191541. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés pasztaszerű anyagok felmelegítésére
191 541 2 1 A találmány tárgya eljárás és berendezés pasztaszerű anyagok felmelegítésére, felületi és infúziós rendszerű fűtéssel. Az iparban gyakran előforduló feladat pasztaszerű anyagok magas hőmérsékletre történő hevítése pl. sterilizálás céljából, felületi hőcserélőkkel vagy közvetlen fűtést megvalósító berendezéssel. A vegyiparban, a gyógyszeriparban és az élelmiszeriparban feldolgozásra kerülő anyagok jelentős része hőre érzékeny. A feldolgozott anyagtól függően a hőmérséklet emelése károsan hat az anyag összetevőire. A jelenleg alkalmazott berendezések nagy része felületi hőcserélő, amelyek különböző konstrukciója alkalmas lehet a szivattyúzható termékek gyors felmelegítésére. Ha a feldolgozandó termék viszkozitása nagy, a jó hőátadás, valamint a berendezés hidraulikus ellenállása szempontjából már csak különleges kidakítású készülékek jöhetnek számításba. A nagy iszkozitású pasztaszerű anyagok legtöbb esetben ziláld alkotókat is tartalmaznak. Az ilyen anyagok optimális fűtése a jelenlegi műszaki megoldásokkal íem lehetséges. A pasztaszerű anyagok gyors felmelegítésére célszerűnek látszik a közvetlen fűtés megvalósítása, ilyen rendszerű berendezéseket hígan folyó anyagok hőkezelésére, injektoros vagy infúziós rendszerű készülékekben alkalmaznak. A pasztaszerű anyagok ilyen típusú készülékekben történő fűtése jelentős műszaki problémákat vet fel. Az infúziós típusú berendezések alkalmazása esetén a fűtőközeg és az anyag tökéletes keverése tehezen megoldható a nagy viszkozitás miatt. Infúziós rendszerű fűtőkészülékek alkalmazásánál, ahol a gőztérben a termék porlasztása történik, ugyancsak gondot jelent a nagy viszkozitás és az esetleges szilárd alkotók jelenléte. Egy- vagy kétközeges, nyomás alatt működő porsasztófejek alkalmazása esetén a porlasztás létrehozásához nagy nyomáskülönbség szükséges és a kilépő folyadéksugár sebessége jelentős. A műveletnek megfelelő kis jellemző mérettel rendelkező csepphalmaz létrehozása esetén a porlasztófejben a nyomáskülönbség és a kilépő sebesség olyan, hogy az infúziós rendszer alkalmazását lehetetlenné teszi, mert túl nagy berendezésméreteket eredményez. A porlasztással kapott jellemző cseppméret mellett a kilépő sebesség lényegesen befolyásolja a fűtőkamra méretét. A fűtőkamrában történik a közvetlen fűtés, ahol a fűtőközeg közvetlenül érintkezik a fúvókából kilépő anyagcseppel. A hőkezelést meghatározó hőmérséklet eléréséhez a hővezetés idejét az anyagcsepp mérete mellett az anyagjellemzők befolyásolják. Ahhoz, hogy megfelelő idő álljon rendelkezésre a hővezetés lejátszódásához, az anyagcseppeknek a fűtőközeggel kell érintkezni úgy, hogy az anyagcseppek közben ne tapadjanak össze. Ez a reakcióidő meghatározza a fűtőkamra méretét. Nagy kilépő sebességek esetén ez jelentős készülékméret-növekedést jelenthet. A fűtőkamra átmérőjét befolyásolja a fúvókából kilépő szóráskúp mérete. Nagy szóráskúp esetén jelentős átmérőnövekedés jön létre, ami a készülék falvastagságát növeli meg túlzott mértékben. Tárcsás porlasztó alkalmazása infúziós rendszerű berendezésben ugyancsak a készülék átmérőjének növelése miatt nem célszerű. _____- ' ' : A találmány szerinti eljárás és berendezés célja 5 kiküszöbölni a pasztaszerű anyagok nagy viszkozitása miatt jelentkező hátrányokat a felületi és a közvetlen fűtéssel dolgozó berendezésekben és olyan megoldás létrehozása, amely a kettő előnyeit egyesíti 10 A találmányi gondolat azon a felismerésen alapszik, hogy az infúziós tér fölé olyan felületi hőcserélőt célszerű elhelyezni, amelyen keresztül periodikusan váltakozva történik az infúziós térbe a fűtőközeg és a fűlendő anyag bevezetése. 15 A találmány feladata olyan berendezés megvalósítása pasztaszerű anyagok gyors felmelegítésére, amely kombinálja a felületi hőcserélőt, a közvetlen fűtésű infúziós rendszerű egységgel úgy, hogy a gőztérbe belépő anyagcsepp előmelegítve, meg- 20 felelően kis jellemző mérettel, alacsony kilépési sebességgel lépjen be az infúziós térbe. Ezt a feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a két fűtést kombináljuk úgy, hogy először a pasztaszerű anyagot felületi fűtéssel előmelegítjük, majd infúziós fűtéssel a kívánt véghőmérsékletre hevítjük oly módon, hogy a két fűtést egymás felett helyezzük el és az előmelegített anyagot az infúziós térbe függőleges sebességkomponenssel visszük be, ahol a gravitációs erőtérben ülepítjük és a cseppképzés az ü előmelegítéssel együtt megy végbe. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezés lényege, hogy három tér között térelválasztó elem van elhelyezve, amelyben leg- 35 alább egy átmenőfurat van és mindenkor csak két tér, az anyagtér és az infúziós tér, vagy a gőztér és az infúziós tér van egymással a furatok által kapcsolatban. Előnyösen az átmenőfurat egyben a cseppképző 40 elem. Célszerűen az anyagtér és a gőztér az infúziós tér fölött van elhelyezve és közöttük helyezkedik el az átmenőfurattal ellátott térelválasztó elem és az átmenőfuratot mindenkor csak az egyik tér, vagy az 45 anyagtér, vagy a gőztér fedi azáltal, hogy az anyagtér és a gőztér elmozdítható csúszólapon van elhelyezve. A berendezés egy másik kivitelénél az anyagtér és a gőztér közül az egyik a térelválasztó elemben 50 lévő átmenőfuraton keresztül állandó kapcsolatban van az alatta elhelyezkedő infúziós térrel, míg a másik tér, azaz az anyagtér vagy a gőztér az egyik térben helyezkedik el, és csak periodikusan van öszszekötve a térelválasztó elem átmenőfuratán ke- 55 resztül a harmadik térrel, az infúziós térrel. Előnyösen az infúziós tér excentrikusán és elforgathatóan van elhelyezve. A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti berendeld zés példakénti kiviteli alakját tüntetik fel. Az 1. ábra a berendezés elvi megoldását ábrázolja vázlatosan. A 2. ábra egy másik megoldás elvi vázlata. A 3. ábra ismét egy további megoldás elvi vázlata. 65 2
