[發明專利]用于液體處理系統的方法和裝置

在審

• 申請號: 201480047416.7
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105492884A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 托馬斯·斯科格隆;杰斯佩爾·瓊森
• 申請（專利權）人: 利樂拉瓦爾集團及財務有限公司
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08;G01N11/00
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻忠

技術領域

本發明涉及用于液體處理系統的方法和裝置。更具體地說，本發明涉及一種用于 確定流經液體處理系統中的液體的流變性質的方法和設備。

背景技術

在液體處理中，特別是液體食品加工，它經常需要監視操作，以便獲得與所述液體 的實際處理相關聯的數據。例如，液體食品通常經受各種處理步驟，如加熱，混合，分離等， 以便為液體食品提供處置，其中這些處置對于實現最終的液體產品所需的性能是必要的。 通過監視工藝流程，可能精確地確定液體處理系統的狀態，從而使故障可以被檢測到并且 可以確保最終產品的質量。

特別是液體食品加工中，原料的變化可能發生地相當頻繁，這變化不一定給加工 設備的操作帶來顯著的影響，但是它們可能導致在最終的產品本身上的非預期的變化。這 樣的一個例子就是制造番茄沙司和果泥時，其中，從一批具有含糖量高的西紅柿到另一批 含糖量較少的西紅柿的原料的變化將導致最終產物的粘度發生變化。

傳統粘度計或者流變儀可以用來解決這一問題，從而將樣品從液體處理系統排出 并在計量設備中分析以揭示在最終產品中的任何變化。粘度這種變化應被檢測到，操作員 可以相應地調整液體處理設備的工作參數，或甚至停止該加工設備以替換所使用的原料。 粘度的這種監測非常耗時，并且需要一個熟練的操作員，不僅針對提取樣品，也針對于評估 結果和做出必要的決定。這種方法的另一個缺點是與衛生應用方面的現狀相關，提取的樣 品經測試后必須被丟棄導致待處理液體的不必要的損失。

當待處理的液體是一種非牛頓流體時，問題變得更加復雜，由此，粘度實際上是依 賴于剪切速率或歷史剪切速率。單獨分析所述流變參數在這些情況下將是不夠的，因為流 變參數可以根據加工設備如泵，均化器，離心分離器等所造成的剪切速率而變化。

因此，需要一種用于液體處理系統的改進的方法和設備，可提供數據以允許準確 地在線監視實際生產。

發明內容

據此，本發明的一個目的是克服或減輕上述問題。

其基本思想是提供一種用于液體處理系統的方法和裝置，其中，被處理液體由冪 律模型所表示，以及該方法和裝置提供在線確定被處理的液體的一致性(K)和流動行為指 數(n)。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于液體處理系統的方法。該方法包括以下 步驟：通過預定的幾何形狀(geometry)提供第一液流；確定所述第一液流通過所述幾何形 狀的流量和跨越所述幾何形狀的壓力降；通過預定的幾何形狀提供第二液流；確定所述第 二液流通過所述幾何形狀的流量和跨越所述幾何形狀的壓力降；和利用所述幾何形狀計算 所述液體的一致性和流動行為指數，以及所述第一液流和第二液流的流量和壓力降。

優選地，該液體是一種非牛頓流體，由此，該方法提供了代表進一步改善這些液體 的過程控制中的液體的流變參數的一致性和流動行為指數的連續數據。

與第一液流相關聯的幾何形狀可以和與第二液流相關聯的幾何形狀不同。因此， 一致性和流動行為指數可以在特定的時間來確定從而減少因處理時間的差異所引起的測 量誤差。

在其他實施方式中，與第一液流相關聯的幾何形狀和與第二液流相關聯的幾何形 狀相同，與第一液流相關聯的流量和/或壓力降不同于與第二液流相關聯的流量和/或壓力 降。這樣的優勢在于，盡管對于相同的幾何形狀，也針對于不同的壓力降和不同的流量有必 要執行測量，但是該設備由于具有傳感器的數量減少而可以制造得很小。

所述幾何形狀可以確定為各自的長度和內半徑，其中，所述流動行為指數可以被 計算為：

此外，該一致性可被計算為：

其中，R，Q，L和Δp與所述第一液流或第二液流之一相關聯。

該方法可以進一步包括將所述的一致性和流動行為指數的計算值和與流經液體 處理系統的液體相關聯的參考值相比較的步驟。因此，有可能對液體產物連續地進行質量 檢查用于改善過程控制。

根據第二方面，提供了一種用于液體處理系統的裝置。該裝置包括被配置為測量 第一液流通過預定的幾何形狀的流量和跨越所述幾何形狀的壓力降的第一測量單元，被配 置為測量第二液流通過預定的幾何形狀的流量和跨越所述幾何形狀的壓力降的第二測量 單元，和被配置為利用所述幾何形狀計算所述液體的一致性和流動行為指數以及所述第一 液流和第二液流的流量及壓力降的控制單元。