用於在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的方法和裝置的製作方法

2023-10-08 03:10:29 1

專利名稱：用於在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的方法，該方法包括以下步驟在熱交換器中熱處理該產品並在預定時間間隔期間保持其在該熱處理溫度；降低該產品的溫度到熱灌裝溫度以及，在該熱灌裝溫度下，在灌裝機中使其灌裝到消費品包裝中；以及，冷卻來自灌裝機中的剩餘產品並將其回收到生產中。本發明還涉及用於在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的裝置，該裝置包括熱交換器，該熱交換器具有用於加熱產品的第一區，用於調整產品溫度到熱灌裝溫度的第二區，和用於最終冷卻來自熱灌裝機的剩餘產品的第三區，該裝置還包括保存池以及必需的管道。
背景技術：
液態食物產品的所謂熱灌裝是常見的方法，主要地使用在有關諸如果汁，花蜜或者其他類型的軟飲料等酸性產品中。然後在80-90°C的溫度下直接灌裝巴氏滅菌的產品到消費品包裝中。熱灌裝的背景在保存或罐頭工業中可發現，且其是比無菌灌裝線更為經濟的選擇方案。熱灌裝設備的資本投資成本比無菌設備的大大降低，且需要更少的指定操作來灌裝長保質期的產品。結合酸性產品，熱灌裝實現了預包裝(ready-packed)產品，其可與無菌產品相比，且具有6-12個月的保質期。在現代灌裝機中的液體產品的所有灌裝中，進入到灌裝機中的產品有某一恆壓是必要的。這樣導致一定量的剩餘產品返回到生產中。至於在低溫下灌裝，這樣不造成任何能量損失。但是當產品要進行熱灌裝時，這就意味著剩餘產品必須在其能回到生產中之前得到冷卻。假如熱灌裝中剩餘產品量為5-30%，這樣通過冷卻造成的熱能量的損失量並非微不足道。

發明內容
本發明的一個目標為實現一種方法和裝置，該方法和裝置允許從剩餘產品中回收熱能並使該能量返回到生產中。本發明的另一個目標為減少在液態食物產品的熱灌裝中的生產成本。本發明的又一個目標為根據本發明所述的裝置產生快速的回報，儘管該裝置使資本投資成本增加。
技術方案根據本發明已實現了這些或者其他目標，因為，通過引文的方式所描述的方法類型已給出了區別特徵，該區別特徵為在另外的步驟中冷卻來自灌裝機的剩餘產品，以便將來自該剩餘產品的熱量回收到生產中。本發明還實現了所述這些或者其他目標，因為，通過引文的方式所描述的裝置類型給出了其區別特徵，該區別特徵為所述熱交換器包括第四區，在該第四區中，冷卻來自灌裝機的剩餘產品，以便在剩餘產品最終冷卻之前將來自該產品剩餘的熱能回收到生產中。本發明的優選的實施例還提供了如所附權利要求所闡述的區別特徵。


參照附圖，現在將在以下對本發明的優選實施例作出更詳細的描述。在附圖中圖I所示為傳統的熱灌裝設備的流程圖形式；以及圖2為根據本發明所示的熱灌裝設備的流程圖形式。所述附圖僅示出了對理解本發明所必需的那些細節。
具體實施例方式圖I示出了處於現有技術水平的熱灌裝設備。產品通過管道I進入該設備，暫時地積存在緩衝罐2或者中間存貯罐中。產品優選為酸性產品，例如水果汁或漿果汁，花蜜或者所謂的軟飲料。術語酸性產品用於表示具有PH值低於4. 6的產品。然而，具有更高pH值的其他產品，諸如果汁和奶的混合物或者調味茶，也可進行有關的熱灌裝。利用離心泵3將通常溫度為約25°C的產品進而注入到熱交換器4中。熱交換器4優選為板式熱交換器，但是也可使用其他類型的熱交換器。在熱交換器4的第一區5中，將產品加熱到巴氏滅菌溫度，對酸性產品，該溫度為95-98°C。對具有更高pH值的產品，需要更高的溫度。使用來自中央熱水供應系統6或者替代地使用來自蒸汽源的熱水或者蒸汽進行加熱。為對產品進行巴氏滅菌，需要保持產品在巴氏滅菌溫度下一段給定的時間，通常為15-30秒，根據產品和滅菌溫度而定。在保存池7中保持產品在巴氏滅菌溫度。保存池7可由循環管或者替代地由預定長度的直管組成。在熱交換器4的第二區8中，降低產品的溫度到灌裝溫度，該灌裝溫度通常為80-95°C，優選為85-90°C。既然來自第一區5中的冷卻的熱水在被引回到中央熱水供應系統6之前先經過第二區8，因而降低了該產品的溫度。在管道9中，供應熱的產品到灌裝機10，其中使產品灌裝到消費品包裝中。由於現代灌裝機10需要進入灌裝機10的產品有某一恆壓，因此在灌裝機10中會得到一定的剩餘
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廣叩O產品剩餘量可在5%和30%之間變化，但計算的通常的剩餘量為約10%。在使冷卻的產品灌裝到包裝中時，這在產品回到生產時不構成問題。但是當產品被熱灌裝時，必須要在剩餘產品回到生產中之前冷卻該剩餘產品。如圖I所示，在管道11中的從灌裝機10分離開的剩餘產品通常在熱交換器4的第三區12中冷卻。使用冷水或者冷卻塔水通過管道13流入熱交換器4的第三區12實現冷卻過程。在這個第三區12冷卻產品到約40°C的溫度。在管道14中返回冷卻的產品到生產中和緩衝罐2中。既然有必要在剩餘產品回到生產前冷卻該剩餘產品，該剩餘產品包含的熱能受到損失，且在生產中消耗了更多的熱水或者蒸汽和冷卻水。圖2示出了根據本發明所述的設備，其中，有可能回收和再利用剩餘產品的熱能。產品經過管道I進入設備，並暫時積聚在緩衝罐2或者中間貯存罐中。產品優選為酸性產品，諸如水果或者漿果汁、花蜜或者所謂軟飲料。術語酸性產品用於表示具有PH值低於4.6的產品。然而，具有更高pH值的其他產品，諸如果汁和奶的混合物或者調味茶，也可進行有關熱灌裝。利用離心泵3將通常溫度為約25°C的產品進而注入到熱交換器4中。熱交換器4優選為板式熱交換器，但是也可使用其他類型的熱交換器。在熱交換器4的第一區5，加熱產品到巴氏滅菌溫度，對於酸性產品，該溫度為95-98°C。具有更高pH值的產品需要更高的溫度。使用來自中央熱水供應系統6或者替代地使用來自蒸汽源的熱水或者蒸汽來加熱。 為對產品進行巴氏滅菌，有必要在巴氏滅菌溫度下保持產品一段給定的時間，通常15-30秒，根據產品和滅菌溫度而定。在保存池7中保持產品在巴氏滅菌溫度。保存池7可由循環管或者替代地由預定長度的直管組成。在熱交換器4的第二區8，降低產品的溫度到灌裝溫度，其通常為80_95°C，優選為85-90°C。既然來自第一區5中的冷卻的熱水在被引回到中央熱水供應系統6之前先經過第二區8，因而使該產品的溫度降低。在管道9中，將熱的產品引到灌裝機10中，其中使產品灌裝到消費品包裝中。由於現代灌裝機10需要進入灌裝機10的產品有某一恆定的壓強，因而在灌裝機10中會得到一定的剩餘產品。剩餘產品量可在5%和30%之間變化，但計算的通常的剩餘量為約10%。在灌裝冷卻的產品時，這在產品回到生產中時不構成問題。但是當熱灌裝產品時，必須要在剩餘產品回到生產中之前冷卻該剩餘產品。灌裝機10中的剩餘產品被引入到熱交換器4的第四區15。在將冷卻的熱水回收到中央熱水供應系統6之前使來自第一區5和第二區8的冷卻的熱水經過熱交換器4的第四區15。在熱交換器4的該第四區15中，使剩餘產品冷卻到38-43 °C的溫度，優選40-42°C。將產品從熱交換器4的第四區15引入到熱交換器4的第三區12，並且使用經過管道13流入熱交換器4的第三區12的冷卻水或者冷卻塔水冷卻剩餘產品。在該第三區12中冷卻產品到約35°C的溫度。在管道14中冷卻的產品回到生產中和緩衝罐2中。儘管涉及熱交換器4的第四區15的資本投資，但計算顯示熱水、或者替代地蒸汽和冷卻水的消耗減少，表明該投資有快速回報。該節約還涉及環境的減少的壓力。以上描述已清楚說明，本發明實現回收熱灌裝中剩餘產品含有的熱能且再利用該能量到生產中的一種方法和裝置。所述方法和裝置提供減少的生產成本且該裝置的資本投資成本可快速地通過減少的生產成本貼現。
權利要求
1.一種用於在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的方法，所述方法包括步驟在熱交換器(4)中熱處理所述產品並在預定時間間隔期間保持其在該熱處理溫度；使所述產品的所述溫度降到熱灌裝溫度，以及，在該熱灌裝溫度下，在灌裝機(10)中將所述產品灌裝到消費品包裝中；並且使所述灌裝機(10)中的剩餘產品冷卻並回收到生產中；其特徵在於，在另外的步驟中，使來自所述灌裝機(10)的所述剩餘產品冷卻，以便將所述剩餘產品的熱能量回收到生產中。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於所述熱灌裝溫度為80-95°C。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於所述熱灌裝溫度為85-90°C。
4.一種用於在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的裝置，所述裝置包括熱交換器(4)，該熱交換器(4)具有用於加熱所述產品的第一區(5)，用於調節所述產品的所述溫度達到所述熱灌裝溫度的第二區(8)，和用於使來自灌裝機(10)的剩餘產品最終冷卻的第三區(12)，所述裝置還包括保存池(7)以及必需的管道，其特徵在於所述熱交換器(4)包括第四區(15)，其中，使從所述灌裝機(10)的所述剩餘產品冷卻以便在使所述剩餘產品最終冷卻之前使所述剩餘產品的所述熱能返回到生產中。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，使在所述第四區(15)中的所述剩餘產品冷卻到38-43°C ;且使在所述第三區(12)中的所述剩餘產品最終冷卻到約35°C。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，使在所述第四區(15)中的所述剩餘產品冷卻到 40-42 0C ο
全文摘要
本發明涉及在液態食物產品的熱灌裝中回收能量的方法和裝置。在熱交換器(4)的第一區(5)中對所述產品進行熱處理並在一定的時間間隔中保持產品在該熱處理溫度。在熱交換器(4)的第二區(8)調節所述產品的溫度到熱灌裝溫度。在灌裝機(10)中熱灌裝所述產品並且使來自灌裝機(10)的剩餘產品在熱交換器(4)的第四區(15)冷卻。使所述剩餘產品在熱交換器(4)的第三區(12)最終冷卻並回收到生產中。
文檔編號A23L2/46GK102822059SQ201180015685
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月30日 優先權日2010年4月13日
發明者博德·雷沃爾 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司