BR112019002847B1

BR112019002847B1 - Processo para aquecimento asséptico de um produto líquido em uma unidade de trocador de calor, disposição para realização do processo e unidade de trocador de calor para uma disposição

Info

Publication number: BR112019002847B1
Application number: BR112019002847-1A
Authority: BR
Inventors: Uwe Schwenzow; Erwin Süthold; Wolfgang Schlösser; Franz Tasler; Hubert Assing; Reinhold Dreckmann
Original assignee: Gea Tds Gmbh
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2022-10-25
Also published as: EP3503734B1; MX2019002054A; DK3503734T3; CA3034302C; PL3503734T3; DE102017002981A1; EP3503734A1; CA3034302A1; US20190191729A1; WO2018036651A1; BR112019002847A2

Abstract

Processo para aquecimento asséptico de um produto líquido (P) em uma unidade de trocador de calor (22) da zona de aquecimento de uma disposição (20) em uma instalação UHT de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 2. É objetivo da presente invenção prover um processo do tipo genérico, uma disposição para realização do processo e uma instalação de trocador de calor para a disposição, a qual, quando do tratamento de produtos líquidos, impede a formação de incrustações nas regiões adjacentes à unidade de trocador de calor e além. Isto é alcançado de acordo com uma forma de realização do processo, entre outras coisas, através das seguintes etapas processuais: (A1) medição de temperaturas de produto discretas (TP; TP1 a TPn) em pontos de medição predeterminados (22.3) na corrente de produto (FP); (C) medição de uma linha de temperatura específica de produto (TP(Ix)) entre a saída de produto (AP) e a entrada de produto (EP) nos pontos de medição predeterminados (22.3); ( D1) comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A1) e (C ), e cálculo dos respectivos desvios de temperatura (±óTP) nos pontos de medição predeterminados (22.3);(E) indicação de um desvio de temperatura permissível (±[^TPIx]o); (F) alteração da temperatura de entrada de meio de (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A invenção se refere a um processo e a uma disposição para aquecimento asséptico de um produto líquido em uma unidade de trocador de calor da zona de aquecedor de uma instalação UHT, no qual, na unidade de trocador de calor entre o produto líquido e um meio de aquecimento, ocorre uma troca de calor indireta em uma parede, de modo que, uma corrente de meio de aquecimento que flui em um compartimento de meio de aquecimento que emite calor é conduzida em contracorrente em relação a uma corrente de produto que flui em um compartimento de produto que recebe calor, no qual a corrente de produto é aquecida de uma temperatura de entrada de produto para uma temperatura de saída de produto e no qual pelo menos a temperatura de saída de produto e a temperatura de entrada de meio de aquecimento são monitoradas e reguladas. A invenção se refere ainda a uma unidade de trocador de calor para tal disposição.

[002] Em produtos líquidos, que são submetidos ao tratamento térmico em questão, pode se tratar, por exemplo, além de produtos de laticínio, também de produtos alimentícios sensíveis à temperatura, especialmente sobremesas ou produtos semelhantes, com toda a largura de faixa de viscosidades possíveis. A invenção desdobra seu efeito pretendido de modo especialmente significativo em uma zona de aquecedor de uma instalação UHT. A montante da unidade de trocador de calor está disposta uma zona de tratamento, como por exemplo, uma zona de preaquecimento, ou a jusante, como por exemplo, uma zona de retenção de calor ou zona resfriamento.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] Por "processo UHT (Ultra-Hoch-Temperatur) realizado com a instalação UHT mencionada inicialmente com aquecimento de produto indireto através de troca de calor por meio de um meio portador de calor ou meio de aquecimento em uma parede" entende-se um tratamento térmico de produto, o qual é chamado também de aquecimento asséptico, no qual praticamente todos os micro-organismos, mas pelo menos todos os micro-organismos que causam estragos, são eliminados, os quais poderiam crescer durante a fase de armazenamento do produto à temperatura ambiente.

[004] O aquecimento indireto de produto acima de 100°C é reali zada de maneira especialmente vantajosa através de uma troca de calor em uma parede com trocadores de calor tubulares, especialmente um chamado trocador de calor de feixe de tubos. No caso deste último a energia calórica é transmitida através das paredes de um grupo de tubos internos, paralelos, orientados de modo preferivelmente horizontal. Nesse caso o produto líquido a ser tratado flui para dentro dos tubos internos, enquanto um meio de aquecimento flui em contracor- rente, via de regra, através de água aquecida através de vapor d’água, no espaço de fenda anular de um tubo de proteção que circunda os tubos internos dispostos paralelamente. Neste sentido um trocador de calor de feixe de tubos é conhecido do documento DE 94 03 913 U1. O aquecimento indireto de produto do tipo mencionado anteriormente, porém, pode ocorrer também com outras construções de trocadores de calor, como por exemplo, trocadores de calor de placas.

[005] Um dispositivo de aquecimento UHT conhecido com aque cimento direto de produto para produção de um leite UHT (DE10 2005 007 557 A1) contém um preaquecedor em uma chamada zona de pre- aquecimento para o aquecimento do leite a ser padronizado. Em seguida o leite é conduzido através de um chamado homogeneizador para distribuição fina de gordura e depois preaquecido ainda mais. Segue uma chamada pré-retenção de aquecimento para estabilização das proteínas do leite. Depois de outro trocador de calor, via de regra, conduzido "regenerativamente", o qual está previsto para o processo de aquecimento de leite seguinte, ocorre o aquecimento UHT propriamente dito em uma chamada zona de aquecedor com manutenção de calor, em seguida o resfriamento em uma zona de resfriamento sob troca de calor com um meio portador de calor "regenerativo", via de regra, água. Por "regenerativo" em relação ao meio portador de calor, com o qual é realizada uma troca de calor conduzida "generativamente", entende-se um meio portador de calor que é conduzido em circuito e, em relação à direção de fluxo do produto líquido a ser tratado, rece-be energia térmica do produto em regiões de alta temperatura e transmite esta ao produto "regenerativamente" em regiões de temperatura mais baixa.

[006] Uma troca de calor regenerativa do tipo mencionado anteri ormente deve estar igualmente compreendida pela presente invenção, mesmo que, a seguir, a representação da invenção esteja restrita a um meio de aquecimento que não seja produto líquido. O aquecimento asséptico do produto líquido em questão proporcionado em uma unidade de trocador de calor da zona de aquecimento de uma instalação UHT, a qual pode compreender especialmente uma zona de aquecedor também, através de um meio de aquecimento, por exemplo, água aquecida através de vapor d’água, a qual apresenta necessariamente uma temperatura de entrada de meio de aquecimento superior à temperatura de saída de produto da unidade de trocador de calor que caracteriza o processo de aquecimento asséptico. O aquecimento asséptico é específico de produto e se realiza no exemplo seguinte entre uma temperatura de entrada de produto TPE = 125°C e uma temperatura de saída de produto TPA = 140°C, sendo que as paredes solicitadas da unidade de trocador de calor, através dais quais a troca de calor indireta se realiza, têm que possuir uma temperatura mais alta na linha de temperatura associada para garantir as forças propulsoras necessárias para a transição de calor entre parede e produto líquido e a economia oferecida da troca de calor. Tais temperaturas de parede elevadas são problemáticas, como exposto a seguir.

[007] No processo de aquecimento em questão ocorrem depósi tos mais ou menos fortes, especialmente na parte de aquecedor e no trecho de retenção de calor ou retentor de calor aquecido por fora, ligado a jusante. Produtos líquidos sensíveis ao calor ou sensíveis à temperatura, sendo que, a seguir, sob este conceito deve-se entender um produto alimentício líquido, podem conter relativamente muita proteína, muita massa seca e pouca água, e podem ter toda a largura de faixa de possíveis viscosidades. Os produtos líquidos neste sentido tendem, preferivelmente a temperaturas acima de 100°C, a se inflamar, isto é, sob estas condições, tendem à formação de incrustação nas paredes da unidade de trocador de calor. Essa formação de incrustação é designada também como "fouling" de produto e pode levar a problemas de qualidade no produto líquido aquecido, em um produto final ou intermediário, e/ou a graves problemas de higiene. Estes últimos requerem ciclos de limpeza intensivos e, com isto, tempos de operação encurtados da unidade de trocador de calor. A formação de incrustação de produto reduz, consequentemente, a vida útil ou tempo de operação da unidade de trocador de calor entre dois ciclos de limpeza e é indesejada.

[008] Em cada caso é preciso fazer com que, por um lado, todas as quantidades parciais do produto líquido a ser tratado que fluem ao mesmo tempo e, por outro lado, todas as que fluem em sequência, especialmente na parte de alto aquecimento e na manutenção de calor, estejam sujeitas ao mesmo tempo de permanência, uma vez que dife- rentes tempos de permanência e, com isso, tempos de efeito, especialmente a altas temperaturas de efeito, têm efeito desfavorável da maneira descrita anteriormente. A formação de incrustação nas paredes quentes durante o aquecimento UHT pode ser reduzida nitidamente através de um aquecimento regulado dos produtos líquidos na zona de preaquecimento com certo tempo de retenção. Portanto, é importante que a unidade de processamento disposta a montante da unidade de trocador de calor proporciona o produto líquido a ser aquecido assepti- camente com a temperatura de entrada de produto necessária TPE.

[009] A presente problemática e as desvantagens neste sentido do estado da técnica devem ser esclarecidas a seguir com uma unidade de trocador de calor conhecida e de um processo conhecido realizável com esta, dos quais parte a invenção. São mostrados: Figura 1 - em representação esquemática, um recorte de uma instalação UHT para aquecimento asséptico de um produto líquido em uma unidade de trocador de calor da zona de aquecimento ou de alto aquecimento e Figura 2 - uma representação qualitativa das linhas de temperatura do produto líquido a ser aquecido e do meio de aquecimento que emite calor, sendo que as temperaturas estão registradas na ordenada e uma trajetória de troca de calor em uma unidade de trocador de calor representada esquematicamente na abscissa.

[0010] Um recorte de uma disposição 10 de acordo com o estado da técnica (figura 1), a qual está configurada como instalação UHT para aquecimento asséptico de um produto liquido P em sua totalidade não representada, dispõe, em sua zona de aquecimento ou de alto aquecimento, de pelo menos uma unidade de trocador de calor 22, a montante da qual, vista na direção de fluxo do produto líquido P, está disposta uma unidade de processamento ligada a montante, por exemplo, um trocador de calor de uma zona de preaquecimento, e a jusante da qual está disposta uma unidade de processamento 23 disposta a jusante, por exemplo, um trecho de manutenção de calor em forma de um retentor de calor. A representação esquemática da unidade de trocador de calor 22 pode representar um trocador de calor de tubo, preferivelmente um chamado trocador de calor de feixe de tubos, ou também outra construção, sendo que cada uma dessas formas de realização pode estar dividida em várias seções ligadas em sucessão. É decisivo que, entre uma entrada de produto EP e uma saída de produto AP de um compartimento de produto 22.1 que recebe calor, o qual é percorrido, da direita para a esquerda em relação à posição do desenho, por uma corrente de produto FP do produto líquido P, é formada uma trajetória completa de troca de calor L. A corrente de produto FP entra na entrada de produto EP com uma temperatura de entrada de produto TPE e sai da saída de produto AP com uma temperatura de saída de produto TPA.

[0011] O espaço de produto 22.1 está em troca de calor indireta com um espaço de meio de aquecimento 22.2 que emite calor, o qual, entre uma entrada de meio de aquecimento EM e uma saída de meio de aquecimento AM, está banhado por uma corrente de meio de aquecimento FM de um meio de aquecimento FM, em contracorrente com a corrente de produto FP. A corrente de meio de aquecimento FM entra na entrada de meio de aquecimento EM com uma temperatura de entrada de meio de aquecimento TME e sai da saída de meio de aquecimento AM com uma temperatura de saída de meio de aquecimento AM. Entre o compartimento de meio de aquecimento 22.2 e o compartimento de produto 22.1, é trocada uma corrente de calor Q. As grande-zas designadas anteriormente com "corrente" devem ser entendidas como grandezas físicas relativas ao tempo, a saber: massa/tempo (quilograma/segundo; kg/s) ou volume/tempo (litro/segundo; dm3/s) e quantidade de calor/tempo (Joule/segundo = Watt; J/s = W).

[0012] Um dispositivo de medição para corrente de produto 26 mede a corrente de produto FP, um dispositivo de medição para temperatura de entrada de produto 28.1 mede a temperatura de entrada de produto TPE e um dispositivo de medição para temperatura de saída de produto 28.2 mede a temperatura de saída de produto TPA, um dispositivo para de medição para corrente de meio de aquecimento 29 mede a corrente de meio de aquecimento FM e um dispositivo de medição para temperatura de entrada de meio de aquecimento 30.1 mede a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME.

[0013] As grandezas de medição citadas anteriormente FP, TPE, TPA, FM e TME são transmitidas a uma unidade de controle e regulagem 24, a qual proporciona, em uma saída para temperatura de entrada de meio teórica 31.1, um sinal de controle para uma temperatura de entrada de meio teórica TME* e, em uma saída para corrente de meio de aquecimento teórica 31.2, um sinal de controle para uma corrente de meio de aquecimento teórica FM*, sendo que ambos os sinais de controle são eficazes na entrada de meio de aquecimento EM para o meio de aquecimento M.

[0014] Através do tempo de operação de uma unidade de trocador de calor 22 do tipo em questão, sendo que o tempo de operação, via de regra, corresponde à chamada vida útil entre dois ciclos de limpeza necessários, na prática as linhas de temperatura TP(Ix) e TM(Ix) representadas na figura 2 são observadas. Temperaturas de produto TP associadas e temperaturas de meio de aquecimento associadas TM (ambas associadas à coordenada, por exemplo, em Graus Centígrados (°C) estão registradas aqui através de uma trajetória de troca de calor variável Ix (abscissa). A trajetória de troca de calor variável Ix em sua origem (Ix = 0) na entrada de produto EP, e termina na entrada de produto AP após o término da trajetória de troca de calor total L (Ix = L).

[0015] Com TP (Ix) está designada a linha de temperatura especí- fica de produto da corrente de produto FP a ser tratada e predeterminada e receptora de calor entre a temperatura de entrada de produto TPE (por exemplo, 125°C) proporcionada pela unidade de processamento 21 e a temperatura de saída de produto TPA (por exemplo, 140°C) necessária para assegurar um aquecimento asséptico suficiente. Com TM(Ix) estão designadas as linhas de temperatura específicas de aquecimento da corrente de meio de aquecimento que emite calor FM. A linha de temperatura inferior, em relativa à posição de desenho, entre uma primeira temperatura de entrada de meio de aquecimento TME (1) (por exemplo, 140,9°C) e uma primeira temperatura de saída de meio de aquecimento TMA (1) (por exemplo, 130,6°C) está presente no início do tempo de operação, quando a unidade de trocador de calor 22 ainda está livre de quaisquer incrustações no lado do produto (Product-Fouling).

[0016] A diferença de temperatura TME (1) - TMA (1) resulta da equação de equilíbrio seguinte:

sendo que com A está designada toda uma superfície de troca de calor da unidade de trocador de calor 22, com k um número de passagem de calor (vide figura 1), com ΔTm a diferença de temperatura logarítmica média (vide figura 2), com CP uma capacidade térmica específica do produto líquido P e com CM uma capacidade térmica específica do meio de aquecimento M.

[0017] Para contra no começo do tempo de operação (caracteriza ção (1) na figura 2) vale, para a diferença de temperatura logarítmica média contida na equação (1) ΔTm de acordo com a equação (2.1) com a primeira temperatura de entrada de meio de aquecimento TME (1) e a primeira temperatura de saída de meio de aquecimento TMA (1), uma primeira diferença de temperatura logarítmica média ΔTm (1), sendo que o último termo da equação (2.1) com as abreviaturas usuais ΔTgrande (1) e ΔTpequena (1) dão, para as respectivas diferenças de temperatura no lado terminal:

[0018] No decurso do tempo de operação as incrustações aumen tam no lado de produto e o número de passagem de calor k diminui constantemente do mesmo modo. As diferenças de temperatura pro-porcionadas no começo do tempo de operação entre produto líquido P e meio de aquecimento M não são mais suficientes para transmitir a corrente de calor Q necessária para aquecimento da corrente de produto FP à temperatura de saída de produto necessária TPA. No fim do tempo de operação, após, por exemplo, 12 horas, a unidade de controle e regulagem 24 aumentou a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME de tal modo, que agora, na entrada de meio de aquecimento EM, é necessária uma segunda temperatura de entrada de meio de aquecimento TME (2) (por exemplo, 144,5°C), da qual, de acordo com a equação (1), resulta uma segunda temperatura de saída de meio de aquecimento TMA (2) (por exemplo, 134,2 °C).

[0019] Para o fim do tempo de operação (caracterização (2) na figura 2) resulta, de acordo com a equação (2.2), de modo análogo à equação (2.1), com uma segunda temperatura de entrada de meio de aquecimento TME (2) e a segunda temperatura de saída de meio de aquecimento TMA (2), e as abreviações introduzidas anteriormente e adaptadas de modo correspondente (ΔTgrande (2) e ΔTpequena (2)), uma diferença de temperatura logarítmica média ΔTgrande (2), ΔTpequena (2)):

[0020] A segunda temperatura de saída de meio de aquecimento TMA (2) que ocorre forçosamente na saída de meio de aquecimento AM,), como se pode depreender da equação (1) com grandezas cor- respondentes, é substancialmente dependente de uma segunda relação de corrente de massa f(2), formada como quociente de uma segunda corrente de massa FM(2) e da corrente de produto FP, por um lado, (f(2) = FM(2)FP; em geral: f = FM/FP), as respectivas capacidades térmicas específicas CM do meio de aquecimento M e CP do produto líquido P, bem como das condições de passagem de calor influenciadas também através das incrustações que crescem (caracterizadas pelo número de passagem de calor k) nas pareces da unidade de trocador de calor 22, nas quais se realiza a troca de calor. No presente caso, para se ter certeza de que a temperatura de saída de produto TPA necessária está garantida sob todas as condições de operação, a unidade de trocador de calor 22 é conduzida com uma primeira relação de corrente de massa constante f, através de todo o tempo de operação - isto vale, consequentemente, também para a linha de temperatura específica de meio de aquecimento inferior que se estabelece no começo do tempo de operação, sendo que a corrente de meio de aquecimento FM ultrapassa a corrente de produto FP em quase 50% (f = f(1) = f(2) = 1,43 = constante; figura 2).

[0021] Outra subida da temperatura de entrada de meio de aque cimento TME não é mais possível, porque a potência de aquecimento não pode ser aumentada através do meio de aquecimento M e/ou porque a perda de pressão no lado de produto ultrapassa uma medida permissível através das incrustações que crescem.

[0022] As incrustações que crescem através do tempo de opera ção são reconhecidas por um técnico no assunto também na diferença de temperatura logarítmica média ΔTm, a qual é necessária de acordo com a equação (1), para transmitir a corrente de calor Q no respectivo estado de carga da unidade de trocador de calor 22 com estas incrustações. No presente caso, no começo do tempo de operação a diferença de temperatura logarítmica média ΔTm (1) = 2,6°C e no fim do tempo de operação a segunda diferença de temperatura logarítmica média ΔTm(2) = 6,6°C.

[0023] Como mostra a figura 1, na unidade de trocador de calor 22 na disposição 10 de acordo com o estado da técnica, necessariamente a temperatura de entrada de produto TPE, a temperatura de saída de produto TPA, a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME, bem como a corrente de produto FP e a corrente de meio de aquecimento FM, é medida na respectiva entrada de produto associada EP ou na saída de produto AP ou entrada de meio de aquecimento EM e utilizada para controle ou regulagem. Temperaturas TP da corrente de produto FP dentro do compartimento de produto 22.2 que recebe calor e as temperaturas TM da corrente de meio de aquecimento FM dentro e na direção de extensão do compartimento de meio de aquecimento 22.2 que recebe calor não são detectadas, de modo que as linhas de temperatura efetivas no decurso do tempo de operação não são conhecidas, com exceção das temperaturas marginais mencionadas anteriormente.

[0024] A linha de temperatura limite específica de produto desig nada com TP(Ix)1 na figura 2 da corrente de produto FP, em relação à sua linha linear entre temperatura de entrada de produto TPE e temperatura de saída de produto TPA, assim como uma linha de temperatura linear não representada na corrente de meio de aquecimento FM, é de natureza teórica. Essas linhas lineares só ocorreriam se as capacidades térmicas específicas CP e CM de produto P ou meio de aquecimento M, bem como a passagem de calor, caracterizada pelo número de passagem de calor k, dependessem de grandezas físicas da temperatura determinantes e ocorresse uma formação de revestimento quantitativamente e qualitativamente uniforme através de toda a superfície de troca de calor A, o que não é o caso. Entretanto, no âmbito das grandezas de influência disponíveis, é desejável aproximar a linha de temperatura específica de produto efetiva TP(Ix) e a linha de temperatura específica de meio de aquecimento TM(Ix) tanto quanto possível da respectiva linha de temperatura limite linear, porque assim a troca de calor quantitativa é mais uniforme através de toda a trajetória de troca de calor L.

[0025] Com o auxílio do exemplo de caso de acordo com a figura 2 e dos dados de projeto associados a ele, verifica-se, através de medição na corrente de produto FP, que, após uma trajetória de troca de calor discreta ix = Ix1, mais ou menos já no começo do último terço de toda a trajetória de troca de calor L, há uma temperatura discreta do produto líquido TP (Ix1), a qual corresponde quase à temperatura de saída de produto TPA requerida inicialmente na saída de produto AP. Estas circunstâncias não são previsíveis simplesmente sem medição discreta quando do projeto da unidade de trocador de calor 22 e quando da determinação dos dados operacionais, tanto mais que a unidade de trocador de calor 22 é acionada com a relação corrente de massa f = 1,43 mencionada anteriormente por razões de segurança. Além disso, na disposição 10 os produtos líquidos mais distintos do tipo em questão são tratados termicamente com as receitas mais distintas, sendo que distintas condições de matéria prima, viscosidades, critérios de qualidade e condições de produção devem ser levadas em consideração. Deve-se partir do fato de que as circunstâncias mencionadas anteriormente, que significam, no resultado final, que a unidade de trocador de calor 22 está superdimensionada ou não é operada de maneira ótima sob as condições marginais a serem observadas, mencionadas, não são um caso único.

[0026] Pelo exemplo representado podem ser verificadas outras desvantagens que afetam um tempo de permanência indefinido do produto líquido P no nível da temperatura de saída de produto TPA e a medida e a distribuição da formação de incrustações, na unidade de trocador de calor.

[0027] É conhecido que a tendência para formação de incrusta ções e a velocidade do acúmulo de incrustações não são influenciadas significativamente apenas pela altura da temperatura da parede que emite calor em si, mas, de modo correspondente, também pela diferença entre a temperatura da parede e a temperatura do produto líquido P neste ponto. No exemplo de acordo com a figura 2, na saída de produto AP ou entrada de meio de aquecimento EM, a temperatura de produto TP e, assim, forçosamente também a temperatura de meio de aquecimento TM é a mais alta, sendo que no começo do tempo de operação a diferença de temperatura necessária entre a primeira temperatura de entrada de meio de aquecimento TME (1) e a temperatura de entrada de produto TPE é mantida tão pequena quanto possível (no exemplo TME(1) — TPA = ΔTpθquθna (1) = 0,9°C).

[0028] Na entrada de produto EP ou saída de meio de aquecimen to AM, a temperatura de entrada de produto TPE e, com isso, também a temperatura de saída de meio de aquecimento TMA naturalmente são as mais baixas, sendo que no começo do tempo de operação de acordo com a equação (1) a alteração da temperatura de meio de aquecimento TM entre a entrada de meio de aquecimento EM e a saída AM depende não apenas da diferença de temperatura necessária entre a temperatura de saída de produto TPA e a temperatura de entrada de produto TPE, mas também da relação de corrente de massa f = f(1) = 1,43. No exemplo TMA (I) - TPE = ΔTgrandθ (1) = 5,6°C. A diferença de temperatura TM -TP, consequentemente, sobre na unidade de trocador de calor 22 limpa, sem incrustações de produto, da saída de produto AP com ΔTpequena (1) = 0,9°C para entrada de produto EP com ΔT grande (I) = 5,6°C (fator 6,2), pelo que, no decorrer do tempo de operação, é acrescentado à formação de incrustação condicionada através da linha de temperatura Tp(Ix) específica de produto outro aumento de incrus- tação, que é aproximadamente proporcional à diferença de temperatura TM - TP e é dilatado no começo do tempo de operação em fator 6,2.

[0029] No fim do tempo de operação resulta, no exemplo TME (2) - TPA = ΔTpequena (2) = 4,5°C e TMA (2) — TPE = ΔTgrande (2) = 9,2 °C (Oer- ca de fator 2). De um modo geral, verifica-se, através do tempo de operação, que o revestimento (a incrustação) cresce continuamente por toda a trajetória de troca de calor L, sendo que a espessura do revestimento diminui da saída de produto AP para a entrada de produto EP, porque nesta direção e a todo momento as diferenças de temperatura entre meio de aquecimento M e, consequentemente, a parede a o produto líquido P aumentam. O revestimento tem influência significativa sobre a transição de calor no lado do produto e, consequentemente, sobre o número de passagem de calor k. Como a unidade de troca de calor 22 é operada através de todo o tempo de operação com uma relação de corrente de massa constante f = f(1) = 1, 43, o aumento da diferença de temperatura de ΔTpequena (1) = 0,9°C para ΔTgrande (2) = 9,2°C na entrada de produto EP só pode ser explicado através da alteração da intensidade do revestimento, por um lado e, por outro, através do aumento da espessura do revestimento na direção da entrada de produto EP e, com isso, substancialmente através da alteração do número de passagem de calor k em função da trajetória de troca de calor Ix e do tempo de operação.

[0030] No presente modo de operação da unidade de trocador de calor 22 podem ser constatadas resumidamente as seguintes desvantagens:

[0031] • Após o arranque da unidade de trocador de calor 22 limpa e do ajuste de uma temperatura de entrada de produto TPE estacionária e de uma temperatura de saída de produto AP estacionária, não é reconhecível se esta última já foi alcançada antes da saída de produto AP e, com isso, a unidade de trocador de calor 22 é operada de manei- ra ótima.

[0032] • Para o caso de que a temperatura de saída de produto TPA ou uma que difira um pouco dela já ter sido alcançada antes da saída de produto AP, por exemplo, no ponto Ix = Ix1 < L, o trecho restante L - Ix1 atua como trecho de retenção de calor na unidade de trocador de calor 22, e o produto líquido P já experimenta assim um tempo de permanência indefinido e indesejado, o qual pode ter efeito desvantajoso sobre a qualidade.

[0033] • Através da alta relação de corrente de massa f = (f(1) = f(2) constante que permanece igual através de todo o tempo de operação, suporta-se uma operação não econômica, pelo menos na primeira parte do tempo de operação.

[0034] • Através do aumento significativo da expansão de tempera tura através de toda a trajetória de troca de calor L de ΔTpequena (1) para ΔTgrande (1) (fator 6,2) no começo do tempo de operação e até o fim do tempo de operação, e ainda de ΔTpequena (2) para ΔTgrande (2) (cerca de fator 2), visto através de toda a superfície de troca de calor A, resulta ainda uma quantidade de carga através de incrustação de produto, a qual é maior, geralmente e especialmente na região da entrada de produto EP do que seria se o aumento anterior das diferenças de temperatura que basicamente e tendencialmente ocorre através do tempo de operação, fosse menor.

[0035] • A quantidade de carga que se acumula determina a vida útil da unidade de trocador de calor 22 na zona de alto aquecimento da disposição 10, isto é, o tempo de operação possível como tempo entre dois ciclos de limpeza necessários. A formação de revestimento observada no modo de funcionamento atual da unidade de trocador de calor 22 e a quantidade de carga resultante disso levam a uma redução da vida útil de acordo com a medida e a distribuição.

[0036] No documento WO 2014/191062 A1 está descrito um pro- cesso para determinação do grau de tratamento térmico de um produto líquido em um sistema de processamento para produtos líquidos, sendo que esse processo conhecido preferivelmente se refere à pasteurização desses produtos líquidos na faixa de temperatura de 10 a 100°C e não contém nenhuma indicação de uma transferência de aquecimento ou alto aquecimento em processos UHT. No caso do grau de tratamento térmico determinado trata-se de um chamado valor índice de tratamento térmico, comparável às chamadas unidades de pasteurização, o qual um técnico no assunto pode determinar a partir de um contexto matemático conhecido em si para o respectivo produto líquido, no qual entram as temperaturas fixadas para o produto líquido no decurso de seu tratamento térmico em intervalos determinados.

[0037] É objetivo da presente invenção prover um processo do tipo genérico, uma disposição para realização do processo e uma unidade de trocador de calor para essa disposição, os quais, além disso, reduzem a formação de incrustação de produto nas regiões adjacentes à unidade de trocador de calor, quando do tratamento de produtos líquidos, especialmente produtos alimentícios sensíveis à temperatura do tipo mencionado inicialmente e, com isso, prolongam nitidamente a vida útil da unidade de trocador de calor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0038] Esse objetivo é alcançado através de um processo com as características da presente invenção. Configurações vantajosas do processo de acordo com a invenção são objeto das concretizações. Uma disposição para realização do processo é objeto da presente invenção. Configurações vantajosas da disposição de acordo com a invenção estão descritas nas concretizações. Uma unidade de trocador de calor para a disposição também é objeto da presente invenção. Uma configuração vantajosa da unidade de trocador de calor de acordo com a invenção é objeto da concretização.

[0039] Na técnica de processos a invenção parte de um processo para aquecimento asséptico de um produto líquido, como por exemplo, produtos alimentícios sensíveis à temperatura, especialmente produtos de laticínio, sobremesa ou produtos semelhantes, com toda a largura de faixa de possíveis viscosidades, em uma unidade de trocador de calor da zona de aquecimento ou de alto aquecimento de uma disposição em uma instalação UHT. Nesse caso, na unidade de trocador de calor entre o produto líquido e um meio de aquecimento ocorre uma troca de calor indireta na parede, pelo fato de que uma corrente de meio de aquecimento que banha um compartimento de meio de aquecimento que emite calor é conduzido em contracorrente em relação a uma corrente de produto que banha o compartimento de produto que recebe calor. A corrente de produto é aquecida de uma temperatura de entrada de produto para uma temperatura de saída de produto e nesse caso pelo menos a temperatura de saída de produto e a temperatura de entrada de meio de aquecimento são monitoradas e reguladas, sendo que, no âmbito de uma condução de processo especialmente segura, a temperatura de entrada de produto também é monitorada e eventualmente regulada através de um agregado de processamento disposto a montante da unidade de trocador de calor.

[0040] O objetivo da invenção é alcançado, de acordo com um primeiro processo, quando as seguintes etapas processuais (A1), (B1), (C), (D1), (E) e (F) estão previstas no processo do tipo genérico.

[0041] O objetivo da invenção é alcançado, de acordo com um se gundo processo, quando as seguintes etapas processuais (A2), (B2), (C), (D2), (E) e (F) estão previstas no processo do tipo genérico.

[0042] Então, nos dois processos a ideia básica inventiva consiste em que, para alcançar o objetivo determinado, é necessário garantir uma linha de temperatura específica de produto ótima e uma específica de meio de aquecimento ótima em todo o tempo de operação da unidade de trocador de calor, e isto só pode ser alcançado se houver pelo menos informações sobre a temperatura da corrente de produto, pelo menos em uma região a montante da saída de produto, as quais possibilitem um controle e uma regulagem adequados da corrente de meio de aquecimento. Com essas informações e as etapas processuais mencionadas anteriormente evita-se a formação de incrustações na unidade de trocador de calor e, sobretudo, nas regiões adjacentes à saída de produto.

Primeiro Processo

[0043] (A1) Ajuste de uma linha de temperatura específica de pro duto não conhecida entre a temperatura de entrada de produto e a temperatura de saída de produto com o auxílio de uma alimentação da corrente de meio de aquecimento necessária com a temperatura de entrada de meio de aquecimento necessária em uma entrada de meio de aquecimento no compartimento de meio de aquecimento. Este ajuste é acompanhado de medições de temperaturas de produto discretas nos pontos de medição predeterminados na corrente de produto, sendo que pelo menos a temperatura de saída de produto e, via de regra, também a temperatura de entrada de produto são detectadas através de outros pontos de medição predeterminados. A linha de temperatura específica de produto resultante destas medições é proporcionada para mais processamento de acordo com a etapa processual (D1).

[0044] A etapa processual (A1) é empregada quando ainda não existem valores experimentais suficientes para o produto líquido e apenas os pontos terminais da linha de temperatura, a saber: a temperatura de entrada de produto e a temperatura de saída de produto, estão necessariamente predeterminados. A etapa processual alimentação da corrente de meio de aquecimento com a temperatura de entrada de meio de aquecimento deve ser entendida de tal modo, que inici- almente valores mínimos são escolhidos tanto para a temperatura de entrada de meio de aquecimento quanto para a corrente de meio de aquecimento, com os quais se garantem a obtenção e a manutenção da temperatura de saída de produto e da temperatura de entrada de produto. Assim não se procede, como até agora, com uma relação de massa elevada (= corrente de meio de aquecimento/corrente de produto) através de todo o tempo de operação, por motivos de segurança, a qual, nessa altura, é suficiente para o fim do tempo de operação, mas sim com uma nitidamente menor.

[0045] (B1) Indicação da temperatura de entrada de produto em uma entrada de produto para dentro do compartimento de produto e da temperatura de saída de produto em uma saída de produto a partir do compartimento de produto e provisão da temperatura de entrada de meio de aquecimento e da corrente de meio de aquecimento.

[0046] As etapas processuais Predeterminação e Provisão devem ser entendidas de tal modo, que estas instruções quantitativas estejam depositadas em uma unidade de controle e regulagem em ligação com os algoritmos de controle.

[0047] (C) Medição de uma linha de temperatura específica de produto entre a saída de produto e a entrada de produto nos pontos de medição predeterminados.

[0048] Esta etapa processual deve ser entendida de tal m odo, que no decorrer do tempo de operação, quando a formação de revestimento continua, e até depois do ajuste da linha de temperatura específica de produto não conhecida após a etapa processual (A1), a respectiva linha de temperatura específica de produto existente é medida e proporcionada para mais processamento de acordo com a etapa processual (D1) seguinte.

[0049] (D1) Comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A1) e (C) e Cálculo de respectivos desvios de temperatu- ra nos pontos de medição predeterminados.

[0050] Esta etapa processual, em consequência do revestimento que cresce, fornece eventuais alterações da linha de temperatura específica para cima ou para baixo, expressa o respectivo desvio de temperatura determinado, sendo que uma "queda" da temperatura de saída de produto em, por exemplo, 3°C pode significar que o produto líquido não sai mais assepticamente da unidade de trocador de calor. O desvio de temperatura determinado pode ser positivo ou negativo.

[0051] (E) Indicação de um desvio de temperatura permissível.

[0052] Esta indicação é dependente do produto líquido e da res pectiva fórmula e é depositado na unidade de controle e regulagem para mais processamento. Devido ao possível desvio de temperatura positivo ou negativo, ele é positivo ou negativo, e eventualmente distinto quanto à quantidade.

[0053] (F) Alteração da temperatura de entrada de meio de aque cimento para uma temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica quando se ultrapassa o desvio de temperatura permissível através do desvio de temperatura calculado.

[0054] A etapa processual de Alteração deve ser entendida de tal modo, que quando se ultrapassa o desvio de temperatura permissível para cima ou para baixo na unidade de controle e regulagem, há uma prescrição ou um algoritmo depositado, de acordo com o qual inicialmente apenas a temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica é alterada, com a qual o perfil de temperatura específico de produto é reconduzido à faixa do desvio de temperatura permissível. Convenientemente as quantidades correspondentes uma à outra dos desvios que interessam são comparadas uma com a outra.

Segundo Processo

[0055] No segundo processo de acordo com a invenção, a discus são pode se restringir às etapas processuais (A2) e (B2), uma vez que as outras etapas processuais (C), (D2), (E) e (F) são idênticas quanto ao conteúdo:

[0056] (A2) Ajuste de uma linha de temperatura teórica específica de produto conhecida, com o auxílio da medição de temperaturas de produto discretas nos pontos de medição predeterminados na corrente de produto e com o auxílio de uma alimentação da corrente de meio de aquecimento necessária com a temperatura de entrada de meio de aquecimento necessária em uma entrada de meio de aquecimento no compartimento de meio de aquecimento.

[0057] Esta etapa processual de Ajuste deve ser entendida de tal modo, que uma linha de temperatura teórica específica de produto, armazenada na unidade de controle e regulagem em pontos de medição predeterminados na corrente de produto e é ajustada, sendo que pelo menos a temperatura de saída de produto e, via de regra, também a temperatura de entrada de produto são detectadas através de outros pontos de medição predeterminados. Esta linha de temperatura ajustada e medida e correspondente à linha de temperatura específica de produto conhecida predeterminada é proporcionada para mais processamento de acordo com a etapa processual (D2).

[0058] A etapa processual é empregada quando existem valores experimentais suficientes para o produto líquido a ser aquecido a partir dos processos de aquecimento anteriores e, com isto, existe uma linha de temperatura teórica específica de produto realizável, a qual inclui os pontos terminais necessariamente predeterminados da linha de temperatura, a saber: a temperatura de entrada de produto e a temperatura de saída de produto.

[0059] A etapa processual Alimentação da corrente de meio de aquecimento com a temperatura de entrada de meio de aquecimento deve ser entendida de tal modo, que esses dados operacionais sejam conhecidos e sejam mantidos, com os quais se garanta a obtenção e a manutenção da linha de temperatura teórica específica de produto. Assim não se procede, como até agora, com uma relação de corrente de massa elevada através de todo o tempo de operação, por motivos de segurança, mas sim esses dados operacionais estão minimizados ou otimizados pelo menos para o início do tempo de operação no sentido da determinação de objetivo de acordo com a invenção.

[0060] (B2) Previsão da linha de temperatura teórica especifica de produto conhecida, a qual inclui a temperatura de entrada de produto no compartimento de produto e a temperatura de saída de produto na saída de produto do compartimento de produto, e provisão de uma alimentação depositada da corrente de meio de aquecimento com a temperatura de entrada de meio de aquecimento.

[0061] As etapas processuais de Previsão e Provisão devem ser entendidas de tal modo, que as instruções quantitativas estejam depositadas na unidade de controle e regulagem em ligação com os algoritmos de controle necessários.

[0062] Através do crescimento de revestimento a temperatura de entrada de meio de aquecimento, vista através do tempo de operação, tem que ser alterada, isto é, ser elevada, para compensar a passagem de calor que se deteriora. Isto é alcançado, de acordo com uma proposta, pelo fato de que a alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento para a respectiva temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica necessária ocorre ou nos níveis de temperatura que podem estar realizados preferivelmente muito baixos, ou através de constante alteração de temperatura. Em ambos os casos pode ser realizada uma regulagem de temperatura muito sensível.

[0063] A elevação da temperatura de entrada de meio de aqueci mento tem seus limites, por um lado, através das possibilidades existentes na instalação de processamento representar essas temperaturas e, por outro lado, através de considerações econômicas. Outra limitação da temperatura de entrada de meio de aquecimento está dada através de velocidade da elevação de temperatura, isto é: através de alteração de temperatura em um período de tempo predeterminado. Este gradiente de temperatura, por exemplo, em grau centígrado/hora (°C/h), fornece uma indicação da velocidade de crescimento do revestimento e, com isso, da vida útil disponível da unidade de trocador de calor.

[0064] Outra configuração do processo, que é empregada de igual maneira tanto para o primeiro processo quanto para o segundo prevê as seguintes etapas processuais:

[0065] (G) Determinação de um gradiente de temperatura temporal a partir de uma alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento em período de tempo predeterminado.

[0066] (H) Indicação de um gradiente de referência para uma ele vação de temperatura permissível da temperatura de entrada de meio de aquecimento no período de tempo.

[0067] Comparação dos resultados da etapa processual (G) com o dado de acordo com a etapa processual (H).

[0068] (J) Alteração da corrente de meio de aquecimento para uma corrente de meio de aquecimento teórica quando se ultrapassa o gradiente de referência através do gradiente de temperatura temporal determinado.

[0069] Como o primeiro e o segundo processo é iniciado com uma relação de corrente de massa necessária no começo do tempo de operação, existe, no âmbito dos recursos da instalação de processamento e da economia oferecida, até o fim do tempo de operação, significantes aumentos relativos à quantidade na corrente de meio de aquecimento, os quais encontram seu limite onde o processo conhecido parte de considerações de segurança no começo do tempo de operação.

[0070] Com vistas à alteração da corrente de meio de aquecimen to, uma configuração do processo prevê que a alteração da corrente de meio de aquecimento para uma respectiva corrente de meio de aquecimento teórica necessária ocorre ou através de uma elevação escalonada ou de uma elevação constante. Nos dois casos, quando do projeto correspondente, por um lado pode-se apoiar uma regula- gem sensível da temperatura de entrada de meio e, por outro lado, pode-se alcançar que uma expansão de temperatura seja restrita à medida necessária entre temperatura de produto e temperatura de meio de aquecimento na direção da entrada de produto ou da saída de meio de aquecimento. Esta medida faz com que seja minimizada a tendência forçada através da expansão de temperatura para uma formação de revestimento reforçada.

[0071] Uma indicação do crescimento contínuo do revestimento é dada adicionalmente através de uma configuração do processo pelo fato de que, na entrada de produto, são medidas uma pressão de entrada de produto e uma pressão de saída de produto na saída de produto.

[0072] Uma disposição de acordo com a invenção para realização do processo de acordo com a invenção parte de uma instalação UHT conhecida com uma unidade de trocador de calor na zona de aquecimento, a qual, vista na direção de fluxo de um produto líquido a ser aquecido indiretamente, está disposta entre uma unidade de processamento disposta a montante e uma unidade de processamento disposta a jusante. A unidade de troca de calor apresenta um compartimento de produto que recebe calor e pode ser percorrido por corrente, e um compartimento de meio de aquecimento que emite calor e pode ser percorrido por corrente. Além disso, está prevista pelo menos um dispositivo de medição para a corrente de produto, um dispositivo de medição para a temperatura de entrada de produto, um dispositivo de medição para a temperatura de saída de produto, um dispositivo de medição para corrente de meio de aquecimento e um dispositivo de medição para temperatura de entrada de meio de aquecimento. Esses dispositivos de medição estão em ligação com uma unidade de controle e regulagem, a qual, em função desses dispositivos de medição, controla uma saída predeterminada na unidade de controle e regula- gem para a temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica e uma saída para corrente de meio de aquecimento teórica.

[0073] De acordo com a invenção está previsto, a partir da dispo sição conhecida indicada anteriormente, que no compartimento de produto da unidade de trocador de calor, a montante de uma saída de produto e adjacente a esta com distanciamento definido, esteja previsto pelo menos um ponto de medição de temperatura, o qual está ligado à unidade de controle e regulagem através de um respectivo dispositivo de medição associado para a temperatura de produto discreta para medição de temperaturas de produto discretas. Com este pelo menos um ponto de medição de temperatura, são obtidas informações sobre a linha de temperatura específica de produto dentro do compartimento de produto e até em uma região adjacente à saída de produto. Esta região tem, em cada caso, um distanciamento definido em rela-ção à saída de produto; preferivelmente esse distanciamento está imediatamente adjacente à saída de produto.

[0074] A linha de temperatura específica de produto é detectada, na região em questão, de acordo com uma proposta, com tanta exatidão quanto mais de um ponto de medição de temperatura estiverem previstos. Neste caso, estes pontos de medição de temperatura estão dispostos em série e distanciados um do outro de modo definido, contra a direção de fluxo do produto líquido.

[0075] Verificou-se que é suficiente que o dito pelo menos um pon to de medição de temperatura esteja(m) disposto(s) no último terço do compartimento de produto que pode ser percorrido. Assim esta região pode ser detectada, a partir da qual se pode reconhecer se a superfície de troca de calor da unidade de trocador de calor está utilizada de maneira ótima e, portanto, econômica e se a qualidade do produto líquido está corre perigo através de uma retenção e calor que já ocorre nesta região com tempo de permanência indefinido.

[0076] Uma unidade de trocador de calor de acordo com a inven ção, a qual é apropriada para o aquecimento asséptico em uma zona de aquecimento de uma disposição em uma instalação UHT no sentido da determinação de objetivo de acordo com a invenção, está dividida em várias seções ligadas em série uma à outra. Nesse caso seções adjacentes estão ligadas entre si através de um respectivo primeiro membro de ligação que pode ser percorrido pelo produto líquido e, no lado de meio de aquecimento, através de um segundo membro de ligação. No primeiro membro de ligação está previsto o respectivo ponto de medição de temperatura. Através da construção em seções da unidade de trocador de calor, é possível um acesso mais simples à região em questão do compartimento de produto que recebe calor a montante da saída de produto. Uma disposição muito simples de um ponto de medição de temperatura está dada em cada um destes primeiros membros de ligação associados à região, sem que seja preciso intervir de maneira complicada no compartimento de produto, no qual se realiza a troca de calor.

[0077] De acordo com outra proposta, podem ser configuradas, de modo simples e objetivo, as medidas anteriores quando a unidade de trocador de calor está configurada como trocador de calor de tubos e quando a seção individual do trocador de calor, no lado de produto, está configurada como um respectivo monotubo percorrido pelo produto líquido ou como um feixe de tubos com um número de tubos internos percorridos paralelamente pelo produto líquido. Nesse caso o membro de ligação está configurado preferivelmente como respectivo arco de ligação ou como guarnição de ligação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0078] Uma representação detalhada da invenção resulta da se guinte descrição e das figuras anexas do desenho, bem como das concretizações. Enquanto que a invenção está realizada, nas diversas configurações de um primeiro processo e um segundo processo do tipo genérico, das diversas configurações de uma disposição para realização do processo e das diversas configurações de uma unidade de troca de calor para a disposição de um exemplo de realização preferido, a seguir são descritos, com o auxílio do desenho, os dois processos, um exemplo de realização preferido de uma disposição de acordo com a invenção, que recebe uma unidade de trocador de calor de acordo com a invenção, e duas formas de realização vantajosas da unidade de trocador de calor. São mostrados:

[0079] Figura 3 - um fluxograma de um primeiro e um segundo processo;

[0080] Figura 4 - em representação esquemática, uma disposição com uma unidade de trocador de calor para realização dos dois processos de acordo com a figura 3;

[0081] Figura 5 - um diagrama para representação das linhas de temperatura na unidade de trocador de calor de acordo com a figura 4;

[0082] Figura 6 - avista anterior de uma forma de realização prefe rida da unidade de trocador de calor de acordo com a figura 4;

[0083] Figura 6a - em representação esquemática e ampliada, um primeiro exemplo de realização da unidade de trocador de calor de acordo com a figura 6 com o auxílio de um detalhe caracterizado como "Z" em relação à conformação do compartimento de produto que recebe calor e

[0084] Figura 6b - em representação esquemática e ampliada, um segundo exemplo de realização da unidade de trocador de calor de acordo com a figura 6 com o auxílio de um detalhe caracterizado com "Z" em relação à conformação do compartimento de produto que recebe calor.

[0085] Uma disposição 20 de acordo com a invenção (figura 4), a qual representa um recorte de uma instalação UHT, é consideravelmente idêntica, em sua construção básica, à disposição 10 já descrita anteriormente de acordo com o estado da técnica (figura 1). Portanto, dispensa-se uma descrição repetida neste sentido. A diferença entre a disposição 10 conhecida e a disposição (20) de acordo com a invenção consiste em que, no compartimento de produto 22.1 da unidade de trocador de calor 22, a montante da saída de produto AP e adjacente a esta, está previsto pelo menos um ponto de medição de temperatura 22.3. O dito pelo menos um ponto de medição de temperatura 22.3 tem, no exemplo de realização, um distanciamento da entrada de produto EP que está designado com uma trajetória de troca de calor discreta Ix1, e, consequentemente, tem um distanciamento definido L- Ix1 da saída de produto AP de acordo com a medida de uma trajetória de troca de calor L. Os pontos de medição de temperatura 22.3 estão dispostos em série e distanciados um do outro com um distanciamento de pontos de medição definidos ΔI, contra a direção de fluxo do produto líquido P. Cada um desses pontos de medição 22.3 está ligado à unidade de controle e regulagem 24 através de um respectivo dispositivo de medição associado para temperatura de produto discreta 25 para medição de temperaturas de produto discretas TP ou TP1 a TPn. Além disso, está previsto que um dispositivo de medição para pressão de entrada de produto 27.1 mede uma pressão de entrada de produto pE e um dispositivo de medição para pressão de saída de produto 27.2 mede uma pressão de saída de produto pA. Um dispositivo de medição não necessariamente a ser previsto 30.2 mede a temperatura de saída de meio de aquecimento TMA.

[0086] As características e os números de referência contidos na figura 2 (estado da técnica), que foram definidos e esclarecidos anteriormente, se encontram também, de forma idêntica ou em forma ape- nas modificada de acordo com o desenho, parcialmente, na figura 3 e principalmente nas figuras 5 e 6. Neste sentido também são dispensados, a seguir, uma definição e um esclarecimento repetidos. Em relação ao objeto da invenção, somente as características e os números de referência adicionais são introduzidas e esclarecidos.

[0087] Na figura 3 estão ilustrados o primeiro e o segundo proces sos de acordo com a invenção, em respectiva ligação com outra configuração vantajosa para ambos os processos, em forma de um fluxo- grama através do tempo t registrado para baixo (eixo vertical).

Primeiro Processo

[0088] O primeiro processo parte do processo conhecido para aquecimento asséptico de um produto líquido P em uma unidade de trocador de calor 22 da zona de aquecimento de uma disposição 20 em uma instalação UHT, no qual, na unidade de trocador de calor 22 entre o produto líquido P e um meio de aquecimento M, ocorre uma troca de calor indireta na parede, pelo fato de que um espaço de meio de aquecimento 22.2 que emite calor de uma corrente de meio de aquecimento em fluxo FM é conduzido em contracorrente em relação a uma corrente de produto FP que percorre o compartimento de produto 22.1 que recebe calor, no qual acorrente de produto FP é aquecida de uma temperatura de entrada de produto TPE para uma temperatura de saída de produto TPA e no qual pelo menos a temperatura de saída de produto TPA e a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME são monitoradas e reguladas.

[0089] O primeiro processo está caracterizado pelas seguintes etapas processuais (A1), (B1), (C), (D1), (E) e (F), as quais estão ilustradas graficamente na figura 3, em seu contexto de condições e seu significado:

[0090] (A1) Ajuste de uma linha de temperatura específica de pro duto não conhecida [TP(Ix)]PE-PA entre a temperatura de entrada de produto TPE e a temperatura de saída de produto TPA com o auxílio de uma alimentação da corrente de meio de aquecimento FM necessária com a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME necessária em uma entrada de meio de aquecimento EM no compartimento de meio de aquecimento 22.2 e Medição de temperaturas de produto discretas TP ou TP1 a TPn em pontos de medição 22.3 predeterminados na corrente de produto FP.

[0091] (B1) Predeterminação da temperatura de entrada de produ to TPE em uma entrada de produto EP para dentro do compartimento de produto 22.1 e da temperatura de saída de produto TPA em uma saída de produto AP do compartimento de produto 22.1 e Provisão da temperatura de entrada de meio de aquecimento TME e da corrente de meio de aquecimento FM.

[0092] (C) medição de uma linha de temperatura TP (Ix) específica de produto entre a saída de produto AP e a entrada de produto EP nos pontos de medição 22.3 predeterminados.

[0093] (D1) Comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A1) e (C) e Cálculo de respectivos desvios de temperatura ΔTP nos pontos de medição 22.3 predeterminados.

[0094] (E) Indicação do desvio de temperatura permitido [ΔTP]o.

[0095] (F) Alteração da temperatura de entrada de meio de aque cimento TME para uma temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica TME* quando se ultrapassa o desvio de temperatura permis- sível [ΔTP]o através do desvio de temperatura calculado ΔTP.

Segundo Processo

[0096] O segundo processo parte igualmente do processo conhe cido descrito anteriormente e está caracterizado através das etapas processuais (A2), (B2), (C), (D2), (E) e (F), sendo que as etapas processuais (C), (E) e (F) são idênticas às etapas processuais de mesmo nome do primeiro processo. Também as etapas processuais do se- gundo processo estão ilustradas graficamente na figura 3 também em seu contexto de condições e seu significado:

[0097] (A2) Ajuste de uma linha de temperatura teórica específica de produto conhecida [TP(Ix)]o com o auxílio da medição de temperaturas de produto discretas TP ou TP1 a TPn em pontos de medição 22.3 predeterminados na corrente de produto FP e com o auxílio de uma alimentação da corrente de meio de aquecimento FM necessária com a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME necessária em uma entrada de meio de aquecimento EM no compartimento de meio de aquecimento 22.2.

[0098] (B2) Indicação da linha de temperatura teórica específica de produto [TP(Ix)]o, a qual inclui a temperatura de entrada de produto TPE em uma entrada de produto EP para dentro do compartimento de produto 22.1 e a temperatura de saída de produto TPA em uma saída de produto AP do compartimento de produto 22.1, e Provisão de uma temperatura de entrada de meio de aquecimento TME.

[0099] (C) Medição de uma linha de temperatura específica de produto TP(Ix) entre a saída de produto AP e a entrada de produto EP nos pontos de medição 22.3 predeterminados.

[00100] (D2) Comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A2) e (C) e Cálculo de respectivos desvios de temperatura ΔTP nos pontos de medição 22.3 predeterminados.

[00101] (E) Indicação de um desvio de temperatura permissível [ΔTP]o.

[00102] (F) Alteração da temperatura de entrada de meio de aque cimento TME para uma temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica TME* quando se ultrapassa o desvio de temperatura permis- sível [ΔTP]o através do desvio de temperatura calculado ΔTP.

[00103] Tanto o primeiro processo quanto o segundo podem ser configurados vantajosamente com respectivas etapas processuais (G), (H), (I) e (J), as quais estão ilustradas graficamente na figura 3 igualmente em seu contexto de condições e seu significado:

[00104] (G) determinação de um gradiente de temperatura temporal ΔTME/Δt a partir de uma alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento TME em um período de tempo predeterminado Δt.

[00105] (H) Indicação de um gradiente de referência [ΔTME/Δt]o para uma elevação de temperatura permissível da temperatura de entrada de meio de aquecimento TM no período de tempo Δt.

[00106] Comparação dos resultados da etapa processual (G) com o dado de acordo com a etapa processual (H).

[00107] (J) Alteração da corrente de meio de aquecimento FM para uma corrente de meio de aquecimento teórica FM* quando se ultrapassa o gradiente de referência [ΔTME/Δt]o através do gradiente de temperatura temporal determinado ΔTME/Δt.

[00108] Analogamente à representação na figura 2, através do tempo de operação da unidade de trocador de calor 22, as linhas de temperatura representadas na figura 5 TP(Ix) e TM(Ix), registradas através da trajetória de troca de calor variável Ix, são observadas. Com TPM (Ix), está designada, por sua vez, a linha de temperatura específica de produto na corrente de produto a ser tratada e predeterminada e que recebe calor FP entre a temperatura de entrada de produto proporcionada através da unidade de processamento 21 disposta a montante TPE (por exemplo, 125°C) e a temperatura de saída de produto TPA (por exemplo, 140 °C) necessária para garantia de um aquecimento asséptico suficiente. Com TM(Ix) estão caracterizadas duas linhas de temperatura específicas de meio de aquecimento na corrente de meio de aquecimento FM que emite calor. Alinha de temperatura inferior, em relação à posição do desenho, entre uma terceira temperatura de entrada de meio de aquecimento TMA (3) (por exemplo, 128,8°C) está presente no começo do tempo de operação, quando a unidade de tro- cador de calor 22 ainda está livre de quaisquer incrustações (Produkt- Fouling) no lado de produto.

[00109] No fim do tempo de operação, depois de, por exemplo, 12 horas, a unidade de controle e regulagem 24 elevou a temperatura de entrada de meio de aquecimento TME de tal m odo, que agora, na entrada de meio de aquecimento EM, é necessária uma quarta temperatura de entrada de meio de aquecimento TME (4) (por exemplo, 144°C. A terceira temperatura de saída de meio de aquecimento TMA (3) que se ajusta forçosamente no começo do tempo de operação na saída de meio de aquecimento AM é substancialmente dependente de uma terceira relação de corrente de massa f(3), formada como quociente a partir de uma terceira corrente de meio de aquecimento FM (3) e de uma corrente de produto FP, por um lado (f(3)/FP = 1,14) e as outras grandezas de influência mencionadas anteriormente no contexto da figura 2.

[00110] Uma quarta temperatura de saída de meio de aquecimento que se ajusta forçosamente na saída de meio de aquecimento AM no fim do tempo de operação (TMA(4) (por exemplo, 134,6°C) é substancialmente dependente de uma quarta relação de corrente de massa (f(4), formada como quociente a partir de uma quarta corrente de meio de aquecimento (FM(4) e da corrente de produto FP, por um lado (f(4) = FM(4)FP = 1,57) e das outras chamadas grandezas de influência mencionadas anteriormente em relação à figura 2.

[00111] A invenção prevê que no começo do tempo de operação a unidade de trocador de calor 22 é conduzida com um valor mínimo para a terceira corrente de meio de aquecimento FM(3), com o qual está garantida a obtenção e a manutenção da temperatura de saída de produto TPA e da temperatura de entrada de produto TPE em ligação com um valor mínimo para a terceira temperatura de meio de aquecimento TME (3).

[00112] No âmbito do aumento da temperatura de entrada de meio de aquecimento de TME(3) para TME (4), ao contrário do processo conhecido, a corrente de meio de aquecimento FM é elevada do valor mínimo FM(3) para o valor máximo FM(4) gradualmente ou sem estágios. Como resultado tem-se uma expansão de temperatura nitidamente menor entre a temperatura de produto TP e a temperatura de meio de aquecimento TM na direção da entrada de produto EP ou da saída de meio de aquecimento AM do que no processo conhecido. As vantagens neste sentido em relação a um aumento menor na direção da entrada de produto EP já foram descritas anteriormente em relação à figura 2.

[00113] O revestimento crescente através do tempo de operação com incrustação de produto é reconhecido por um técnico no assunto, como já exposto anteriormente, na diferença de temperatura logarítmica média ΔTm. No presente caso resulta, de acordo com a invenção, no começo do tempo de operação, uma terceira diferença de temperatura logarítmica média ΔTM(3) = 2,6°C e no fim do tempo de operação, uma quarta diferença de temperatura logarítmica média ΔTm (4) = 6,4°C. Até aqui esses valores correspondem mais ou menos àqueles no processo de acordo com o estado da técnica.

[00114] A partir das equações (2.1) e (2.2) com as grandezas variadas de modo correspondente, ao contrário do processo conhecido, resulta uma quantidade de carga menor do que no processo conhecido, através da redução significativa da expansão de temperatura, em toda a trajetória de troca de calor L de ΔTpθquθna (3) = 1,7°C para ΔTgrande(3) = 3,8 °C (fator 2,2) a partir do começo do tempo de operação e até o fim do tempo de operação ainda de ΔTpequena (4) = 4°C para ΔTgrande(4) = 9,6 °C (fator 2,4) no fim do tempo de operação, através da formação de incrustação de produto, vista através de toda a superfície de troca de calor A. Estas circunstâncias se devem especialmente às circunstâncias no começo e na primeira metade do tempo de operação, onde a expansão de temperatura, isto é, a relação de ΔT grande(3) = 3,8°C para ΔTpequena (3) = 1,7°C, é de apenas fator 2,2, enquanto que, no processo conhecido, ela tem efeito sobre a incrustação de produto ΔTgran- de(1) = 5,6 °C para Δpequena (1) = 0,9°C, com fator 6,2.

[00115] Um confronto dos dados relevantes da troca de calor no processo conhecido de acordo com a figura 2 e do processo de acordo com a invenção de acordo com a figura 5 é mostrado pela seguinte Tabela:

Tabela

[00116] Uma linha de temperatura limite específica de produto designada com TP(I)’ da corrente de produto FP na figura 5 é de natureza teórica, em relação a sua linha linear entre temperatura de entrada de produto TPE e temperatura de saída de produto TPA, assim como uma linha de temperatura linear não representada na corrente de meio de aquecimento FM, como já indicado anteriormente em relação ao processo conhecido. No processo de acordo com a invenção, no âmbito das grandezas de influência disponíveis, conseguiu-se aproximar mais a linha de temperatura efetiva no produto P e no meio de aquecimento M do que no processo conhecido, como mostra a figura 5.

[00117] A figura 5 mostra também graficamente as etapas processuais D1 ou D2 e E e F. Um desvio de temperatura permissível para baixo está designado como -[ΔTP]o e um para cima com +[ΔTP]o. Daí resulta uma linha de temperatura limite inferior [TP(Ix)]* e uma linha de temperatura limite superior [TP(Ix)]*. A linha de temperatura específica de produto TP(Ix) é medida na região próxima à saída de produto AP por meio da disposição de acordo com a invenção dos pontos de medição de temperatura 22.3 através das temperaturas discretas TP. Nesse caso a primeira temperatura de produto TP1 está situado na trajetória de trocada de calor discreta Ix1 com (TP(Ix1) e a segunda temperatura de produto TP2 e a terceira temperatura de produto TP3 são medidas em série e distanciadas uma da outra com o respectivo distanciamento de ponto de medição ΔI. Se a linha de temperatura TP(Ix) específica de produto se afasta especialmente desta região, como descrito anteriormente e esclarecido na figura 3, então, de acordo com a invenção, ocorre um controle oposto através das grandezas de influência temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica TM* e corrente de meio de aquecimento teórica FM*.

[00118] A unidade de trocador de calor 22 de acordo com a invenção, como representada na figura 6, está dividida em várias seções 22a ligadas uma à outra. Seções adjacentes 22a estão ligadas entre si, no lado de produto, através de um respectivo primeiro membro de ligação 32 banhado pelo produto líquido P e, no lado de meio de aquecimento, através de um segundo membro de ligação 33, sendo que, em caso de necessidade, em um número necessário de primeiros membros de ligação 32, está previsto o respectivo ponto de medição de temperatura 22.3.

[00119] A configuração técnica da unidade de trocador de calor 22 de acordo com a invenção se faz de maneira especialmente simples, quando esta está configurada como trocador de calor tubular (figura 6), em que o compartimento de produto 22.1 que recebe calor e o compartimento de meio de aquecimento 22.2 que emite calor, o qual abarca o compartimento de produto 22.1, apresentam preferivelmente a respectiva forma de um trecho tubular reto. A divisão do trecho tubular em seções de comprimento igual ou diferente resulta nas seções 22a. Aqui há duas formas de realização basicamente diferentes, a saber: uma primeira, na qual a seção individual 22a do trocador de calor tubular 22 está configurada como monotubo 22.1* banhado pelo produto líquido P no lado de produto, o qual está incluído concentricamente pelo compartimento de meio de aquecimento 22.2 em forma de um envoltório externo tubular (figura 6a).

[00120] Na segunda forma de realização, um chamado trocador de calor de feixe de tubos 22, a seção individual 22a está configurada como feixe de tubos 22.1** com uma pluralidade de tubos internos 22.1*** (figura 6b) percorridos paralelamente pelo produto líquido P. Nesse caso esses tubos internos 22.1*** não estão dispostos somente no plano meridiano do compartimento de meio de aquecimento 22.2, como mostrado de maneira simplificada na figura 6b, o qual envolve os tubos internos 22.1*** totalmente como invólucro externo, mas sim eles se dividem por toda a seção transversal desse invólucro externo tão uniformemente quanto possível.

[00121] Como mostra a figura 6, o primeiro membro de ligação 32 está configurado preferivelmente como um respectivo arco de ligação, por exemplo, como arco tubular de 180 graus, ou como armação de ligação com outra forma geométrica, a qual garante necessariamente uma passagem interna. O segundo meio de ligação 33 está realizado, por exemplo, em forma de uma tubuladura curta, a qual liga invólucros externos adjacentes do compartimento de meio de aquecimento 22.2 entre si em sua respectiva região.

[00122] Através da configuração demonstrada anteriormente da unidade de trocador de calor 22 em forma de um trocador de calor tubular ou de feixe de tubos 22 dividido em seções 22 a disposição dos pontos de medição de temperatura 22.3 necessários é possível de maneira muito simples, porque o acesso à corrente de produto FP em distanciamentos de pontos de medição definidos ΔI está dado diretamente através do respectivo primeiro membro de ligação 32, sem que seja preciso interferir na seção 22a propriamente dita e de maneira complicada através do compartimento de meio de aquecimento 22.2. Nos pontos de medição de temperatura 22.3, no exemplo de realização, podem ser obtidas a primeira, a segunda e a terceira temperaturas de produto TP1, TP2 ou TP3, através do respectivo dispositivo de medição para temperatura de produto discreta 25. A disposição dos pontos de medição de temperatura 22.3 associados, no exemplo de realização, com apoio da figura 4, de tal modo, que eles, vistos na direção de fluxo do produto líquido P, estão dispostos a montante da saída de produto AP e com distanciamento definido desta e forçosamente em série e com distanciamento um do outro definido, a saber: no distanciamento do respectivo comprimento da seção 22a preferivelmente igual. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA DAS ABREVIAÇÕES EMR- PEGADAS Figuras 1 e 2 (estado da técnica) 10 disposição de acordo com o estado da técnica 21 unidade de processamento disposta a montante 22 unidade de trocador de calor 22.1 compartimento de produto que recebe calor 22.2 compartimento de meio de aquecimento que emite calor 23 unidade de processamento disposta a jusante 24 unidade de controle e regulagem 26 dispositivo de medição para corrente de produto (FP) 28.1 dispositivo de medição para temperatura de entrada de produto (TPE) 28.2 dispositivo de medição para temperatura de saída de produto (TPA) 29 dispositivo de medição para corrente de meio de aquecimento (FM) 30.1 dispositivo de medição para temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) 31.1 saída para temperatura de entrada de meio teórica (TME*) 31.2 saída para corrente de meio de aquecimento teórica (FM*) A superfície de troca de calor (da unidade de trocador de calor 22) AM saída de meio de aquecimento AP saída de produto EM entrada de meio de aquecimento EP entrada de produto FM corrente de meio de aquecimento - por exemplo, em kg/s FM* corrente de meio de aquecimento teórica FM(1) primeira corrente de meio de aquecimento FM(2) segunda corrente de meio de aquecimento FP corrente de produto - por exemplo, em kg/s L trajetória de troca de calor total M meio de aquecimento P produto líquido Q corrente de calor, por exemplo, em W = J/s TM temperatura de meio de aquecimento TM(Ix) linha de temperatura específica de meio de aquecimento, geral TMA temperatura de saída de meio de aquecimento, geral TMA(1) primeira temperatura de saída de meio de aquecimento TMA(2) segunda temperatura de saída de meio de aquecimento TME temperatura de entrada de meio de aquecimento, geral TME* temperatura de entrada de meio de aquecimento, geral TME(1) primeira temperatura de entrada de meio de aquecimento TME(2) segunda temperatura de entrada de meio de aquecimento TP temperatura de produto TP(Ix) linha de temperatura específica de produto, geral TP(Ix)’ linha de temperatura limite específica de produto TP(Ix1) temperatura discreta do produto líquido TPA temperatura de saída de produto TPE temperatura de entrada de produto ΔTgrande(1) primeira diferença de temperatura grande ΔTgrande(2) segunda diferença de temperatura grande ΔTpequena(1) diferença de temperatura pequena ΔTpequena(2) diferença de temperatura pequena ΔTm diferença de temperatura logarítmica média, geral ΔTm(1) primeira diferença de temperatura logarítmica média ΔTm(2) segunda diferença de temperatura logarítmica média CM capacidade térmica específica do meio de aquecimento (M) - por exemplo, em J/(kgK) CP capacidade térmica específica do produto líquido (P) - por exemplo, J/(kgK) f relação de corrente de massa, geral f(1) primeira relação de corrente de massa f(2) segunda relação de corrente de massa k número de passagem de calor, por exemplo, em W/(m2k) = J/(m2sK); K = Kelvin Ix trajetória de troca de calor variável Ix1 trajetória de troca de calor discreta (no ponto Ix1) Figura 3 A1 ajuste de uma linha de temperatura específica de produto não conhecida [TP(Ix)]PE-PA A2 ajuste de uma linha de temperatura teórica específica conhecida [P(Ix)]o B1 previsão da temperatura de entrada de produto TPE e da temperatura de saída de produto TPA e provisão da temperatura de entrada de meio de aquecimento TME e da corrente de meio de aquecimento FM B2 previsão da linha de temperatura teórica específica de produto conhecida [TP(ix)]o e provisão da corrente de meio de aquecimento FM com uma temperatura de entrada de meio de aquecimento TME C medição de uma linha de temperatura específica de produto TP(Ix) D1 comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A1) e (C) e cálculo de desvios de temperatura ΔTP E previsão de um desvio de temperatura permissível [ΔTP]o F alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento TME G determinação de um gradiente de temperatura temporal ΔTME/Δt H previsão de um gradiente de referência [ΔTME/Δt]o I comparação dos resultados da etapa processual (G) com o dado de acordo com a etapa processual (H); J alteração da corrente de meio de aquecimento FM Figuras 4 a 6, 6a, 6n 20 disposição 22a seção 22.1* monotubo 22.1** feixe de tubos 22.1*** tubos internos 22.3 ponto de medição de temperatura 25 dispositivo de medição para temperatura de produto discreta TP;TP1 a TPn 27.1 dispositivo de medição para pressão de entrada de produto (pE) 27.2 dispositivo de medição para pressão de saída de produto (pA) 27.3 dispositivo de medição para temperatura de saída de meio de aquecimento (TMA) 27.4 primeiro membro de ligação 27.5 segundo membro de ligação FM(3) terceira corrente de meio de aquecimento FM(4) quarta corrente de meio de aquecimento TMA(3) terceira temperatura de saída de meio de aquecimento TMA(4) quarta temperatura de saída de meio de aquecimento TME(3) terceira temperatura de entrada de meio de aquecimento TM(4) quarta temperatura de entrada de meio de aquecimento TP temperatura de produto discreta, geral TP1 primeira temperatura de produto TP2 segunda temperatura de produto TP3 terceira temperatura de produto TPi temperatura de produto (inicial) TPn temperatura de produto (final) [TP(Ix)]PE-PA linha de temperatura específica de produto não conhecida entre a temperatura de entrada de produto TPE e a temperatura de saída de produto TPa [TP(ix)]o linha de temperatura teórica específica de produto conhecida [TP(ix)]* linha de temperatura limite inferior [TP(ix)]** linha de temperatura limite superior ΔTME/Δt gradiente de temperatura temporal [ΔTME/Δt]o gradiente de diferença ΔTm(3) terceira diferença de temperatura logarítmica média ΔTm(4) quarta diferença de temperatura logarítmica média ΔTgrande(3) terceira diferença de temperatura grande ΔTgrande(4) quarta diferença de temperatura grande ΔTpequena(3) terceira diferença de temperatura pequena ΔTpequena(4) quarta diferença de temperatura pequena ±ΔTP desvio de temperatura (+: para cima; - para baixo) ±[ΔTP]o desvio de temperatura permissível (=: para cima; - para baixo) f(3) terceira relação de corrente de massa f(4) quarta relação de corrente de massa ΔI distanciamento de pontos de medição pA pressão de saída de produto pE pressão de entrada de produto t tempo Δt período de tempo

Claims

1. Processo para aquecimento asséptico de um produto líquido (P) em uma unidade de trocador de calor (22) configurada como trocador de calor de tubos da zona de aquecimento de uma disposição (20) em uma instalação UHT, sendo que, na unidade de trocador de calor (22), entre o produto líquido (P) e um meio de aquecimento (M), ocorre uma troca de calor indireta em uma parede, de modo que uma única corrente de meio de aquecimento (FM) que flui em um compartimento de meio de aquecimento (22.2) que emite calor, entre uma entrada de meio de aquecimento (EM) e uma saída de meio de aqueci-mento (AM) da unidade de trocador de calor (22), é conduzida em con- tracorrente com uma temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) para uma única corrente de produto (FP) que flui em um compartimento de produto (22.1) que recebe calor, entre uma entrada de produto (EP) e uma saída de produto (AP) da unidade de trocador de calor (22), sendo que, entre a entrada de produto e a saída de produto (EP, AP), é formada uma trajetória de troca de calor total (L), sendo que a corrente de produto (FP) é aquecida de uma temperatura de entrada de produto (TPE) para uma temperatura de saída de produto (TPA) e sendo que pelo menos a temperatura de saída de produto (TPA) e a temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) são monitora-das e reguladas, caracterizado pelas seguintes etapas processuais: (A1) ajuste de uma linha de temperatura específica de produto não conhecida ([TP(Ix)]PE-PA) entre a temperatura de entrada de produto (TPE) e a temperatura de saída de produto (TPA) com o auxílio de uma alimentação da corrente de meio de aquecimento (FM) necessária com a temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) necessária na entrada de meio de aquecimento (EM) no compartimento de meio de aquecimento (22.2) e medição de temperaturas de produto discretas (TP; TP1 a TPn) em pontos de medição (22.3) predeterminados na corrente de produto (FP); (B1) especificação da temperatura de entrada de produto (TPE) na entrada de produto (EP) no espaço de produto (22.1) e da temperatura de saída de produto (TPA) na saída de produto (AP) a partir do compartimento de produto (22.1), e provisão da temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) e da corrente de meio de aquecimento (FM); (C) medição de uma linha de temperatura (TP(Ix)) específica de produto entre a saída de produto (AP) e a entrada de produto (EP) nos pontos de medição (22.3) predeterminados; (D1) comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A1) e (C) e cálculo dos respectivos desvios de temperatura (ΔTP) nos pontos de medição (22.3) predeterminados; (E) especificação de um desvio de temperatura permissível ([ΔTP]o); (F) alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) para uma temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica (TME*) quando se ultrapassa o desvio de temperatura permissível ([ΔTP]o) através do desvio de temperatura calculado (ΔTP).

2. Processo para aquecimento asséptico de um produto líquido (P) em uma unidade de trocador de calor (22) configurada como trocador de calor de tubos da zona de aquecimento de uma disposição (20) em uma unidade UHT, sendo que, na unidade de trocador de calor (22) entre o produto líquido (P) e um meio de aquecimento (M), ocorre uma troca de calor indireta em uma parede, de modo que uma única corrente de meio de aquecimento (FM) que flui em um compartimento de meio de aquecimento (22.2) que emite calor, entre uma entrada de meio de aquecimento (EM) e uma saída de meio de aqueci-mento (AM) da unidade de trocador de calor (22), é conduzida em con- tracorrente com uma temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) para uma única corrente de produto (FP) que flui em um compartimento de produto (22.1) que recebe calor, entre uma entrada de produto (EP) e uma saída de produto (AP) da unidade de trocador de calor (22), sendo que, entre a entrada de produto e a saída de produto (EP, AP), é formada uma trajetória de troca de calor total (L), sendo que a corrente de produto (FP) é aquecida de uma temperatura de entrada de produto (TPE) para uma temperatura de saída de produto (TPA) e sendo que pelo menos a temperatura de saída de produto (TPA) e a temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) são monitora-das e reguladas, caracterizado pelas seguintes etapas processuais: (A2) ajuste de uma linha de temperatura teórica específica de produto conhecida ([TP(ix)]o) com o auxílio da medição de temperaturas de produto discretas (TP; TP1 a TPn) em pontos de medição predeterminados (22.3) na corrente de produto (FP) e com o auxílio de uma alimentação da corrente de meio de aquecimento (FM) necessária com a temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) necessária na entrada de meio de aquecimento (EM) para o compartimento de meio de aquecimento (22.2); (B2) especificação da linha de temperatura teórica específica de produto ([TP(Ix)]o), a qual inclui a temperatura de entrada de produto (TPE) na entrada de produto (EP) para o compartimento de produto (22.1) e a temperatura de saída de produto (TPA) na saída de produto (AP) a partir do compartimento de produto (22.1), e provisão de uma alimentação depositada da corrente de meio de aquecimento (FM) com uma temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME); (C) medição de uma linha de temperatura específica de produto (TP(Ix)) entre a saída de produto (AP) e a entrada de produto (EP) nos pontos de medição predeterminados (22.3); (D) ) comparação das linhas de temperatura das etapas processuais (A2) e (C) e cálculo de respectivos desvios de temperatura (±ΔTP) nos pontos de medição predeterminados (22.3); (E) indicação de um desvio de temperatura permissível (±[ΔTP]o); (F) alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) para uma temperatura de entrada de produto teórica (TME*) quando se ultrapassa o desvio de temperatura permissível (±[ΔTP]o) através do desvio de temperatura calculado (±ΔTP).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelas seguintes etapas processuais: (G) determinação de um gradiente de temperatura temporal (ΔTME/Δt) a partir de uma alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) em um período de tempo predeterminado (Δt); (H) especificação de um gradiente de referência ([ΔTME/Δt]o) para uma subida de temperatura permissível da temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) no período de tempo (Δt); (I) comparação dos resultados das etapas processuais (G) com o dado de acordo com a etapa processual (H); (J) alteração da corrente de meio de aquecimento (FM) para uma corrente de meio de aquecimento teórica (FM*) quando se ultrapassa o gradiente de referência ([TME/Δt]o) através do gradiente de temperatura temporal determinado (ΔTME/Δt).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a alteração da temperatura de entrada de meio de aquecimento (TME) para a respectiva temperatura de entrada de meio de aquecimento teórica necessária (TME*) ocorre ou em estágios de temperatura ou através de uma constante alteração de temperatura.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que a alteração da corrente de meio de aquecimento (FM) para a respectiva corrente de meio de aquecimento teórico necessária (FM*) ocorre ou através de uma elevação em estágios ou de uma elevação constante.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que, na entrada de produto (EP), é medida uma pressão de entrada de produto (pE) e, na saída de produto (AP), é medida uma pressão de saída de produto (pA).

7. Disposição (20) para realização do processo, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, com uma unidade de trocador de calor (22) configurada como trocador de calor de tubos de uma zona de aquecimento em uma instalação UHT, com a unidade de trocador de calor (22), que, vista na direção de fluxo de um produto líquido (P) a ser aquecido indiretamente, está disposta entre uma unidade de processamento (21) disposta a montante e uma unidade de processamento (23) disposta a jusante, com a unidade de trocador de calor (22), a qual apresenta um compartimento de produto (22.1) que recebe calor, percorrido entre uma entrada de produto (EP) e uma saída de produto (AP), e um compartimento de meio de aqueci-mento (22.2) não ramificado, que emite calor, percorrido entre uma entrada de meio de aquecimento (EM) e uma saída de meio de aquecimento (AM), o qual envolve o compartimento de produto (22.1) em forma de um invólucro externo tubular, sendo que, entre a entrada de produto e a saída de produto (EP, AP), está formada uma trajetória de troca de calor total (L), com pelo menos um dispositivo de medição para corrente de produto (26), um dispositivo de medição para temperatura de entrada de produto (28.1), um dispositivo de medição para temperatura de saída de produto (28.2), um dispositivo de medição para corrente de meio de aquecimento (29) e um dispositivo de medi-ção para temperatura de entrada de meio de aquecimento (30.1), e com uma unidade de controle e regulagem (24), a qual, em função de pelo menos os dispositivos de medição (26, 28.1, 28.2, 29, 30.1), controla uma saída prevista na unidade de controle e regulagem (24) para temperatura de entrada de meio de aquecimento teórico (31.1) e uma saída para corrente de meio de aquecimento teórica (31.2), caracterizada pelo fato de que no compartimento de produto (22.1) da unidade de trocador de calor (22), a montante da saída de produto (AP) e adjacente a esta com distanciamento definido, está previsto pelo menos um ponto de medição de temperatura (22.3), o qual está ligado à unidade de controle e regulagem (24) através de um respectivo dispositivo de medição associado para temperatura de produto discreta (25) para medição de temperaturas de produto discretas (TP; TP1 a TPn).

8. Disposição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que, no caso de mais de um ponto de medição de temperatura (22.3), estes estão dispostos contra a direção de fluxo do produto líquido (P), em série entre si e com distanciamento definido um do outro.

9. Disposição de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um ponto de medição de temperatura (22.3) está/estão disposto(s) pelo menos no último terço do compartimento de produto (20.1) percorrido.

10. Unidade de trocador de calor (22) para uma disposição (20), como definida em qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizada pelo fato de que a unidade de trocador de calor (22) configurada como trocador de calor de tubos está dividida em várias seções (22a) ligadas uma à outra em série, as quais, no lado de produto, estão configuradas como monotubo (22.1*) percorrido ou como feixe de tubos (22.1**) com uma pluralidade de tubos internos (22.1***) percorridos paralelamente, sendo que o monotubo (22.1*) ou o feixe de tubos (22.1**) está envolto por um respectivo compartimento de meio de aquecimento (22.2) não ramificado em forma de um invólucro externo tubular, sendo que seções adjacentes (22a), no lado de produto, estão ligadas uma à outra através de um primeiro membro de ligação (32) percorrido e, no lado de meio de aquecimento, através de um segundo meio de ligação (33) percorrido, sendo que o primeiro membro de ligação (32) está formado como arco de ligação ou como armação de ligação, e sendo que o respectivo ponto de medição de temperatura (22.3) está previsto no primeiro membro de ligação (32).