NL9002855A - Werkwijze en inrichting voor het aan een warmtebehandeling onderwerpen van vloeistoffen. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het aan een warmtebehandeling onderwerpen van vloeistoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voorhet aan een warmtebehandeling onderwerpen van vloeistoffen,alsmede op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.Hoewel hiertoe niet beperkt zal de uitvinding worden beschrevenin het kader van het pasteuriseren van melk.

Een bekende techniek voor het pasteuriseren van melkomvat het door indirecte verwarming in één of meeropwarmtrappen voorverwarmen van door een produktpomp aan eenvoorraadbak onttrokken koude rauwe melk en het leiden van devoorverwarmde melk in een, pasteur te noemen, warmtewisselaar,waarin de melk gedurende een bepaalde tijd bij een bepaaldetemperatuur verblijft. Als alternatief voor het in eenstandpasteur gedurende 30 minuten op een temperatuur van 63°Chouden van melk, kan worden gepasteuriseerd door verhitting op73°C en het houden van de melk op deze temperatuur gedurendeeen veel kortere periode. Deze vorm van pasteurisatie kanworden uitgevoerd in een doorstroom-warmtewisselaar meteventueel een nageschakeld, heethouder te noemen,doorstroomvat, waarin de melk de vereiste verblijfstijd (vantenminste 10 seconden) op de pasteurisatietemperatuur volmaakt.

De uitvinding betreft een verbetering van delaatstgenoemde warmte-behandelingstechniek, waarbij gebruikwordt gemaakt van een doorstroompasteur.

Bij een bekende pasteurisatietechniek met verhitting op73°C en een korte verblijfstijd op deze temperatuur, kan in devoorverwarmingsfase als warmte-afgevend medium gebruik wordengemaakt van melk van hoge temperatuur afkomstig van de pasteurof van een stroomafwaarts van de pasteur opgestelde heethouder,waarbij de warme melk in tegenstroom wordt geleid met de voorte verwarmen nog niet gepasteuriseerde melk. Dit laatste gebeurt o.a. in een melk/melk warmtewisselaar die hetregeneratief wordt genoemd. Het probleem waar de uitvinding eenoplossing voor verschaft is het volgende.

Indien in de behandelde melk het enzym fosfataseafwezig is heeft de melk een dusdanige warmtebehandelingondergaan dat ziektekiemen afwezig mogen worden geacht. In hetgeval dat in de pasteur of elders een defect in de warmte¬voorziening van de pasteur optreedt, als gevolg waarvan de nogniet gepasteuriseerde melk in de pasteur niet de voorgeschrevenpasteurisatietemperatuur bereikt (onderpasteurisatie), moetworden verhinderd dat nog schadelijke stoffen bevattende melkde verdere verwerkingsapparatuur en uiteindelijk de consument,bereikt.

Een bekende werkwijze omvat het terugvoeren van deverhitte melk na het passeren van het stroomafwaartseregeneratief (d.w.z. dat traject in het regeneratief waar devan de pasteur, resp. de heethouder afkomstige melk doorheenstroomt) in de voorraadbak tot het moment dat de vereistepasteurisatietemperatuur in het heethoudergedeelte weer isbereikt. Dit heeft als nadeel dat het stroomafwaartseregeneratief tijdens de onderpasteurisatie wordt besmet metonvoldoende verhitte melk, die ook na het opheffen van deonderpasteurisatie kan fungeren als infectiebron.

Een andere bekende werkwijze houdt in dat in geval vanonderpasteurisatie de onvoldoende verhitte melk via eengestuurde meerwegklep die vóór het stroomafwaartse regeneratiefis geplaatst, wordt teruggevoerd in de voorraadbak. Dezewerkwijze heeft als nadeel dat warm produkt wordt teruggevoerdin de voorraadbak waardoor het stroomopwaartse regeneratief(d.w.z. dat traject in het regeneratief waar de naar de pasteurtoe stromende melk doorheen stroomt) wordt opgewarmd en eenontregeling van de voorverwarmingsfasen wordt veroorzaakt.

Overigens behoort het tot de stand van de techniek bijde pasteur een druk-opvoerpomp in het melkcircuit na hetstroomopwaartse regeneratief op te stellen die samen met eendrupgestuurde klep zorgt voor een positief drukverschil tussengepasteuriseerde melk en rauwe melk, zodat bij eventuele lekkage in de scheidingswanden binnen de (veelal platen-)warmtewisselaars nimmer rauwe melk de stroom reedsgepasteuriseerde melk kan bereiken.

Volgens de uitvinding wordt, wanneer onderpasteurisatiewordt waargenomen, de produktpomp stilgezet en wordt van depasteur en eventueel vanuit de heethouder afkomstige melkslechts over de pasteur gerecirculeerd totdat het defect isverholpen. Aldus wordt ondergepasteuriseerde melk circulerendgeïsoleerd in een warmtewisselgebied waar het beschikbaarblijft voor latere verwarming op de juiste temperatuur indatzelfde warmtewisselgebied, zodra het defect in de warmte¬toevoer is opgeheven. De ondergepasteuriseerde stroom komtderhalve niet in aanraking met het stroomafwaartse regeneratiefen de temperturen in de voorraadbak en de regenaratieven wordenniet nadelig beïnvloed.

Daarbij kan voor het recirculeren van onvoldoendegepasteuriseerde melk over de pasteur ene eventuel deheethouder gebruik worden gemaakt van de druk-opvoerpomp.

De uitvinding verschaft verder een inrichting voor hetuitvoeren van de werkwijze, voorzien van een voorraadvat voorkoude vloeistof, een produktpomp, tenminste één warmtewisselaarvoor het op de eindtemperatuur brengen van de vloeistof enverder voorzien van een meerwegklep en een druk-opvoerpomp.beide gestuurd door (druk- en/of temperatuur-) meet-en-regelapparatuur, waarbij volgens de uitvinding de meerwegklepbij de eindtemperatuur-warmtewisselaar is opgesteld en isingericht voor het, bij onvoldoende verwarming, terugleiden vande vloeistof in de eindtemperatuur-warmtewisselaar en waarbijde meet-en-regelapparatuur is ingericht voor het onder dezeomstandigheden uitschakelen van de produktpomp.

Voor het recirculeren van de vloeistof over deeindtemperatuur-warmtewisselaar en eventuel de heethouder kande druk-opvoerpomp tussen de meerwegklep en de ingang van deeindtemperatuur-warmtewisselaar zijn aangebracht.

Ter verduidelijking van de uitvinding zal, onderverwijzing naar de tekening, een uitvoeringsvoorbeeld van devloeistofbehandelingsinrichting worden beschreven.

De tekening toont een schema van een vloeistof-behandelingsinrichting in de vorm van eenpasteuriseerinrichting voor melk.

Volgens de tekening is. de inrichting voorzien van eenvoorraadvat 1 voor niet gepasteuriseerde koude melk, eenproduktpomp PI, welke wordt gestuurd door een druksensor/zenderPT-1 (druktransmitter) en een aantal warmtewisselsecties.Weergegeven zijn een afkoelsectie N met als warmte-opnemendmedium leidingwater, een voorverwarmingssectie V, waarinwarmtewisseling plaats heeft tussen rauwe melk engepasteuriseerde, reeds gedeeltelijk afgekoelde melk en eenmelk/melk warmtewisselaar die de laatste voorverwarmingsfaseverzorgd, voorafgaande in de eindtemperatuur-warmtewisselaar,de z.g.n. pasteur P. De laatste voorverwarmings-warmtewisselaarwordt het regeneratief R genoemd.

Bij de pasteur P, waarbij als warmte-afgevend mediumstoom kan worden toegepast, zijn aangebracht eentemperatuurvoeler PE, een doorstroomvat (heethouder H) waarinmelk gedurende een bepaalde tijd op de pasteurisatietemperatuurwordt gehouden, een druk-opvoerpomp P2 en een temperatuur-gestuurde meerwegklep TCV.

Ten slotte is een druk-gestuurde klep PCV aangegevenbij de afvoer van de pasteuriseerinrichting.

De inrichting werkt als volgt.

Tijdens normaal bedrijf wordt rauwe, koude melk door deproduktpomp PI uit het voorraadvat 1 aangezogen en via leiding2 achtereenvolgens getransporteerd door devoorverwarmingssectie V en het regeneratief R en via demeerwegklep TCV onder drukverhoging door de druk-opvoerpomp P2,via de leiding 3 door de pasteur P. Uit de pasteur P stroomt demelk op pasteurisatietemperatuur, via de leiding 4 door deheethouder H en via de leiding 5, de meerwegklep TCV via deleiding 6 naar het regeneratief R. Van het regeneratief Rstroomt de gedeeltelijk afgekoelde melk via leidingen 7 en 8door de warmte-afgevende zijde van de voorverhittingssectie Ven via de afkoelsectie N naar de afvoer voor gepasteuriseerdemelk, waar de drukgestuurde klep PCV zorgt voor een positief drukverschil tussen de gepasteuriserde melk ten opzichte van derauwe melk.

Zodra echter bij de temperatuurmeter TE aan de uitgangvan de pasteur een te lage temperatuur wordt waargenomen die oponderpasteurisatie wijst, wordt de meerwegklep TCV aangestuurd,zodanig dat de leiding 6 vanaf deze klep naar het regeneratiefR wordt afgesloten en de leiding vanaf de heethouder H wordtkortgesloten met de leiding 3 van de druk-opvoerpomp P2 naar depasteur, terwijl tegelijkertijd de produktpomp PI wordtuitgeschakeld.

De ondergepasteuriseerde melk wordt dan gerecirculeerdover de druk-opvoerpomp P2, de pasteur P en de heethouder H,totdat (na opheffing van de storing in de warmte-aanvoer naarde pasteur P) bij de temperatuurmeter PE weer de juistetemperatuur wordt waargenomen. Dan wordt de normale circulatieweer ingesteld.

In de periode dat de ondergepasteuriserde melk in hetkortsluitcircuit (TCV/P2/3/P/4/H/5) is geïsoleerd vindt er geenstroming plaats in de warmte-wisselaars N, V en R zodat daarinde temperatuur niet zover daalt dat bij het weer in werkingstellen van de normale circulatie extreme opwarmtijden nodigzijn.

Claims (5)

1. Werkwijze voor het aan een warmtebehandeling onderwerpenvan vloeistoffen, in het bijzonder voor het pasteuriseren vanmelk, waarbij de vloeistof door pompwerking aan een voorraadkoude vloeistof wordt onttrokken en in één of meerdere trappendoor tegenstroom-warmtewisseling wordt voorverwarmd en in eendoorstroom-warmtewisselproces op de gewenste warmte-behandelingstemperatuur wordt gebracht, waarbij de warmte vande behandelde vloeistof ten minste ten dele wordt benut in devoorverwarmingsfase, met het kenmerk, dat wanneer wordtgeconstateerd dat de gewenste eindtemperatuur niet wordtbereikt, de aanvoerpompwerking van koude vloeistof wordtonderbroken en de vloeistof wordt gerecirculeerd in heteindtemperatuur-verwarmingsgebied.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de druk van de opde behandelingstemperatuur gebrachte vloeistof onder toepassingvan een druk-verhogingsmiddel, hoger wordt ingesteld dan deaanvoerdruk, met het kenmerk, dat voor het recirculeren van deten minste gedeeltelijk verwarmde vloeistof gebruik wordtgemaakt van het druk-verhogingsmiddel.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, datde te behandelen vloeistof melk is en de behandelingstemperatuur ten minste ca. 73°C bedraagt.

4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgenseen van de voorgaande conclusies, voorzien van een voorraadvat(1) voor koude vloeistof, een produktpomp (PI), tenminste éénwarmtewisselaar (P) voor het op de eindtemperatuur brengen vande vloeistof en verder voorzien van een meerwegklep (TCV) eneen druk-opvoerpomp (P2), beide gestuurd door meet-en-regelapparatuur (TE, PT-1), met het kenmerk, dat de meerwegklep (P2) voor de eindtemperatuur-warmtewisselaar (P) is opgestelden is ingericht voor het, bij onvoldoende verwarming,terugleiden van de vloeistof in de eindtemperatuur-warmtewisselaar (P) en waarbij de de meet-en-regelapparatuur(TE, PT-1) is ingericht voor het onder deze omstandighedenuitschakelen van de produktpomp (PI).

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat voorhet recirculeren van de vloeistof over de eindtemperatuur-warmtewisselaar (P) de druk-opvoerpomp (P2) tussen meerwegklep(TCVj de ingang van de eindtemperatuur-warmtewisselaar P isaangebracht. WIJZISINGENBIAP Blz.2, regel 36 : "drupgestuurde" vervangen door : "drukgestuurde" Blz.3, regel 17 : "ene eventuel" vervangen door : "en eventueel" > Blz.4, regels 6+7 :"druksensor/zender PT-1 (druktransmitter)"vervangen door: "Druksensoren/zenders PT-1, PT-2 (druktransmitters)" Blz.4, regel 13 : "verzorgd" vervangen door : "verzorgt" Blz.4, regel 18 : "temperatuurvoeler PE" vervangen door ) "temperatuurvoeler TE" Blz.4 regel 37 : "drukgestuurde klep PCV" vervangen door: "door druktransmitters PT-1 en PT-2gestuurde klep PCV" Blz.5, regel 14 : "PE" vervangen door "TE"

5 Blz.6, regel 29 : "(TE,PT-1)" vervangen door : "(TE, PT-1, PT-2)” ~ Blz.7 regel 1 : " (P2)" vervangen door "(TCV)" Blz.7, regel 5 : (TE, PT-1)" vervangen door : "(TE, PT-1, PT-2)”