[發明專利]一種液態物料保溫裝置及其應用

有效

• 申請號: 201810256324.X
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108273288B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 沐清洲
• 申請（專利權）人: 沐清洲
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;B01D53/00;B01J19/00;A23L5/20
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 馮健強

本發明涉及一種液態物料保溫裝置及其應用，該保溫裝置包括保溫塔、進料管、清洗裝置、出料管，保溫塔包括塔體，塔體具有沿豎直方向排列的至少多個隔層，其中最上層的隔層與所述的進料管連通，最下層的隔層與出料管連通，相鄰兩個隔層之間連通且在連通處設置有開關閥。本發明的液態物料保溫裝置適用于所有液態物料的保溫，可以是單純的保溫，也可以是為特定目的例如實現滅菌或達成某些生物或化學反應如美拉德反應等的保溫，液態物料尤其是液態的食品與藥品(包括但不限于原料藥)。該保溫裝置尤其適用于當液態物料的流量較大和/或所需的保溫時間較長時的保溫，且設備占地面積小，運行可靠，投資成本低，節能效果好并具備多種用途。

技術領域

本發明涉及物料保溫技術，具體涉及一種液態物料的保溫裝置及保溫方法。本發明保溫裝置尤其適合于大流量和/或較長保溫時間情況下，需要通過加熱的方式進行滅菌(包括巴氏滅菌Pasteurization和超高溫滅菌Ultra?Heat?Treatment)以獲得生物穩定性的液態物料，或者，需要通過高溫長時間的加熱以促使物料發生反應(包括但不限于美拉德反應等)的液態物料。該液態物料包括但不限于食品、藥品(含原料藥)等。

背景技術

出于安全的考慮，食品、藥品(含原料藥)無論是作為提供給大眾消費者的最終產品或者是作為其它工業生產者的原料，在生產過程中一般都需要進行滅菌處理以提高其生物穩定性。此外，對于一些有著特殊要求的生產工藝，如美拉德反應，需要將物料在某個溫度下維持一定時間以保證化學反應有足夠的進行時間。

已知，連續的生產過程比批次生產過程更為高效。并且，當物料在該生產過程中需要先升溫后降溫時(例如巴氏殺菌、超高溫滅菌等均需要保證物料在被加熱到殺菌溫度后隨即在該殺菌溫度下保持一定的時間)，在連續的生產過程可通過低溫物料(一般是最初的進料)與高溫物料(一般是保持在殺菌溫度的物料)之間的熱交換，通過預熱最初的進料達成熱回收，實現節能的目的。

在連續的生產過程中，物料保溫都是通過一定長度的管道來實現所需的保溫時間。這對于小流量和/或較短的保溫時間是合適的，但是，一旦流量較大或者保溫時間較長，甚至于流量大并且保溫時間又長時，由于管道的長度以公里計，這種方案就不適合了。在同等容積條件下，如果把這些以公里計的管道看成是一根直管道，并且將管道的直徑擴大，那么管道的長度就縮短了。理論上來說，當管道直徑足夠大時，管道的長度可以縮短至數米或者十數米。但是，由于進入這個管道的物料的流量是一定的，當物料突然進入直徑很大的管道時，物料在該管道內的流速就很低。流速一旦很低，一則無法在這個大管道內發生“先進先出”的活塞流，這樣也就無法保證所有的物料在這個保溫段中有相同的保溫時間。二則，對于某些需要進行原位清洗(Clean?In?Place)或者容易結垢的物料，流速過低就會帶來清洗不干凈或者由于流速低導致物料流體流經管道內表面時速度不夠而產生沉淀(結垢)。

因此，比較合理的解決方案就是3個保溫罐平行排列、先后進出料的系統。在某一個時刻，總是1個罐在進料，1個罐在出料，另1個罐內物料處于保溫狀態下。這樣，進料與出料之間進行熱回收。雖然該系統會有總量等于4個罐的容積的物料無法進行熱回收，但是，只要物料總量超過4個罐的容積的總和，那么熱回收效果就開始出現了。

當液態物料的流量較大和/或保溫時間較長時，如果采用常規的方式，即通過一定長度的保溫管道來獲得足夠的保溫時間的方式，將十分不可行：

舉例說明，物料的流量是30m³/h，保溫時間要求30分鐘。合理的管道管徑選擇是內徑100mm，此時，流速是1.06m/s。為了實現保溫30分鐘，意味著將有15m³的物料需要暫存在100mm直徑的管道內，這時對應的管道長度大約是1911m，即約2Km(公里)長。顯然，在實際工業化生產中不可行。