен внутри цилиндра 53, торцевые пластины 55 прикрепляются к торцам цилиндра 53 и весь магазин 57 загружается в камеру 51. Теперь давление в камере 51 повышается относительно давления в камере 52. Когда запорный клапан 58 на выходном конце камеры 51 открыт,магазин, содержащий продукт, перемещается в следующую камеру 52 в направлении, показанном стрелкой С на фиг. 3b, разностью давлений, действующей теперь на торцевые крышки 55, которые, в свою очередь, создают поступательную силу. На фиг. 3 с показано, что это перемещение магазинов может осуществляться внутри одной камеры потоком от 60 к 61, как описано выше. Таким образом, энергоэффективность устройства повышается, поскольку теплоноситель служит еще и в качестве текучей среды, создающей движущую силу. Более того, требование к дополнительным механическим признакам для вызывания этого движения также снижено. Ясно, что хотя торцевая пластина 55 должна быть сплошной, другие элементы торцевой крышки могут быть открытыми и могут включать в себя признаки для улучшения зацепления и силы, приложенной к цилиндру 53 потоком текучей среды. Более того, торцевая крышка может также включать в себя признаки, такие как пластины 56 или лопатки, чтобы увеличить или направить упомянутую силу, распределить теплообменные текучие среды более эффективно или позволить вращение или вращение в обратном направлении цилиндра. На фиг. 3d показано два таких признака. Когда теплообменные текучие среды направлены через канал 62, они поступают в торцевую крышку между двумя торцевыми пластинами, причем внутренняя пластина имеет открытый центр, который выравнивается с полым сердечником кассет, несущих продукты, которая направляет текучую среду в упомянутый сердечник в направлении стрелки D. Поскольку выпускное отверстие 63 расположено внутри другой торцевой крышки, оно может принять только те текучие среды, которые прошли между отдельными мешками или контейнерами продукта в радиально наружном потоке, как показано восьмью меньшими стрелками. Естественно, этот поток фактически распространяется на 360, а не в одной плоскости, как здесь показано. Второй чертеж показывает эффект от добавления дополнительных впускных отверстий и выполнения их наклонными, обозначенных теперь 64. Текучая среда во впуске теперь сталкивается с пластинами 56 и вызывает вращение в направлении стрелки Е. Следовательно видно, что теперь конструктор автоклава имеет множество возможностей использования теплоносителей с точным управлением продуктом по мере того, как он проходит каждый этап автоклава непрерывного действия. На фиг. 4 а-f показан тот же автоклав, что и на фиг. 1, но с другой системой трубопроводов, чтобы позволить перемещение магазинов или "кассет" продукта, и показывают последовательность кассет 1-8,проходящих через этот автоклав. Четыре этапа - загрузка, нагрев, охлаждение и разгрузка используются в этом варианте выполнения наряду с потоком теплоносителей как для переноса тепла, так и физического перемещения кассет. На фиг. 4 а показан этап 1 с открытыми запорными клапанами ЗК 1 и ЗК 3. Кассета 3 (Касс 3) перемещается из камеры Т 10 в камеру Т 7 путем перекачивания воды при 130 С из камеры Т 7 во впускную камеру поршневого насоса Р 1 по каналу с. В то же самое время напорная сторона поршневого насоса Р 1 перемещает воду при 130 С в нагреваемый резервуар по каналу b. Вода, поступающая в нагреваемый резервуар в нижней секции, смещает воду из верхней секции обратно в камеру Т 10 по каналу а. Все эти перемещения происходят под действием базового давления в 3 бар, причем работа насоса Р 1 обеспечивает достаточное избыточное/пониженное давление, чтобы обеспечить гидравлическую силу, достаточную для обеспечения необходимого перемещения двух кассет. В то же время, кассета 6 перемещается из камеры Т 1 в камеру Т 2 действием поршневого насоса Р 2,который всасывает воду при 90 С из камеры Т 2 со стороны камеры Т 10 по каналу d и в то же время нагнетает воду при 90 С по каналу е во вновь загруженную кассету 7 через ее полый сердечник, тем самым увеличивая напор как в камере Т 0, так и Т 1, что замыкает гидравлический контур и заставляет кассету 6 переместиться в камеру Т 2. Фиг. 4b показывает начало этапа 2. Все четыре запорных клапана теперь закрыты, и поршневой насос Р 2 теперь совершает обратный ход, перекачивая воду при 90 С из своей новой напорной стороны(которая была взята из камеры Т 2 на этапе 1) в сердечник кассеты 7 по каналам n и m и стороне нестерилизованной воды теплообменника х, тем самым дополнительно нагревая продукт внутри кассеты 7. Эта вода нагревается в теплообменнике горячей водой на стороне стерилизованной воды, которая прокачивается по кругу центробежным насосом Р 3 по каналам i и 1 через сердечник кассеты 3 внутри камеры Т 7,тем самым охлаждая продукт, содержащийся в кассете 3. Продукт в кассете 6 нагревается от 90 до более 110 С и около 2,2 бар действием как напорной, так и впускной сторон поршневого насоса Р 1 по каналам j и k. Кассета 1 извлекается из камеры Т 9, и водопроводная вода вводится в сердечник кассеты 1 для дальнейшего охлаждения продукта, содержащегося внутри нее, с 40 до 30 С. Избыток воды отводится в камеру Т 9 под собственным весом, охлаждая воду внутри камеры Т 9 до между 20 и 40 С. На фиг. 4 с показан конец этапа 2, примерно через пару минут после его начала. Продукт в кассете 7 теперь находится при около 60 С, на 40 С выше окружающей среды, и продукт в кассете 3 теперь находится при около 90 С, на 40 С ниже температуры стерилизации. Температура продукта в кассете 6 теперь составляет около 130 С, и давление в камере Т 2 увеличилось до 3 бар. Окончательное охлаждение и сушка кассеты 1 и ее продукта достигаются продувочным воздухом от осевого вентилятора через ее сердечник. На фиг. 4d показан этап 3. Давления в Т 7 и Т 6 теперь выровнены, позволяя открытие запорного клапана ЗК 4 и перемещение кассеты 3 гидравлическим действием воды, перекачиваемой из напорной стороны поршневого насоса Р 1 при 1,2 бар, против напора низкого давления в 1,1 бар в камере Т 8. Поток воды в камеру Т 8 отводится в сторону всасывания центробежного насоса Р 3 через канала m и теплообменник х и, следовательно, через канал s в сердечник вновь загруженной кассеты 8, которая находится при 20 С. Давления в камерах Т 10 и Т 2 также равны по 3 бар, позволяя открытие запорного клапана ЗК 2 и гидравлическое действие воды при 90 С и 3 бар, перекачиваемой из Р 2 по каналу q в камеру Т 2 со стороны камеры Т 0, чтобы переместить кассету 6 в камеру Т 10. Избыточная вода при 130 С из камеры Т 10 возвращается обратно в нагреваемый резервуар по каналу а. Кассета 1 теперь готова к удалению из автоклава. На фиг. 4 е показано начало этапа 4. Все запорные клапаны снова закрыты. В камере Т 7 повышается давление с 1,2 до 3 бар открытием канала у, который затем позволяет перемещение воды при 130 С в камеру Т 7, смешиваясь с водой при 90 С, содержащейся внутри камеры Т 7, которая, в свою очередь,-5 023308 отводится во впускную сторону поршневого насоса Р 1 через канал v при итоговой температуре 110 С. Вода, содержащаяся в камерах Т 9 и Т 8, прокачивается через теплообменник и кассеты 2 и 3 через каналы h, g и m поршневым насосом Р 3 до тех пор, пока температура в канале h не превысит температуру в Т 9. Вода при 90 С в напорной стороне поршневого насоса Р 2 закачивается в сердечник кассеты 8, чтобы нагреть ее до 60 С. Избыточная вода при 90 С отводится во впускную сторону поршневого насоса Р 2 из камеры Т 1. Вода при 110 С в напорной стороне поршневого насоса Р 1 закачивается в основание конденсатного бака, где она нагревается до 130 С котлом (не показан). Смешивание воды при 110 С и при 130 С исключается использованием лопаток внутри конденсатного бака. Вода при 130 С таким образом прокачивается через канал а в сердечник кассеты 6 внутри камеры Т 10, нагревая продукт, содержащийся внутри нее, со 110 до 130 С. На фиг. 4f показан конец этапа 4. Камеры Т 0, Т 1 и Т 2 теперь все находятся при 90 С. Избыточное давление в камере Т 2 выпускается в камеру Т 0 через сердечник кассеты 8 через канал z. Теперь цикл из 4 этапов готов к повторению. Понятно, что изобретение не ограничивается конкретными элементами, описанными здесь, которые даны только в качестве примера, и что в пределах объема изобретения возможны различные модификации и изменения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для термообработки продукта, в частности продукта, запечатанного в мешки, которые находятся внутри контейнера, при этом сами контейнеры расположены в камерах, содержащее нагревательный узел для доведения продукта до температуры и давления обработки, образованный одной или более камерами (T1, T2); стерилизационный узел с камерой (10) для обработки паром и водой продукта при заданных температуре и давлении с целью его стерилизации, причем стерилизационный узел представляет собой автоклав, предназначенный для размещения внутри себя контейнеров с возможностью их вращения вокруг центральной оси автоклава между положениями (Т 3-Т 6) для продукта и насосы для содержания и подачи теплообменных текучих сред из одной части устройства перед его использованием в другую часть устройства; узел водяного охлаждения, содержащий одну или более камер (Т 7-Т 9) для доведения продукта до условий окружающей среды; причем каждый узел выполнен с возможностью выборочной герметизации от другого узла; камеру (Т 10) испарительного охлаждения; насосы для передачи теплообменных текучих сред из одной части устройства в другую часть устройства; нагреватель (26) для выработки пара и для его подачи тепла в стерилизационный узел; нагреваемый резервуар (27), соединенный с нагревателем (26) для подачи теплообменной жидкости в стерилизационный узел; каналы (29, 32) для переноса теплообменных текучих сред между охлаждающим и нагревательным узлами; при этом устройство содержит тепловой насос (21), обеспечивающий перенос тепла от текучей среды, выходящей из нагревательного узла по каналу (20), к текучей среде, выходящей из узла водяного охлаждения. 2. Устройство по п.1, в котором каждый насос является поршневым насосом и включает поршневую камеру для содержания воды, и каждая из этих камер имеет один или более впускных и выпускных отверстий. 3. Устройство по п.2, в котором поршневая камера насоса имеет, по меньшей мере, такой же объем,как у камер (T1, T2, T7-Т 9) нагревательного или охлаждающего узла. 4. Устройство по любому предшествующему пункту, содержащее несколько нагревательных узлов,позволяющих выполнять нагревание поэтапно. 5. Устройство по любому предшествующему пункту, содержащее несколько охлаждающих узлов,позволяющих выполнять охлаждение поэтапно. 6. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором контейнер имеет полый цилиндрический корпус (53) и торцевую крышку (55). 7. Устройство по п.6, в котором торцевая крышка контейнера содержит пластины (56) или лопатки,обеспечивающие вращение контейнера. 8. Устройство по п.7, в котором камера (T1, T2, Т 7-Т 10) содержит отверстие для направления текучей среды к пластине или лопатке, чтобы вызывать вращение контейнера. 9. Устройство по любому из пп.6-8, в котором камеры нагревательного или охлаждающего узлов включают впускные и выпускные патрубки для направления теплопередающей текучей среды к торце-6 023308 вым крышкам и принятия теплопередающей текучей среды из контейнеров. 10. Устройство по любому из пп.6-9, в котором камеры нагревательного или охлаждающего узлов включают впускные и выпускные патрубки, чтобы прикладывать давление к торцевой крышке контейнера так, чтобы перемещать их в направлении потока теплопередающей текучей среды внутри нагревательного или охлаждающего узлов. 11. Устройство по любому из пп.6-10, в котором контейнер имеет одно или более отверстий в стенке цилиндрического корпуса, чтобы позволить текучей среде циркулировать внутри корпуса и вокруг продукта. 12. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором испарительная охлаждающая камера (Т 10) содержит один или более вентиляторов (35) для сушки и охлаждения продукта.
МПК / Метки
МПК: A23L 3/12, A23L 3/00, A23L 3/02
Метки: система, автоклавирующего, устройства, транспортирующая, теплообменная
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-23308-teploobmennaya-i-transportiruyushhaya-sistema-dlya-avtoklaviruyushhego-ustrojjstva.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Теплообменная и транспортирующая система для автоклавирующего устройства</a>
Предыдущий патент: Способ карбонилирования этиленненасыщенных соединений, новые лиганды для карбонилирования и каталитические системы, содержащие такие лиганды
Следующий патент: Антиперспирантные или дезодорирующие композиции
Случайный патент: Крышка для бутылки с защитой