183860. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fluid anyagok sterilizálást ill. pasztőrözését is magában foglaló mechanikai/termikus kezelésére
1 183 860 2 a csírátlanítási hőmérséklet-tartományban biztosítjuk egyrészt azért, hogy a csírátlanítás biztonságát fokozzuk, másrészt, hogy íz-, ill. zamatkárosító túlhevüléseknek elejét vegyük. A találmány szerinti eljárást és berendezést az alábbiakban példaképpeni foganatosítási módok és példaképpeni kiviteli alakokkapcsán a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra egy példaképpeni teljes kezelőberendezés egyszerűsített elrendezési és kapcsolási vázlata, a 2. ábra egy példaképpeni torlasztóreaktor metszeti rajza, a 3. ábra egy kengyelalakú disszipációs keverőelem sugárirányú nézete, a 4. ábra a 3. ábra szerinti keverőelem elölnézete, míg az 5. ábra a 3. és 4. ábrán feltüntetett példaképpeni keverőelem felülnézeti vázlata a berendezés rotorjának és belső köpenyének részleges, kiemelt vázlatos érzékeltetésével. A teljes kezelő, ill. csírátlanító berendezés az 1. ábrán feltüntetett módon példaképpen egymással azonos felépítésű és rendszerű, önmagában ismert vékonyréteges (1, 2) kezelőegységet tartalmaz, amelyek részletes ismertetésétől e helyütt eltekinthetünk. Az (1,2) kezelőegységek közé megfelelő (3) csővezetékkel metszeti vázlatban és részletei vonatkozásában a 2. ábrán bemutatott találmány szerinti (5) torlasztóreaktor van beiktatva. Az anyagáramoltatás az ábra szerint balról jobbra történik (18,18’, 18” és 18’”) szivattyúk alkalmazásával. Ugyancsak önmagában ismert kialakítású (19) injektálóegységből szükséges esetben (3’) csővezetéken keresztül víz injektálható be az áramló anyagba. Az injektáló (20) becsatlakozások után a (3) csővezetékekbe ugyancsak önmagukban ismert, ún. statikus (21) keverők vannak beépítve. Egy az (5) torlasztóreaktorban előállított súrlódási és csíramentesítő hőenergiát csupán egyensúlyban, ill. meghatározott középértékén tartó funkciójú külső (4) hőcserélő az adott példaképpeni kiviteli alak esetében kettősfalú köpenykialakítás útján az (5) torlasztóreaktorral egybeépített azonos szerkezeti egységet képez. Természetesen bármely különálló átfolyó rendszerű hőcserélő is alkalmazható lenne, amilyet például az 1. ábrán szaggatott vonallal érzékeltettünk. A hőcserélőközeg (22) termosztáttal szabályozott betáplálása és elvezetése megfelelő elrendezésű (23) csatlakozáson keresztül történik. Az (5) torlasztóreaktor hengeres, (24) beömlőnyílástól eltekintve zárt (5’) tartályként van kiképezve, amelyben (26) motorról hajtott (11) forgórész van forgathatóan ágyazva. A (26) motor és az (5) torlasztóreaktor közös (27) alaplapon van elrendezve. A hengeralakú (11) forgórész belülről egy gyűrűhenger alakú (10) torlasztóteret határol be, és palástfelületén a (10) torlasztótérben körforgó keverőmozgást végző súrlódó, ill. disszipációs (12) keverőelemek vannak rögzítve. A (11) forgórész alsó tartománya lapátszárnyakkal van ellátva, amelyek (28) köpenyfenékben a (11) forgórészszel hajtott (9) szivattyút képeznek. A (18,18’, 18” és 18’”) szivattyúk azonos szállítóteljesítményűek. A (9) szivattyú szállítóteljesítménye nagyobb, ezáltal túlszállításra képes. Minthogy ezen túlszállított anyagáramot a (18”) szivattyú nem képes szívóoldalán befogadni, a feleslegben lévő anyagmennyiség (8) vezetékágba, ill. innét többé-kevésbé kitöltött (10) torlasztóterű (5) reaktorba áramlik vissza. (Elméletileg a teljes (10) torlasztótér masszával kitöltött lehet. ) Az anyag az (5) torlasztóreaktorban tehát nem vékonyréteg formájában tartózkodik. Aberendezés indításakor azt természetesen olyan mértékig fel kell tölteni, hogy az (5) torlasztóreaktorban a szükséges töltési szint beálljon. A (18” és 18’”) szivattyúk indítása csak a szintbeállítást követően történhet, amikor is a vékonyréteges (2) kezelőberendezést is egyidejűleg indíthatjuk. A 3—5. ábrán bemutatott módon a súrlódó disszipációs (12) keverőelemek a (11) forgórész palástfelületén rögzített (12’) kengyelekként lehetnek kialakítva. Szerkezeti kialakításuk és méretezésük előnyösen olyan, hogy (14) belépőéleikkel az (5”) belsőköpeny belső felületét súrolják. Lehetőleg sok és intenzív masszaleszakadási tartomány biztosítása, és ezzel az anyagban örvényképződések elősegítése céljából a (12’) kengyelek (13) tartóbordái a masszabelépés (29) irányával kisértékű a szöget bezáró módon vannak kiképezve. A függőleges helyzetű (15) keverőlap ugyancsak kisértékű ß szög alatt ferde állású (5. ábra), és a (15) keverőlap forgásirányban hátsó (16) kilépőéle teljes hossza mentén (17) szakítóhegyekkel van ellátva. A fenti szerkezeti kialakítás eredményeként a (11) forgórész forgómozgása révén a feltorlasztott anyagtartományban körpályán mozgó (12) keverőelemek az anyag rendkívül intenzív, örvény hatásokkal járó keverését végzik erős súrlódásos hőfejlődést kiváltó módon. Jóllehet a hőfejlődés és anyagfelmelegedés, valamint az anyag (10) torlasztótérbeni közepes tartózkodási ideje egyaránt kellően homogén, tehát egyenletes, esetlegesen fellépő eltérések a kívánt középértékből kompenzálhatok a találmány szerinti berendezés révén . A hőmérséklet esetében ez úgy történik, hogy a lényegében inkább hűtő-, mint járulékos fűtőfunkciót ellátó külső (4) hőcserélőt alkalmazzuk, míg a közepes tartózkodási idő szabályozásáról az anyagáram elágaztatásával és meghatározott anyag-részáramnak a (8) vezetékágon át történő visszavezetésével gondoskodunk. Ily módon biztosított, hogy az (5) torlasztóreaktorban nyomás alatt álló anyag közelítőleg minden egyes elemi anyagrészecskéje megfelelően hosszú időn át van alávetve csíraölő hőhatásnak, tehát a torlasztóreaktor optimális eredménnyel üzemeltethető, azaz lehetőség szerint rövid tartózkodási idő és az anyag optimális hőigénybevétele mellett magas csírátlanítási kihozatalt biztosít azáltal, hogy az anyag meredek függvény szerinti gyors felhevítését teszi lehetővé, tehát nagy energiasűrűséggel dolgozik, az anyagon belüli hőmérsékletingadozásokat lehetőség szerint szűk határokon belül kompenzálja, és az elemi anyagrészecskék torlasztóreaktorbani közepes tartózkodási idejét az előírt érték körüli csekély szórású statisztikai eloszlással jellemezhető szűk tartományon belül tartja. Az eljárás foganatosítása során példaképpen az alábbi üzemi és berendezés jellemzőkkel dolgoztunk (közelítő adatok): Az (5) torlasztóreaktor magassága: 2 m A.z (5”) belsőköpeny átmérője 0,5 m A. (11) forgórész külső átmérője 0,45 m \ (11) forgórész fordulatszám 600/perc A berendezés szállítóteljesítménye 1000 kg/óra Anyaghőmérséklet az (5) torlasztóreaktorban 120 °C Anyaghőmérséklet a (19) injektálóegység tartományában (betáplálási hőmérséklet) 50—60 °C Anyaghőmérséklet a (6) hűtőegység elhagyásakor 90 °C Anyaghőmérséklet a (18’”) szivattyú utáni áramlási szakaszban (kiadagolási hőmérséklet) 80 °C Az anyag közepes tartózkodási ideje az (5) torlasztóreaktorban 1,5 perc 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
