CN113454003A - 用于使材料处理系统中过渡期间的材料混合最小化的方法 - Google Patents

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CN113454003A CN202080015031.8A CN202080015031A CN113454003A CN 113454003 A CN113454003 A CN 113454003A CN 202080015031 A CN202080015031 A CN 202080015031A CN 113454003 A CN113454003 A CN 113454003A
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杰拉尔德·奥利安·方丹
约翰尼·卡萨诺瓦斯
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Abstract

一种使管道系统中在第一材料和第二材料之间的过渡期间的材料混合最小化的方法，包括在第一管道段中提供多个管道猪，所述多个管道猪足以基本上填充所述第一管道段的横截面并限定具有前缘和后缘的塞子，使得前缘与第一材料接触，并且后缘与第二材料接触。每个管道猪具有小于第一管道段的有效直径的标称尺寸。通过移动第二材料来使塞子穿过管道系统移动。有利地，第一材料和第二材料的混合被塞子抑制。

Description

用于使材料处理系统中过渡期间的材料混合最小化的方法
技术领域
本公开涉及用于使材料处理系统中过渡期间的材料混合最小化的方法和系统。
背景技术
在诸如食品处理系统的材料处理系统中，期望提高处理产量并减少从当前被处理的材料过渡为不同的待处理的材料所需的时间。当材料处理系统经受频繁的生产变化时，这些期望是特别重要的。此外，希望使与过渡期间材料的混合相关的废料流的环境影响最小化。
在解决伴随更频繁的生产变化的增加的消费者多样化所决定的更小的批量的同时，增加了对成本和利润率的压力，驱动食品制造商提高处理产量。
从人工生产方法发展而来的许多类型的食品生产现在采用高度自动化，因此，诸如甜点、即食食品、调味品、乳制品和果汁制品等食品以及许多其他食品的生产涉及在制造期间沿着管道网络传递物料和成品直到它们到达包装站。取决于制造现场的物理布局，这种管道工程中的一些路径可以是相当长的，具有数百米的长度并不少见。
此外，在许多情况下，管道系统可以包括系统中的弯曲、流体连接的管道的有效直径的改变、以及具有多个管或流动通道的设备(诸如热交换器或类似类型的装置)的存在。
在生产批次的末期，当材料处理系统必须切换到另一产品时或在生产运行结束进行清洁之前，系统将通常包含正在处理的材料，其通常具有切实的经济价值和不受欢迎的清洁(就地清洁，CIP：clean-in-place)挑战。
在大多数情况下回收该材料可以是在经济或环境上希望的。物料的单位成本可能是小的；但是，如果在系统中潜在地损失了1000升，并且每天可能有四个或更多的产品变化，则要回收的产品的价值开始表现为显著的成本。对于边际产品，即使是小的成本节省和产量增加也具有实质影响利润率的潜力。
因此，需要一种能够缩短第一材料和第二材料的过渡之间的时间的方法以及一种最小化或抑制过渡期间第一材料和第二材料的混合的方法，该方法将对第一材料和第二材料被浪费的量产生影响。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种方法，以抑制或最小化管道系统中在第一材料和第二材料之间的过渡期间的材料的混合。管道系统可以用于处理材料，或者可以用作用于处理材料的设备或系统的一部分或子系统。
在一个方面，管道系统用于处理食品材料。食品材料可以是固体、半固体或液体。在一个实施例中，管道系统用于处理果汁，诸如橙汁、葡萄柚汁、柠檬汁、苹果汁等。
由于系统需要处理与当前正在处理的材料不同的材料而需要定期清洁，或者由于一些其他原因，可能发生材料的过渡。在任何情况下，管道系统可包含第一材料，并且期望从管道系统移除第一材料并用第二材料替换第一材料。技术人员将理解，一种示例性过渡发生在系统正在处理第一材料以及需要清洁管道系统时。在这种情况下，第二材料可以包括清洁流体。为了使被废的第一材料的量最小化，期望使第一材料和第二材料(例如，清洁流体)之间的混合的量最小化。同时，希望在不被第一材料稀释的情况下提供最大实际浓度的清洁流体。
如上所述，第一材料可以是固体、半固体、流体(气体或液体)、浆料、粉末或可被输送的任何物质。另外，第二材料可以是固体、半固体、流体(气体或液体)、浆料、粉末或可被输送的任何物质。在某些实施例中，第一材料和第二材料是同一类型，例如两者都是液体。
管道系统可具有多个连接的管道，它们可包括或不包括从管道系统的一端向另一端的弯曲或其它过渡。过渡的示例是从较小直径的管道到较大直径的管道，反之亦然。
管道系统可包括具有第一有效直径的第一管道和与第一管道流体连接并具有与第一管道的有效直径相同或不同的第二有效直径的第二管道。
如在本申请中所使用的，术语“管道”是指被构造以输送可流动的物质(流体(液体和气体)、浆料、粉末或寻求输送的其他物质)的结构。此外，在本申请中使用的术语“管道”包括开放结构(诸如槽)以及闭合结构(诸如圆柱形管)。无论如何，术语“管道”是指具有适于输送可流动的物质的任何形状的结构。
如在本申请中所使用的，“流体连接”或“流体地连接”是指以一方式连接的管道，该方式使得如果流体存在于管道中，则流体能够穿过管道移动。本领域技术人员将理解，如果材料是固体并且其穿过流体连接的管道移动，则固体将穿越形成管道系统的管道。
术语“有效直径”是指使得非圆形横截面管的面积与圆形横截面管的面积大致相同的量度。技术人员将理解，“有效直径”通常适用于管具有非圆形横截面的情况。此外，技术人员将理解，如果管道具有圆形横截面，则“有效直径”等于管道的直径。
管道系统还可以包括包含多个流动通道的部分。在一些情况下，这些部分可以流体连接到入口歧管，该入口歧管与多个流动通道流体连通，该多个流动通道终止于出口歧管，该出口歧管具有流体连接到管道系统的其他部分的单个出口。这样的示例可以是热交换器、巴氏灭菌器或膜过滤系统。热交换器或巴氏灭菌器可以是单程、双程或多程，并且还可以是直通设计或U形管设计，或者某种诸如板和框架热交换器的其他类型的设计。本领域技术人员将理解，一个或多个热交换器、巴氏灭菌器、膜过滤系统或其它处理设备可设置在管道系统中。
如在本申请中所使用的，术语“流动通道”或“多个流动通道”是指多个被构造以输送可流动的物质(流体(液体和气体)、浆料、粉末或寻求输送的其他物质)的结构的布置。流动通道的非限制性实例是存在于壳体和管型交换器中的管，其中流动通道是壳体和管型交换器的单个管。
在一个方面，第一管道包括多个流动通道。另一方面，第二管道包括多个流动通道。在又一方面，第一管道和第二管道都包括多个流动通道。通常，每个流动通道具有基本相同的有效直径。每个流动通道的有效直径可以小于、基本上等于或大于第一有效直径和/或第二有效直径。在一个实施例中，每个流动通道的有效直径小于第一有效直径和第二有效直径。
所述方法包括在第一管道中提供多个管道猪(pipe pig)。在一个实施例中，每个管道猪具有小于第一有效直径的标称尺寸。管道塞子可以具有与管道系统中的管道的形状一致的任何合适的形状。在一个实施例中，管道猪大体上是球形的。管道猪可以具有小于流动通道的有效直径、基本上与流动通道的有效直径尺寸相同或略大于流动通道的有效直径的标称尺寸(即，直径)。有利地，管道猪被构造成使得每个流动通道由至少一个管道猪通过。
在一些实施例中，管道猪可以是可压缩的，使得当管道猪通过流动通道时，管道猪将被稍微压缩。在其它实施例中，管道猪是流体不可渗透或流体可渗透的。在另一些实施方案中，每个管道猪在第一材料、第二材料或两种材料中具有中性浮力。中性浮力是指管道猪的平均密度基本上等于浸没管道猪的流体的密度的情况。
提供的多个管道猪将足以基本上填充第一管道的第一有效直径的横截面和/或第二管道的横截面，从而限定塞子。塞子具有前缘和后缘。前缘与第一材料接触，后缘与第二材料接触。在限定塞子之后，通过提供第二材料并与塞子的后缘接触，使塞子穿过管道系统移动。第二材料穿过第一管道和任何后续的或下游的管道和/或歧管(例如第二管道)移动，以推动或移动管道猪穿过管道系统。
在一个实施例中，塞子被限定和构造成使得第一材料和第二材料之间的混合被抑制或最小化。混合的抑制使得在塞子的后缘处存在的第一材料的量按体积计为约10％或更少。在一些实施例中，混合的抑制使得在塞子的前缘处存在的第二材料的量按体积计为约10％或更少。在其他实施例中，混合的抑制使得在塞子的后缘处存在的第一材料的量按体积计约为10％或更少，并且在塞子的前缘处存在的第二材料的量按体积计约为10％或更少。
技术人员可以理解，所描述的系统和方法可以有效地清洁管道系统的内壁和任何相关的流动通道，同时使第一材料和第二材料之间的混合最小化。
附图说明
以下描述伴随着附图，所有附图都是通过非限制性示例的方式给出的，这些非限制性示例对于理解如何实现所描述的过程和系统可能是有用的。
图1是示例性管道系统的俯视平面图，该管道系统是材料处理系统的一部分，并且可以对其实践本公开的方法。
图2是示出具有足以限定塞子的多个管道猪的第一管道的一部分的示意图。
图3是示出包括多个流动通道的第一管道的一部分的示意图。
图4是具有嵌入式定位装置的管道猪的一个实施例的剖视图。
图5是示出具有足以限定塞子的多个管道猪的第二管道的一部分的示意图。
图6是示出包括多个流动通道的第二管道的一部分的示意图。
图7是示出包括多个流动通道的第一管道的一部分的示意图，该多个流动通道的出口与第二管道流体连通。
具体实施方式
本公开提供可用于材料处理和/或形成用于材料处理的系统的一部分的材料处理管道系统的不同实施例。在本说明书中，管道系统的各元件或各部分被称为管道、管、管段或导管。内表面被称为管道壁或管壁。管道系统可用于各种材料，包括但不限于固体、半固体和液体，诸如但不限于食品和非食品相关产品，诸如可食用和不可食用食品，包括肉、糊、酱、谷物、蔬菜、水果、乳制品、化妆品、药品等。
一般而言，材料处理系统可用于处理一种或多种不同类型的产品，因此，在可处理新材料之前，通常需要清洁或冲洗材料处理系统。所公开的方法有利地实现了正在处理的材料与另一待处理的材料(诸如清洁材料或其他材料)之间的过渡，同时抑制了材料之间的混合。结果，实现了材料和成本节约。
参见图1，示出了可用于材料处理和/或形成用于材料处理的系统的一部分的示例性示意管道系统10。管道系统10可以是食品或饮料处理设施、制药设备、化工设备或任何已知类型的材料处理设备的一部分。管道系统10通常用于在这些设施内将产品从一个位置输送到另一个位置。管道系统10包括连接在一起以形成连续导管或管道系统10的多个单独的管段或管道。例如，管道系统可以包括多个第一管道或管段20和多个第二管道或管段30，其中每一个第一管道段20彼此流体地连接，第一管道段20流体地连接到第二管道段30，并且第二管道段30彼此流体地连接。技术人员将理解，可以存在流体连接到第二管道段30(并且彼此连接)的其他管道段。
接合各个管段或管道的连接件或方法可以包括外部压缩夹具、压缩联接器、卫生法兰、或焊接接头以及接合管段的其他方法。图1中所示的管段或管道20、30的布置是示例性的而不是限制性的。本公开的系统和方法可以以多种系统构造使用，包括仅包含直管段的系统构造以及包括上升、下降和转弯的系统构造。此外，系统和方法可以以不同的转弯半径、不同的拐角数量和不同的拐角构造、不同的管材和不同的管长的方式使用。
通常且在一个实施例中，管道系统10由圆柱形的管道或管段20、30制成；然而，可以想到的是，该方法可以用于其中管道或管段20、30不是圆柱形的、而是具有不同于圆柱形的形状的管道系统。在这些情况下，管道或管段20、30可被认为具有“有效直径”。
术语“有效直径”是指非圆形横截面管道的面积与圆形横截面管道的面积大致相同的量度。技术人员将理解，“有效直径”通常适用于管具有非圆形横截面的情况。此外，技术人员将理解，如果管道具有圆形横截面，则“有效直径”等于管道的直径。
该系统和方法可以以具有相同或不同有效直径的管道或管段的方式使用。例如，管道系统可以包括具有第一有效直径22的第一管道或管段20，第一管道或管段20与具有第二有效直径32的第二管道或管段30流体连接。在这种情况下，第二有效直径32可以小于、基本上等于、等于、或大于第一有效直径22。
在一些实施例中，第一管道20和/或第二管道30包括多个流动通道42。图3示出了第一管道20包括多个流动通道42的示例。图6示出了第二管道30包括多个流动通道42的示例，图7示出了第一管道20流体连接到多个流动通道42的入口侧且多个流动通道42的出口侧流体连接到第二管道30的示例。通常，流动通道42(热交换器或巴氏灭菌器中的管)具有小于第一有效直径22和/或第二有效直径32的有效直径44。
在一些情况下，第一管道20连接到入口歧管40，该入口歧管40具有多个流动通道42，该多个流动通道42终止于流体地连接到另一第一管道20或第二管道30的出口歧管44。在其他情况下，第二管道20连接到入口歧管40，该入口歧管40具有多个流动通道42，该多个流动通道42终止于流体地连接到第二管道30的出口歧管44。这种入口歧管40的示例是到多管热交换器或巴氏灭菌器的入口。热交换器或巴氏灭菌器可以是直通型、U型管型或任何其它合适类型的热交换器或巴氏灭菌器。通常，流动通道42(热交换器或巴氏灭菌器中的管)具有小于第一有效直径22和/或第二有效直径32的有效直径44。
还可以想到，流动通道42可以是诸如陶瓷膜过滤系统的膜过滤系统的一部分。
管道系统10具有至少一个入口90和至少一个出口92，可在入口90处将管道猪70(下面描述)引入到系统10中，可在出口92处回收管道猪70。这些位置可以变化并且可以位于竖直管段、水平段或倾斜管段。
此外，入口90可用于引入第二材料60和任何其他后续材料。
现在转到图2，示意性地示出了管道系统10的一段。该段是第一管道20的典型部分，并且该段包含多个管道猪70。图5示出了管道段的另一段，该段是第二管道30的典型部分，并且该段包含多个管道猪70。
管道猪70的数量将足以填充或基本上填充管道的横截面(例如，第一管道20的横截面24或第二管道30的横截面34)，以限定塞子80。所设置的管道猪70的数量也将足以延伸一轴向长度，以限定具有前缘82和后缘84的塞子80。前缘82将与第一材料50接触，后缘84将与第二材料60接触。应当理解，前缘82和后缘84不是离散的限定边界；而是如图2、3和5所描绘的，可以被认为是塞子80的相应部分，其中一串猪70从第一管道20或第二管道30的内壁的一侧延伸到相应第一管道20或第二管道30的内壁的相对侧。
所限定的塞子80将具有足以抑制第一材料50和第二材料60的混合的轴向长度。所述轴向长度将使得在后缘84处存在于第二材料60中的第一材料50的量按体积计约为10％或更少。所述轴向长度将使得在前缘82处存在于第一材料50中的第二材料60的量按体积计约为10％或更少。在一些实施例中，所述轴向长度使得在后缘84处存在于第二材料60中的第一材料50的量按体积计约为10％或更少，并且使得在前缘82处存在于第一材料50中的第二材料60的量按体积计约为10％或更少。
管道猪70可以具有任何合适的形状，尽管可以设想管道猪70将是大致球形的，使得当它们团聚时，它们将高效地填充以形成塞子80，该塞子80将有效地抑制第一材料50和第二材料60的混合。备选形状可以包括柱状形状、子弹形状和壳状形状，尽管如上所述，猪可以具有任何特定形状，只要它们可以穿越第一管道20、第二管道30和流动通道42。
管道猪70将具有小于第一管道20或第二管道30的有效直径的尺寸。换句话说，如果管道猪70是球形的，则它们将具有小于第一管道20或第二管道30的有效直径的直径。此外，管道猪70可具有与流动通道42的有效直径基本相同或稍大的尺寸(即，与热交换器或巴氏灭菌器的管的有效直径基本相同或稍大)。
在一些实施例中，管道猪70是可压缩的，使得它们在行进穿过流动通道42时被稍微压缩。在其它实施例中，管道猪70是不可压缩的。管道猪70可具有弹性体，该弹性体可由诸如橡胶或橡胶型聚合物等可弹性变形的材料或诸如聚氨酯(食品级或其它)的柔性泡沫材料形成。在一些实施例中，管道猪70可涂覆有惰性材料，诸如硅酮、硅酮橡胶或其他类似类型的材料。
还可以想到，管道猪70具有小于或略小于流动通道42的有效直径(即，小于或略小于热交换器或巴氏灭菌器的管的有效直径)的尺寸。
管道猪70可以是流体不可渗透的或流体可渗透的，并且在使用中，管道猪70可以是所有的流体不可渗透的、所有的流体可渗透的、或每一种的某种组合。管道猪70可以是疏水性的或亲水性的，并且在使用中，管道猪70可以是全部疏水性的、全部亲水性的、或每一种的某种组合。
在一些实施例中，管道猪70可设有定位装置72，如图4所示，使得当管道猪70穿越管道系统10时，管道猪70可以被追踪。这样，如果需要或期望的话，可以减轻系统内管道猪70的意外损失的风险。定位装置72可包括磁体、RFID标签、或可提供用于在管道系统10内定位管道猪70的手段的一些其它合适的定位装置。
在一些实施例中，一些或所有管道猪70可由这样的材料制成，其使得管道猪70在浸没管道猪70的材料中具有中性浮力。例如，管道猪70可在第一材料50或第二材料60中的任一种或两种中具有中性浮力。中性浮力是指管道猪70的平均密度基本上等于浸没管道猪70的流体材料的密度的情况。
在一些实施例中，管道猪70可以表现出磁性，并且在这种情况下，管道猪70可以由磁性材料制成或者可以至少部分地由磁性材料形成。例如，管道猪70可以包括由非磁性材料的外壳包围的磁性材料的芯，非磁性材料的外壳可以是可压缩的或不可压缩的、流体可渗透的或流体不可渗透的。备选地，管道猪70可被形成为使得磁性材料颗粒嵌入管道猪70的结构内，从而使得管道猪整体表现出磁性。
在管道猪70表现出磁性的情况下，可以设想在管道猪70穿越流动通道70之后，管道猪70将被相互吸引以形成塞子80或重新形成为塞子80。
回到图1，将第一多个管道猪70引入或设置到管道系统中，其量足以基本上填充第一管道20的横截面24并限定具有前缘82和后缘84的塞子80，如图2所描绘的。
在引入或设置多个管道猪70并限定塞子80之后，提供第二材料60以使其与塞子80的后缘84接触。移动第二材料60以促使塞子80移动穿过管道系统10。因为第二材料60推动塞子80穿过管道系统10，塞子80能够使第一材料50移动穿过管道系统10，使得管道系统10不再包含第一材料50。
在第二材料60是诸如液体的流体的情况下，该流体可被提供以使得其以抑制每个管道猪70的沉降的速度移动。在一些情况下，流体以超过管道猪70的临界沉积速度的速度移动。结果，管道猪70在移动的同时沉降到管道底部的趋势将减少。因此，当塞子80穿过管道系统10移动时，塞子80的形成被维持。
当塞子80遇到管道尺寸的变化或管道方向的变化时，塞子80能够穿越这种变化，因为塞子80由多个管道猪70形成，每个管道猪70具有基本上等于或小于它们所穿越的管道或流动通道的有效直径的尺寸(或者当每个管道猪大于它们所穿越的管道或流动通道的有效直径时，管道猪将是可压缩的，使得它能够穿越所述管道和/或流动通道)。有利地，当塞子80遇到热交换器、巴氏灭菌器或其它处理设备，特别是这种处理设备的流动通道42或管段时，一个或多个塞子70进入每个流动通道42或管段，以将第一材料50从每个流动通道42或管段中移出，由第二材料60替换。
例如并特别参考图3，描绘了管道系统10的一部分。在该部分中，塞子80位于第一管道段20中，并且第一管道段20包括多个流动通道42。在一个实施例中，第一管道段20被示出为流体连接到入口歧管40，该入口歧管40与多个流动通道42流体连通，该多个流动通道42终止于出口歧管46，该出口歧管46与第一管道20流体连通。
参见图6，本领域技术人员将理解，第二管道段30包括多个流动通道42。在一个实施例中，第二管道段30被示出为流体地连接到入口歧管40，该入口歧管40与多个流动通道42流体连通，该多个流动通道42终止于出口歧管46，该出口歧管46与第二管道30流体连通。
参见图7，本领域技术人员将理解，第一管道段20包括多个流动通道42。在一个实施例中，第一管道段30被示出为流体地连接到入口歧管40，该入口歧管40与多个流动通道42流体连通，该多个流动通道42终止于出口歧管46，该出口歧管46与第二管道30流体连通。
当塞子80从第一管道20朝第二管道30移动(特别参见图7)并且遇到入口歧管40时，塞子80将被分散为单独的管道猪70，使得每个流动通道42中使至少一个管道猪70穿越或通过。此后，管道猪70将在出口歧管46附近聚结或团聚，使得塞子80将重新形成。本领域技术人员将认识到，在图3和6中所示的布置的情况下将发生相同的现象。
在不受任何特定理论约束的情况下，当塞子80接近流动通道42并且一个或多个管道猪70进入特定流动通道42时，在包含一个或多个管道猪的这些流动通道42中产生了动态背压。这转而将在那些没有管道猪42的流动通道42中产生流量的增加，或者在那些流动通道42中的管道猪42的数量比其它通道中的数量少的流动通道42中产生流量的增加。结果，管道猪42进入那些不包含管道猪42(或流动通道42中的管道猪42的数量比其它通道少)的流动通道的趋势将更大。
在管道猪70表现出磁性的情况下，当管道猪70进入流动通道42时，管道猪70将由于增加的涡电流(福柯电流(Foucault current))而经历制动效果，这将诱发动态背压。这转而将在那些没有管道猪42的流动通道42中产生流量的增加，或者在那些流动通道42中的管道猪42的数量比其它通道中的数量少的流动通道42中产生流量的增加。结果，管道猪42进入那些不包含管道猪42(或流动通道42中的管道猪42的数量比其它通道少)的流动通道的趋势将更大。
重新成形的塞子80将具有足以抑制第一材料50和第二材料60的混合的轴向长度。所述轴向长度将使得在后缘84处存在于第二材料60中的第一材料50的量按体积计约为10％或更少。所述轴向长度将使得在前缘82处存在于第一材料50中的第二材料60的量按体积计约为10％或更少。在一些实施例中，所述轴向长度使得在后缘84处存在于第二材料60中的第一材料50的量按体积计约为10％或更少，并且使得在前缘82处存在于第一材料50中的第二材料60的量按体积计约为10％或更少。
在所描述的方法的一些实施例中，预期提供第二多个管道猪70以在移动第一塞子80之后在第一管道20中形成第二塞子。第二塞子将具有前缘和后缘，使得前缘与第二材料接触，并且后缘与第三材料接触。第三材料可以与第一材料和第二材料相同或不同。第二塞子被构造成使得第二塞子的后缘处存在的第二材料的量按体积计约为10％或更少。在一些实施例中，第二塞子被构造成使得存在于第二塞子的前缘处的第三材料的量按体积计约为10％或更少。在其他实施例中，第二塞子被构造成使得第二塞子的后缘处存在的第二材料的量按体积计约为10％或更少，并且第二塞子的前缘处存在的第三材料的量按体积计约为10％或更少。
考虑到上述情况，该方法可以包括提供第三、第四等多个管道猪以在提供先前的塞子之后在第一管道子中分别形成第三、第四等塞子。同样，可以设想提供第三、第四等材料来移动相应的第三、第四等塞子。在这方面，每种材料可以与第一、第二或任何先前材料相同或不同。
第一塞子80和第二塞子(以及每个后继的塞子(当存在时))可以轴向分开一距离，该距离可以与管道系统的轴向距离一样长，但是通常是该距离的一些分数，诸如约75％、约50％、约40％、约30％、约20％、约10％、约9％、约8％，约7％、约6％、约5％、约4％、约3％、约2％、或约1％。
第一塞子80和任何后续的塞子穿过管道系统10移动直到它们到达管道系统10的出口92，在出口92处它们被收集。
虽然已经描述了一种有效地使材料混合最小化的方法，但可以预期该方法将有效地清洁管道系统的内壁和相关联的流动通道42。在这方面，技术人员将理解，由于塞子80填充或基本上填充第一管道段20和第二管道段30(当存在时)的整个横截面，一个或多个管道猪70的表面将与第一管道段20和第二管道段30(当存在时)的内壁接触。结果，当塞子80穿过管道系统10移动时，第一管道段20和第二管道段30(当存在时)的内壁将被一个或多个清管器70“擦洗”，以有效地清洁第一管道段20和第二管道段30(当存在时)的内表面。
此外，因为每个流动通道42中将由至少一个管道猪70穿越，所以可以有效地清洁每个流动通道42。
虽然本公开的构思易具有各种修改和替代形式，但是本公开的具体示例性实施例在附图中以示例的方式示出。然而，应当理解，不存在将本公开的构思限制为特定公开形式的意图；其目的是涵盖落入如权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代物。

Claims (27)

1.一种使管道系统中在第一材料和第二材料之间的过渡期间的材料混合最小化的方法，所述管道系统包括具有第一有效直径的第一管道，所述方法包括：
在所述第一管道中提供多个管道猪，所述多个管道猪足以基本上填充所述第一管道的横截面并限定具有前缘和后缘的塞子，使得所述前缘与所述第一材料接触，其中每个管道猪具有小于所述第一有效直径的标称尺寸；以及
通过提供所述第二材料并与所述塞子的所述后缘接触来使所述塞子穿过所述管道系统移动，
其中所述第一材料和所述第二材料的混合被所述塞子抑制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括第二管道，所述第二管道具有第二有效直径并且与所述第一管道流体连通，其中所述第一有效直径和所述第二有效直径基本相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一有效直径和所述第二有效直径是不同的。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二有效直径小于所述第一有效直径。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二有效直径大于所述第一有效直径。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一管道还包括多个流动通道，并且其中每个流动通道由至少一个管道猪通过。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一管道、所述第二管道或所述第一管道和所述第二管道两者进一步包括多个流动通道，并且其中每个流动通道由至少一个管道猪通过。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个流动通道由多于一个猪通过。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个流动通道具有基本相同的有效直径。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述流动通道的有效直径小于所述第一有效直径。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪的标称尺寸与每个流动通道的有效直径基本相同。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪的标称尺寸小于每个流动通道的有效直径。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪的标称尺寸大于每个流动通道的有效直径。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪是可压缩的。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪是不可压缩的。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪是流体不可渗透的。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪是流体可渗透的。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一材料是液体。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二材料是液体。
20.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二材料是气体。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其特征在于，每个管道猪在所述第一材料和所述第二材料中的至少一种中是中性浮力的。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述第二材料包括以抑制每个管道猪的沉降的速度移动所述第二材料。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二材料是水、清洁溶液、消毒溶液或待在所述管道系统中处理的材料。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合的抑制使得在所述后缘处在所述第二材料中存在的所述第一材料的量按体积计为约10％或更少。
25.根据权利要求1或24所述的方法，其特征在于，所述混合的抑制使得在所述前缘处在所述第一材料中存在的所述第二材料的量按体积计为约10％或更少。
26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在移动所述塞子之后，在所述第一管道中提供第二多个管道猪，所述第二多个管道猪足以基本上填充具有所述第一有效直径的横截面并限定具有前缘和后缘的第二塞子，使得所述前缘与所述第二材料接触；以及通过提供第三材料并与所述第二塞子的后缘接触来使所述第二塞子穿过所述管道系统移动。
27.一种用于抑制材料处理系统中第一材料和第二材料之间的混合的方法，其中所述处理系统具有管道系统，所述管道系统包括具有第一有效直径的第一管道，所述方法包括：
在所述第一管道中提供多个管道猪，所述多个管道猪足以基本上填充所述第一管道的横截面并限定具有前缘和后缘的塞子，使得所述前缘与所述第一材料接触并且所述后缘与所述第二材料接触；
其中每个管道猪具有小于所述第一有效直径的标称尺寸；以及
其中所述第一材料和所述第二材料的混合被所述塞子抑制，使得在所述后缘处在所述第二材料中存在的所述第一材料的量按体积计约为10％或更少，并且使得在所述前缘处在所述第一材料中存在的所述第二材料的量按体积计约为10％或更少。
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