ES2348061T3 - METHOD AND APPLIANCE TO INCREASE THE TEMPERATURE OF A SUBSTANCE THAT IS INITIALLY FOUND IN A STATE AT LEAST PARTIALLY SOLIDIFIED IN A CONTAINER. - Google Patents
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Abstract
Un sistema que comprende un recipiente adaptado para almacenar una sustancia, un cambiador de calor (2) dispuesto con al menos un superficie cilíndrica oblonga (4) en el interior del recipiente y medios de guía adaptados para guiar una sustancia a lo largo de dicha superficie del cambiador de calor (2), comprendiendo dichos engaños de día un alojamiento (6) dispuesto de modo esencialmente concéntrico alrededor de dicho cambiador de calor y que está adaptado para recibir un flujo de sustancia, caracterizado porque el alojamiento (6) com- prende varias aberturas (7) dispuestas con arreglo a un patrón a lo largo de la longitud de dicho alojamiento para distribuir dicho flujo de sustancia cuando está presente.A system comprising a container adapted to store a substance, a heat exchanger (2) arranged with at least one oblong cylindrical surface (4) inside the container and guide means adapted to guide a substance along said surface of the heat exchanger (2), said day tricks comprising a housing (6) arranged essentially concentrically around said heat exchanger and which is adapted to receive a flow of substance, characterized in that the housing (6) comprises several openings (7) arranged according to a pattern along the length of said housing to distribute said flow of substance when present.
Description
La presente invención se refiere a un sistema que comprende un recipiente adaptado para almacenar una sus-tancia, un cambiador de calor y medios de guía adaptados para guiar una sustancia a lo largo de la superficie del cambiador de calor de acuerdo con el preámbulo de la rei-10 vindicación 1. La invención se refiere adicionalmente a un cambiador de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 6 como se conoce por US 3.856.078. The present invention relates to a system comprising a container adapted to store a substance, a heat exchanger and guiding means adapted to guide a substance along the surface of the heat exchanger according to the preamble of the rei-10 vindication 1. The invention further relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 6 as known from US 3,856,078.
Usualmente los tanques para contención de sustancias pueden estar equipados con un cambiador de calor espiral 15 sumergido en la sustancia o con un cambiador de calor helicoidal enrollado alrededor del tanque para calenta-miento de dicha sustancia. El calentamiento de la sustan-cia puede realizarse para propósitos diferentes, v.g. para cocinar la sustancia, para cambiar la viscosidad de 20 la sustancia, para acelerar un proceso químico entre com-puestos contenidos en la sustancia, etc. Usually the substance containment tanks may be equipped with a spiral heat exchanger 15 submerged in the substance or with a helical heat exchanger wrapped around the tank for heating said substance. The heating of the substance can be carried out for different purposes, e.g. to cook the substance, to change the viscosity of the substance, to accelerate a chemical process between compounds contained in the substance, etc.
La superficie activa del cambiador de calor se ca-lienta a una temperatura al menos tan alta como la tempe-ratura deseada de la sustancia, es decir está presente 25 una diferencia de temperatura. Con objeto de obtener la temperatura deseada en un tiempo breve, la diferencia de temperatura se incrementa normalmente. En el caso de que la sustancia, o una o más fracciones de la sustancia, sea/sean sensibles a temperaturas elevadas, la temperatu-30 ra del cambiador de calor debe mantenerse, sin embargo, inferior o igual a una temperatura máxima permitida. Para algunas sustancias, la temperatura máxima puede ser muy baja, y si se encuentra en un tanque una gran cantidad de la sustancia, el tiempo para calentar la sustancia puede ser muy largo. El mismo problema se encuentra también cuando se enfría una sustancia. El fenómeno es conocido 5 también por un muñeco de nieve. Cuando la nieve se alma-cena en grandes bolas, como ocurre en un muñeco de nieve, su descongelación requiere mucho tiempo, comparado con la misma cantidad de nieve que se encuentra sin compactar tal como ha caído sobre un campo. 10 The active surface of the heat exchanger is heated to a temperature at least as high as the desired temperature of the substance, ie a temperature difference is present. In order to obtain the desired temperature in a short time, the temperature difference is usually increased. In the event that the substance, or one or more fractions of the substance, are / are sensitive to high temperatures, the temperature of the heat exchanger must, however, be maintained at or below a maximum allowable temperature. For some substances, the maximum temperature can be very low, and if a large amount of the substance is found in a tank, the time to heat the substance can be very long. The same problem is also encountered when a substance cools. The phenomenon is also known 5 by a snowman. When snow is stored in large balls, as in a snowman, defrosting takes a long time, compared to the same amount of snow that is not compacted as it has fallen on a field. 10
Un ejemplo de una situación en la que el cambio de temperatura es muy prolongado, es un aceite vegetal a granel en un recipiente de plástico. Tales recipientes de plástico se conocen, v.g. como una bolsa flexible o Flexitank o similar con una capacidad de uno a muchos mi-15 les de litros, tal como están disponibles en Trans Ocean Distribution (www.todbulk.com) o en John S. Braid & Co. Ltd. (www.braidco.com). Durante el transporte, la tempe-ratura ambiente puede ser inferior a la temperatura de fusión del aceite, con lo cual el aceite te solidifica 20 gradualmente. A fin de vaciar el recipiente, el aceite solidificado tiene que fundirse al llegar a su destino final. Para ello el recipiente se dispone desde el primer momento sobre una manta calefactora antes de llenarlo con el aceite. Después de la llegada al destino final, la 25 manta calefactora tiene que activarse durante varios días, v.g. cuatro o cinco días dependiendo del tamaño del recipiente, antes que el aceite se funda y pueda verter-se. La larga duración está causada fundamentalmente por la gran cantidad de aceite y el hecho de que la tempera-30 tura de la manta calefactora tiene que ser limitada. La limitación está causada por el material plástico del que está hecho el recipiente, que puede soportar solamente una cierta temperatura, y lo más importante, porque el aceite vegetal perderá claramente calidad si se calienta demasiado. Asimismo, la presión del medio de calentamien-to (agua o vapor) no puede incrementarse más, dado que 5 los tubos en la manta calefactora y los accesorios no están dimensionados para sostener las cargas incrementa-das de una presión mayor. An example of a situation where the temperature change is very prolonged is a vegetable oil in bulk in a plastic container. Such plastic containers are known, e.g. as a flexible bag or Flexitank or similar with a capacity of one to many thousands of liters, as they are available at Trans Ocean Distribution (www.todbulk.com) or at John S. Braid & Co. Ltd. (www .braidco.com). During transport, the ambient temperature may be lower than the melting temperature of the oil, whereby the oil gradually solidifies you. In order to empty the container, the solidified oil has to melt when it reaches its final destination. To do this, the container is placed from the beginning on a heating blanket before filling it with the oil. After arrival at the final destination, the 25 heating blanket has to be activated for several days, e.g. four or five days depending on the size of the container, before the oil melts and can be poured. The long duration is mainly caused by the large amount of oil and the fact that the temperature of the heating blanket has to be limited. The limitation is caused by the plastic material from which the container is made, which can only withstand a certain temperature, and most importantly, because the vegetable oil will clearly lose quality if it gets too hot. Also, the pressure of the heating medium (water or steam) cannot be increased any more, since the tubes in the heating blanket and the accessories are not sized to support the increased loads of a higher pressure.
Otro sistema de calentamiento se describe en US 2.522.948 utilizado para refrigerar agua o cualquier otro 10 líquido. El líquido se introduce por bombeo en un tanque a través de un cambiador de calor constituido por cierto número de tubos paralelos dentro de una carcasa. Una vez pasados los tubos, el líquido enfriado sale luego por el otro extremo abierto de la carcasa más alejado dentro del 15 tanque y se mezcla con el resto del líquido. El líquido se bombea desde una salida situada en el fondo del tanque y se hace circular hasta que se alcanza la temperatura deseada. Aunque el cambiador de calor puede utilizarse probablemente también para calentar, la bomba puede fun-20 cionar únicamente con líquidos y no con una sustancia que se encuentra inicialmente en parte solidificada y no bom-beable. Adicionalmente, el intercambio de calor entre el líquido que se ha sometido al intercambio de calor y la sustancia restante puede no ser muy eficaz, dado que el 25 líquido se hace circular meramente alrededor del sistema, y la mezcladura tiene lugar entonces únicamente cerca del extremo interior del cambiador de calor. Esto conduce a grandes diferencias de temperatura en puntos diferentes en el interior del tanque y un mayor tiempo de enfria-30 miento global. Asimismo, el sistema requiere una cantidad considerable de espacio fuera del tanque dado que el líquido, y por consiguiente la tubería, sale del tanque por un extremo y entra aproximadamente por el otro. Por tanto, se requieren diversos accesorios para el tanque y aberturas en el mismo, así como acceso a la parte princi-pal del exterior del tanque, lo cual no siempre es 5 práctico. Another heating system is described in US 2,522,948 used to cool water or any other liquid. The liquid is pumped into a tank through a heat exchanger consisting of a number of parallel tubes inside a housing. Once the tubes have passed, the cooled liquid then leaves the other open end of the housing farthest into the tank and mixes with the rest of the liquid. The liquid is pumped from an outlet located at the bottom of the tank and circulated until the desired temperature is reached. Although the heat exchanger can probably also be used for heating, the pump can only be operated with liquids and not with a substance that is initially partly solidified and not pumpable. Additionally, the heat exchange between the liquid that has undergone the heat exchange and the remaining substance may not be very effective, since the liquid is circulated merely around the system, and the mixing then takes place only near the end interior of the heat exchanger. This leads to large temperature differences at different points inside the tank and a longer overall cooling time. Also, the system requires a considerable amount of space outside the tank since the liquid, and therefore the pipe, leaves the tank at one end and enters approximately at the other. Therefore, various accessories for the tank and openings therein are required, as well as access to the main part of the outside of the tank, which is not always practical.
US 6.002.838 describe un tanque para almacenamiento y descarga de líquidos que se calientan durante la des-carga. El tanque está dividido en dos cámaras con una so-la abertura relativamente pequeña entre ambas y con un 10 cambiador de calor situado en la cámara más pequeña. El líquido se bombea a través del cambiador y fuera del mis-mo, donde algo del mismo se descarga inmediatamente, y el resto se bombea de nuevo a la cámara pequeña. Como sucede también en la patente descrita anteriormente, algo del 15 líquido se recircula para facilitar el calentamiento del fluido restante. Sin embargo, no se obtiene efecto de agitación alguno. Asimismo, el método arriba descrito im-plica el diseño especial de un tanque de almacenamiento con cámaras incorporadas, y el método no es aplicable por 20 consiguiente en tanques estándar. Finalmente, el método no puede resolver el problema de calentamiento de una sustancia que inicialmente no se encuentra en un estado bombeable. US 6,002,838 describes a tank for storage and discharge of liquids that are heated during the discharge. The tank is divided into two chambers with a relatively small opening between them and with a heat exchanger located in the smaller chamber. The liquid is pumped through the changer and out of it, where some of it is discharged immediately, and the rest is pumped back into the small chamber. As also happens in the patent described above, some of the liquid is recirculated to facilitate heating of the remaining fluid. However, no stirring effect is obtained. Also, the method described above involves the special design of a storage tank with built-in cameras, and the method is therefore not applicable in standard tanks. Finally, the method cannot solve the problem of heating a substance that initially is not in a pumpable state.
Un dispositivo de calentamiento un tanto similar se 25 describe en US 3.856.078. En este caso, está dispuesto un cambiador de calor en una cámara separada y bien aislada térmicamente en la parte inferior de un tanque con una sola abertura al resto del tanque. Está dispuesta una bomba adyacente al extremo interior del cambiador de ca-30 lor y fuerza el fluido (especialmente aceites pesados) a pasar a lo largo de los tubos de vapor en el cambiador de calor y circular en cierto grado por el interior de la cámara térmicamente aislada. El calentamiento se conduce en paralelo con la descarga del fluido, dado que una par-te del fluido calentado se descarga directamente cuando se calienta mientras que otra parte entra de nuevo en el 5 tanque recirculando a lo largo del exterior del cambiador de calor pero todavía dentro de la cámara separada. Sin embargo, este dispositivo, como el primero, no está dise-ñado para calentar un tanque totalmente lleno de un flui-do sino para calentar una cantidad limitada al mismo 10 tiempo que se descarga. A somewhat similar heating device is described in US 3,856,078. In this case, a heat exchanger is arranged in a separate and well thermally insulated chamber at the bottom of a tank with a single opening to the rest of the tank. A pump is arranged adjacent to the inner end of the heat exchanger and forces the fluid (especially heavy oils) to pass along the steam tubes in the heat exchanger and circulate to some extent through the interior of the chamber. thermally insulated The heating is conducted in parallel with the discharge of the fluid, since a part of the heated fluid is discharged directly when it is heated while another part re-enters the tank by recirculating along the outside of the heat exchanger but still Inside the separate chamber. However, this device, like the first one, is not designed to heat a tank completely filled with a fluid but to heat a limited quantity at the same time it is discharged.
Un objeto es conseguir que la temperatura de un tan-que totalmente lleno de una sustancia, que se encuentra inicialmente al menos en un estado parcialmente solidifi-cado, pueda aumentarse de modo relativamente rápido. Otro 15 objeto es obtener un aumento relativamente rápido de la temperatura, incluso cuando solamente está permitida una diferencia de temperatura limitada o temperatura máxima. An object is to ensure that the temperature of a fully-filled tan-substance of a substance, which is initially at least in a partially solidified state, can be increased relatively quickly. Another object is to obtain a relatively rapid increase in temperature, even when only a limited temperature or maximum temperature difference is allowed.
Objetos adicionales aparecerán a lo largo de la des-cripción. 20 Additional objects will appear throughout the description. twenty
La invención se refiere a un sistema que comprende un depósito adaptado para almacenar una sustancia, un cambiador de calor dispuesto con al menos una superficie cilíndrica oblonga en el interior del recipiente y medios de guía adaptados para guiar una sustancia a lo largo de 25 dicha superficie del cambiador de calor, comprendiendo dichos medios de guía un alojamiento dispuesto de modo esencialmente concéntrico alrededor de dicho cambiador de calor y que está adaptado para recibir un flujo de sus-tancia, donde el alojamiento comprende varias aberturas 30 dispuestas conforme a un patrón a lo largo de la longitud de dicho alojamiento para distribuir dicho flujo de sus-tancia cuando está presente. The invention relates to a system comprising a tank adapted to store a substance, a heat exchanger arranged with at least one oblong cylindrical surface inside the container and guide means adapted to guide a substance along said surface. of the heat exchanger, said guide means comprising a housing arranged essentially concentrically around said heat exchanger and which is adapted to receive a flow of substance, where the housing comprises several openings 30 arranged according to a pattern at along the length of said housing to distribute said substance flow when present.
Realizaciones preferidas del sistema de acuerdo con la invención son objeto de las reivindicaciones subordi-nadas 2-5. 5 Preferred embodiments of the system according to the invention are subject to the dependent claims 2-5. 5
La invención se refiere adicionalmente a un cambia-dor de calor que comprende una sección oblonga y sustan-cialmente cilíndrica adaptada para intercambio de calor con una sustancia, y medios de guía que comprenden un alojamiento dispuesto de modo esencialmente concéntrico 10 alrededor de dicho cambiador de calor y adaptado para re-cibir y guiar un flujo de dicha sustancia desde un extre-mo del alojamiento y a lo largo de dicha sección, caracterizado porque el alojamiento comprende cierto número de aberturas dispuestas en un patrón a lo largo de 15 la longitud de dicho alojamiento para eyectar dicho flujo de sustancia cuando está presente. The invention further relates to a heat exchanger comprising an oblong and substantially cylindrical section adapted for heat exchange with a substance, and guiding means comprising a housing arranged essentially concentrically 10 around said heat exchanger heat and adapted to receive and guide a flow of said substance from one end of the housing and along said section, characterized in that the housing comprises a number of openings arranged in a pattern along the length of said housing to eject said flow of substance when present.
Realizaciones preferidas del cambiador de calor de acuerdo con la invención son objeto de las reivindicacio-nes subordinadas 7-11. 20 Preferred embodiments of the heat exchanger according to the invention are the subject of subordinate claims 7-11. twenty
Un uso preferido del sistema es para fundir aceite o grasa solidificados comestibles. El aceite o grasa, de v.g. origen vegetal se produce a menudo cerca de planta-ciones, o en plantas de proceso, en localizaciones muy alejadas de los puntos de consumo de los mismos. Dichos 25 aceites o grasas se transportan por tanto por barco y pueden permanecer durante días o semanas en el camino, lo cual proporciona un tiempo adecuado para su enfriamiento por la temperatura ambiente hasta una temperatura infe-rior a la temperatura de fusión. Con objeto de vaciar los 30 recipientes que almacenan dicho aceite o grasa, el aceite o grasa tiene que fundirse para permitir su vaciado o bombeo. A preferred use of the system is to melt edible solidified oil or grease. The oil or fat, e.g. Plant origin often occurs near plantations, or in process plants, in locations far removed from their consumption points. Said 25 oils or fats are therefore transported by ship and can remain on the road for days or weeks, which provides adequate time for cooling by room temperature to a temperature below the melting temperature. In order to empty the 30 containers that store said oil or grease, the oil or grease has to be melted to allow emptying or pumping.
Adicionalmente, dado que el cambiador de calor se encuentra en el interior del recipiente, el aparato re-quiere únicamente un mínimo de espacio tanto durante el 5 transporte del recipiente como durante el proceso de ca-lentamiento del mismo. El método de calentamiento puede utilizarse por tanto incluso en los casos en que el espa-cio libre es limitado. Además, el cambiador de calor de acuerdo con la invención entra únicamente y está montado 10 en el recipiente en un solo lugar, y por consiguiente no es necesario acceso a los otros lados del recipiente. Es-to es también muy ventajoso cuando se utiliza con una sustancia como p.ej. aceites o grasas comestibles que se vierten inicialmente en una bolsa flexible (Flexitank) 15 situada en el interior de un recipiente de embarque para la estabilidad y resistencia adicionales durante el transporte. En este caso, el acceso al Flexitank está li-mitado a un solo lado del Flexitank, justamente dentro de las aberturas del recipiente, pero utilizando la inven-20 ción descrita esto no causará problema alguno. Additionally, since the heat exchanger is inside the container, the apparatus only requires a minimum of space both during the transport of the container and during the heating process thereof. The heating method can therefore be used even in cases where the free space is limited. In addition, the heat exchanger according to the invention enters only and is mounted in the container in one place, and therefore no access to the other sides of the container is necessary. This is also very advantageous when used with a substance such as eg edible oils or fats that are initially poured into a flexible bag (Flexitank) 15 located inside a shipping container for additional stability and resistance during transport. In this case, access to the Flexitank is limited to only one side of the Flexitank, just inside the openings of the container, but using the invention described this will not cause any problem.
A continuación se describe la invención con referen-cia a los dibujos, que presentan ejemplos de realizacio-nes de la invención. The invention will now be described with reference to the drawings, which present examples of embodiments of the invention.
Fig. 1a muestra una vista lateral de un cambiador de 25 Fig. 1a shows a side view of a changer of 25
calor de acuerdo con la invención, heat according to the invention,
Fig. 1b muestra una vista frontal del cambiador de ca-lor presentado en Fig. 1a, Fig. 1b shows a front view of the heat exchanger presented in Fig. 1a,
Fig. 2 muestra la sección Y-Y de Fig. 1b, Fig. 2 shows the Y-Y section of Fig. 1b,
Fig. 3 muestra la sección X-X de Fig. 1a, 30 Fig. 3 shows the X-X section of Fig. 1a, 30
Fig. 4 muestra una vista en corte transversal de un Fig. 4 shows a cross-sectional view of a
cambiador de calor instalado en un recipiente, heat exchanger installed in a container,
Fig. 5a muestra una vista en alzado de un cambiador de Fig. 5a shows an elevation view of a changer
calor instalado en un recipiente, heat installed in a container,
Fig. 5b muestra el detalle Z de Fig. 5a en formato am- Fig. 5b shows the detail Z of Fig. 5a in am- format
pliado, pleated,
Fig. 6 muestra un circuito simplificado para recircu- 5 Fig. 6 shows a simplified circuit for recirculation.
lación de un medio de transmisión de calor a un lation of a heat transfer medium to a
cambiador de calor, heat exchanger,
Fig. 7 muestra un circuito simplificado para recircu- Fig. 7 shows a simplified circuit for recirculation.
lación de una sustancia, lation of a substance,
Fig. 8 muestra una vista en corte correspondiente a 10 Fig. 8 shows a sectional view corresponding to 10
Fig. 2, donde se indican las direcciones de Fig. 2, where the directions of
flujo de un medio de transmisión de calor y de flow of a heat transfer medium and of
una sustancia, A substance,
Fig. 9 muestra una realización de un cambiador de ca- Fig. 9 shows an embodiment of a heat exchanger
lor de acuerdo con la invención, 15 According to the invention, 15
Fig. 10a muestra una realización de un cambiador de ca- Fig. 10a shows an embodiment of a heat exchanger
lor de acuerdo con la invención como se ve en according to the invention as seen in
una vista lateral, a side view,
Fig. 10b muestra el cambiador de calor de Fig. 10a como Fig. 10b shows the heat exchanger of Fig. 10a as
se ve en una vista desde arriba, 20 seen in a view from above, 20
Fig. 10c muestra el cambiador de calor de Fig. 10a como Fig. 10c shows the heat exchanger of Fig. 10a as
se ve en una vista desde un extremo. It is seen in a view from one end.
Cierto número de tuberías diferentes se muestran en las figuras y se presentan sin soldaduras comunes, solda-25 duras fuertes, etc., para conexión y ensamblado de dichas tuberías. Dichas conexiones son, sin embargo triviales para la persona experta y por consiguiente se han omitido para simplificación. Las dimensiones relativas del cam-biador de calor de Fig. 1-3 y 9-10 se representan esen-30 cialmente a escala. A number of different pipes are shown in the figures and are presented without common welding, strong hard welding, etc., for connection and assembly of said pipes. Such connections are, however, trivial to the skilled person and therefore have been omitted for simplification. The relative dimensions of the heat exchanger of Fig. 1-3 and 9-10 are shown essentially in scale.
Fig. 1a y 1b muestran un cambiador de calor 2 que comprende medios de guía, que incluyen un alojamiento 6 con aberturas 7. El cambiador de calor 2 comprende adi-cionalmente aberturas 18, 19, 20, 21 y 24. Las aberturas 19 y 20 están adaptadas para conexión de medios de origen 5 para transmisión de calor a o desde el cambiador de ca-lor, v.g. agua caliente o vapor reciclados al cambiador de calor 2 por las aberturas. Para formar caminos de flu-jo interno en el cambiador de calor 2, se proporcionan las secciones de tubo 31-33. El cambiador de calor com-10 prende adicionalmente una pieza de salida 29 que tiene una abertura 24 que está conectada a la abertura 18. La pieza de salida 29 comprende una sección cilíndrica 14 adaptada para recibir un acoplamiento. Fig. 1a and 1b show a heat exchanger 2 comprising guide means, including a housing 6 with openings 7. The heat exchanger 2 further comprises openings 18, 19, 20, 21 and 24. The openings 19 and 20 are adapted for connection of means of origin 5 for heat transmission to or from the heat exchanger, eg hot water or steam recycled to the heat exchanger 2 through the openings. To form internal flow paths in heat exchanger 2, tube sections 31-33 are provided. The heat exchanger additionally turns on an outlet piece 29 having an opening 24 that is connected to the opening 18. The outlet piece 29 comprises a cylindrical section 14 adapted to receive a coupling.
Fig. 2 y 3 representan un cambiador de calor 2 que 15 comprende una sección cilíndrica oblonga 4 formada por una tubería 8 con un primer extremo 9 y un segundo extre-mo 10. La tubería 8 está conectada a una tubería 32 y desde ella a una abertura 20. En el interior de la tuber-ía 8 está dispuesta una segunda tubería 15 que tiene un 20 primer extremo abierto 16 situado junto al primer extremo cerrado 10. La tubería 15 está al lado de un segundo ex-tremo 17 conectado a una tubería 33, que se extiende hacia arriba en una abertura 19. La tubería 8 está rodea-da concéntricamente por un medio de guía, que en este ca-25 so es un alojamiento 6 formado por una tubería que tiene varias aberturas 7, apuntando dichas aberturas preferi-blemente hacia arriba y hacia los lados. El alojamiento 6 está conectado a una tubería 31 y desde ella a una aber-tura 21. Una pieza de salida 29 está unida alrededor del 30 alojamiento 6 y comprende una abertura 24. La pieza de salida 29 comprende adicionalmente una conexión a una abertura 18. Figs. 2 and 3 represent a heat exchanger 2 comprising an oblong cylindrical section 4 formed by a pipe 8 with a first end 9 and a second end 10. The pipe 8 is connected to a pipe 32 and from there to an opening 20. Inside the pipe 8 a second pipe 15 is disposed having a first open end 16 located next to the first closed end 10. The pipe 15 is next to a second end 17 connected to a pipe 33, which extends upwards in an opening 19. The pipe 8 is concentrically surrounded by a guide means, which in this case is a housing 6 formed by a pipe having several openings 7, pointing said openings preferably upwards and sideways. The housing 6 is connected to a pipe 31 and from it to an opening 21. An outlet piece 29 is connected around the housing 6 and comprises an opening 24. The outlet piece 29 further comprises a connection to an opening 18 .
Fig. 4 muestra un cambiador de calor 2 que tiene un alojamiento 6 y una superficie cilíndrica oblonga 4 así como una pieza de salida 29 que comprende una sección 5 cilíndrica 14. El cambiador de calor 2 está unido a una pared 25 de un recipiente no representado, extendiéndose el alojamiento 6 y la superficie 4 una cierta longitud L en el interior del recipiente. La longitud L corresponde con preferencia esencialmente a la longi-10 tud/profundidad/anchura del recipiente con objeto de me-jorar la función del cambiador de calor cuando se activa. El cambiador de calor 2 está conectado a una tubería 23 con un acoplamiento no representado v.g. un acoplamiento Straub, que cierra eficazmente cualquier abertura entre 15 la tubería 23 y la sección cilíndrica 14 de la pieza de salida 29. La tubería 23 está conectada a bridas 27 y 26, que están unidas a la pared 25. Se utilizan pernos 28 pa-ra fijar la tubería 23. De este modo, una abertura 24 no presentada - véase v.g. Fig. 2 - puede recibir sustancia 20 procedente del recipiente por la tubería 23. En Fig. 5a y 5b un cambiador de calor 2 está unido por bridas 26 y 27 a una pared 25 de un recipiente 34. Un alojamiento 6 y una superficie cilíndrica oblonga 4 se extienden en el recipiente 34. 25 Fig. 4 shows a heat exchanger 2 having a housing 6 and an oblong cylindrical surface 4 as well as an outlet part 29 comprising a cylindrical section 5 14. The heat exchanger 2 is attached to a wall 25 of a non-container shown, the housing 6 and the surface 4 extending a certain length L inside the container. The length L preferably corresponds essentially to the length / 10 tud / depth / width of the container in order to improve the function of the heat exchanger when activated. The heat exchanger 2 is connected to a pipe 23 with a coupling not shown e.g. a Straub coupling, which effectively closes any opening between the pipe 23 and the cylindrical section 14 of the outlet 29. The pipe 23 is connected to flanges 27 and 26, which are attached to the wall 25. Bolts 28 pa are used - to fix the pipe 23. In this way, an opening 24 not shown - see vg Fig. 2 - can receive substance 20 from the container through the pipe 23. In Fig. 5a and 5b a heat exchanger 2 is connected by flanges 26 and 27 to a wall 25 of a container 34. A housing 6 and a cylindrical surface oblong 4 extend into container 34. 25
Fig. 6 representa un cambiador de calor 2 dispuesto como se representa en Fig. 5a y 5b. Un recipiente 34, un alojamiento 6 y una superficie cilíndrica oblonga 4 se han omitido por simplificación. Un medio de transmisión de calor se calienta en una caldera alimentada v.g. con 30 aceite 44 y se transporta por una conexión 37 a una aber-tura 20. Están provistas válvulas de cierre 35 y 36 por las aberturas 19 y 20. El medio de transmisión de calor sale por una abertura 19 y se transporta a una bomba de transferencia 42 por una conexión 38. Desde la bomba de transferencia, el medio de transmisión de calor se trans-porta de nuevo a la caldera 44 por una conexión 39. Un 5 recipiente de expansión 43 está conectado a la conexión 38 por una conexión 40. Diversos accesorios, válvulas, etc., que son triviales para la persona experta se omiten por simplificación. La dirección de transporte del medio de transmisión de calor a través del cambiador de calor 10 puede invertirse, por supuesto. Fig. 6 represents a heat exchanger 2 arranged as shown in Fig. 5a and 5b. A container 34, a housing 6 and an oblong cylindrical surface 4 have been omitted for simplification. A heat transfer medium is heated in a powered boiler e.g. with oil 44 and is transported by a connection 37 to an opening 20. Shut-off valves 35 and 36 are provided through openings 19 and 20. The heat transfer medium exits through an opening 19 and is transported to a pump transfer 42 via a connection 38. From the transfer pump, the heat transfer medium is transported back to the boiler 44 via a connection 39. A 5 expansion vessel 43 is connected to the connection 38 by a connection 40. Various accessories, valves, etc., which are trivial to the skilled person are omitted for simplification. The transport direction of the heat transmission medium through the heat exchanger 10 can, of course, be reversed.
En Fig. 7, la sustancia se bombea por medio de una bomba centrífuga 48 a una abertura 21 en el cambiador de calor 2 por una conexión 50. Están provistas válvulas de cierre 45 y 46 por las aberturas 18 y 21. Un indicador de 15 temperatura 47 monitoriza la temperatura de la sustancia. La sustancia procedente del recipiente sale a través de la abertura 18 y se envía de nuevo a la bomba centrífuga 48 por una conexión 49. Diversos accesorios, válvulas, etc., que son triviales para la persona experta se omiten 20 también en este caso por simplificación. In Fig. 7, the substance is pumped by means of a centrifugal pump 48 to an opening 21 in the heat exchanger 2 by a connection 50. Shut-off valves 45 and 46 are provided by the openings 18 and 21. An indicator of 15 temperature 47 monitors the temperature of the substance. The substance coming from the container exits through the opening 18 and is sent back to the centrifugal pump 48 via a connection 49. Various accessories, valves, etc., which are trivial for the skilled person 20 are also omitted in this case by simplification.
Debe entenderse que las piezas externas presentadas tanto en Fig. 6 como en Fig. 7 estarán conectadas si-multáneamente para la operación del cambiador de calor 2. El uso de dos figuras separadas se hace únicamente por 25 simplificación. Los medios para controlar la caldera 44, la bomba de transferencia 42 y la bomba centrífuga 48 no se representan. It should be understood that the external parts presented in both Fig. 6 and Fig. 7 will be connected simultaneously for the operation of the heat exchanger 2. The use of two separate figures is made only by simplification. The means for controlling the boiler 44, the transfer pump 42 and the centrifugal pump 48 are not shown.
En una realización ulterior de la invención, puede aplicarse al sistema externo un cambiador de calor adi-30 cional, sea antes o después de los medios de bombeo, ace-lerando con ello el proceso de calentamiento. In a further embodiment of the invention, an additional heat exchanger may be applied to the external system, either before or after the pumping means, thereby accelerating the heating process.
Fig. 8 muestra un cambiador de calor 2 que comprende una sección cilíndrica oblonga 4 formada por una tubería 8 con un primer extremo 9 y un segundo extremo cerrado 10. La tubería 8 está conectada a una tubería 32 y desde ella a una abertura 20. Dentro de la tubería 8 se encuen-5 tra una segunda tubería 15 que tiene un primer extremo abierto 16 dispuesto al lado del primer extremo cerrado 10. La tubería 15 está próxima a un segundo extremo 17 conectado a una tubería 33, que se extiende hacia arriba en el interior de una abertura 19. Un medio de transmi-10 sión de calor se introduce a través de la abertura 20 y se transporta en la dirección indicada por las flechas A. Cerca del segundo extremo cerrado 10 de la tubería 8, la dirección del medio de transmisión de calor se invierte entrando en la segunda tubería 15 por su primer extremo 15 abierto 16. El medio de transmisión de calor sale a través de la abertura 19 en la dirección indicada por la flecha B. La tubería 8 está rodeada concéntricamente por un medio de guía, que en este caso es un alojamiento 6 formado por una tubería provista de varias aberturas 7, 20 apuntando preferiblemente dichas aberturas hacia arriba y hacia los lados. El alojamiento 6 está conectado a una tubería 31 y desde ella a una abertura 21. La sustancia entra por la abertura 21 y es transportada hacia las aberturas 7 en el interior del alojamiento 6, desde donde 25 la sustancia es desalojada lejos del cambiador de calor 2. Las direcciones de flujo se indican por las flechas C. De este modo se deja que la sustancia intercambie prime-ramente calor con el medio de transmisión de calor por la superficie 4, después de lo cual la misma es desplazada a 30 través de las aberturas 7 para obtener un efecto de agi-tación en la sustancia que rodea el cambiador de calor. Una pieza de salida 29 está conectada alrededor del alo-jamiento 6 y comprende una abertura 24. La pieza de sali-da 29 comprende adicionalmente una conexión con una abertura 18. La sustancia que rodea el cambiador de calor puede verterse con ello a través de la abertura 18 por la 5 abertura 24 en la pieza de salida 29. Las aberturas 7 pueden estar provistas de toberas para aumentar la velo-cidad de la sustancia a fin de mejorar el efecto de agi-tación. Fig. 8 shows a heat exchanger 2 comprising an oblong cylindrical section 4 formed by a pipe 8 with a first end 9 and a second closed end 10. The pipe 8 is connected to a pipe 32 and from it to an opening 20. Inside the pipe 8 there is a second pipe 15 having a first open end 16 disposed next to the first closed end 10. The pipe 15 is close to a second end 17 connected to a pipe 33, which extends towards up inside an opening 19. A heat transmission means is introduced through the opening 20 and is transported in the direction indicated by the arrows A. Near the second closed end 10 of the pipe 8, the The direction of the heat transmission medium is reversed by entering the second pipe 15 through its first open end 15 16. The heat transmission medium exits through the opening 19 in the direction indicated by arrow B. The pipe 8 is concentrically surrounded by a guide means, which in this case is a housing 6 formed by a pipe provided with several openings 7, 20 preferably pointing said openings up and to the sides. The housing 6 is connected to a pipe 31 and from it to an opening 21. The substance enters through the opening 21 and is transported to the openings 7 inside the housing 6, from which the substance is dislodged away from the heat exchanger. 2. The flow directions are indicated by the arrows C. In this way the substance is allowed to exchange heat first with the heat transfer medium on the surface 4, after which it is displaced through the openings 7 to obtain an agitation effect on the substance surrounding the heat exchanger. An outlet piece 29 is connected around the housing 6 and comprises an opening 24. The outlet piece 29 additionally comprises a connection with an opening 18. The substance surrounding the heat exchanger can thereby be poured through the opening 18 through the opening 24 in the outlet 29. The openings 7 may be provided with nozzles to increase the speed of the substance in order to improve the agitation effect.
Normalmente, está montado un cambiador de calor 2 en 10 un recipiente, tal como un Flexitank hecho esencialmente de un material polímero. Las válvulas de cierre están montadas en las aberturas 18-21. Una sustancia bombeable se introduce luego en el recipiente preferiblemente por la abertura 18, o alternativamente por una abertura si-15 tuada en la parte superior del recipiente. El aire atra-pado en el recipiente se expulsa a la atmósfera v.g. mediante el uso de una válvula de sangrado. Después del llenado del recipiente, la pieza de salida 29 y el aloja-miento 6 se llenarán con la sustancia. El recipiente pue-20 de ponerse entonces en una sala de almacenamiento o transportarse a un lugar diferente, pudiendo solidificar-se con el tiempo la sustancia para dar una consistencia no bombeable. Si sucede esto, se hace circular durante cierto tiempo un medio calentado, v.g. agua caliente, a 25 través de los tubos 8 y 15 como se ha descrito arriba con respecto a Fig. 8. Esto reconstituye al menos la sustan-cia en el alojamiento 6 y la pieza de salida 29 a una viscosidad bombeable, y se inicia la circulación de la sustancia. La circulación de la sustancia se ha descrito 30 arriba con respecto a Fig. 8. Cuando la sustancia sale de las aberturas 7 en el alojamiento 6, la presión en el alojamiento se transforma en energía cinética del fluido. La sustancia se desplaza en este caso a una velocidad que depende de la presión añadida por la bomba y en direccio-nes sustancialmente radiales con relación al alojamiento. De este modo la sustancia, después del intercambio de ca-5 lor, puede influir en sustancias solidificadas a cierta distancia del cambiador de calor 2 y mejorar con ello la transmisión de calor. La dirección en la que se desplaza la sustancia y la velocidad de desplazamiento de la misma están controladas por la ubicación y las dimensiones de 10 las aberturas 7. De este modo se logra un efecto de agi-tación, análogamente al que se obtiene cuando la sustan-cia calentada se mezcla con la sustancia remanente no sólo justamente alrededor del cambiador de calor sino en el depósito entero. Esto mejora notablemente la transmi-15 sión de calor comparada con una transmisión de calor a través de una sustancia estancada. El efecto de agitación puede obtenerse por conformación de las aberturas 7 en forma de orificios relativamente pequeños comparados con las dimensiones de la tubería. La abertura podría estar 20 provista también de toberas para aumentar aún más la energía cinética de la sustancia desplazada. Después de haber obtenido una viscosidad apropiada de algo o la to-talidad de la sustancia, puede eliminarse del recipiente una cantidad deseada de la sustancia, v.g. por bombeo o 25 por el uso de gravedad, por ejemplo por inclinación del recipiente. Normally, a 2 in 10 heat exchanger is mounted to a container, such as a Flexitank made essentially of a polymer material. The shut-off valves are mounted in openings 18-21. A pumpable substance is then introduced into the container preferably through the opening 18, or alternatively through an opening located in the upper part of the container. The air trapped in the container is expelled into the atmosphere e.g. by using a bleed valve. After filling the container, the outlet part 29 and the housing 6 will be filled with the substance. The container can then be placed in a storage room or transported to a different place, the substance being able to solidify over time to give a non-pumpable consistency. If this happens, a heated medium is circulated for some time, e.g. hot water, through tubes 8 and 15 as described above with respect to Fig. 8. This reconstitutes at least the substance in the housing 6 and the outlet piece 29 at a pumpable viscosity, and starts The circulation of the substance. The circulation of the substance has been described above with respect to Fig. 8. When the substance leaves the openings 7 in the housing 6, the pressure in the housing is transformed into kinetic energy of the fluid. The substance travels in this case at a speed that depends on the pressure added by the pump and in substantially radial directions relative to the housing. In this way, the substance, after the exchange of heat, can influence solidified substances at a certain distance from the heat exchanger 2 and thereby improve the heat transmission. The direction in which the substance travels and the movement speed of the substance are controlled by the location and dimensions of the openings 7. In this way an agitation effect is achieved, similar to that obtained when the Heated substance is mixed with the remaining substance not only just around the heat exchanger but in the entire tank. This markedly improves the heat transmission compared to a heat transmission through a stagnant substance. The stirring effect can be obtained by shaping the openings 7 in the form of relatively small holes compared to the dimensions of the pipe. The opening could also be provided with nozzles to further increase the kinetic energy of the displaced substance. After having obtained an appropriate viscosity of something or the totality of the substance, a desired amount of the substance can be removed from the container, e.g. by pumping or by the use of gravity, for example by tilting the container.
Como alternativa a la circulación de un medio de transmisión de calor en el cambiador de calor, el cambia-dor de calor puede estar provisto de un elemento de cale-30 facción eléctrica incorporado. As an alternative to the circulation of a heat transfer medium in the heat exchanger, the heat exchanger may be provided with a built-in electric heating element.
En Fig. 9 se muestra una realización de un cambiador de calor 2. Como en las realizaciones anteriores, el cam-biador de calor 2 comprende una sección cilíndrica oblon-ga 4 que se extiende en el interior del recipiente (no representada) análogamente a como se ilustra en Fig. 5a y 5 de una longitud total correspondiente a las dimensiones del recipiente. El líquido de calentamiento fluye dentro de la sección cilíndrica oblonga 4 calentando la sustan-cia en el alojamiento 6 que rodea la sección cilíndrica 4. El medio de calentamiento, v.g. agua o vapor, entra en 10 el cambiador de calor y sale del mismo a través de las aberturas 19, 20. La sustancia bombeada entra en el alo-jamiento 6 a través de la abertura 21 y sale del aloja-miento 6 por varias aberturas u orificios 7 que actúan como toberas que transforman la energía de presión de la 15 sustancia dentro del alojamiento en energía cinética. Una sección transversal del alojamiento 6 se muestra en una ampliación de la figura. En ésta puede verse en detalle la disposición de las aberturas 7. Dichos orificios (de los cuales se muestran solamente unos cuantos por simpli-20 ficación) están situados en diversas posiciones a lo lar-go de toda la longitud del alojamiento 6. Las posiciones y los tamaños de los orificios determinan la dirección resultante de la sustancia desplazada junto con su velo-cidad. Los orificios están situados por tanto de tal ma-25 nera que obtengan una agitación y mezcladura máximas de la sustancia en todos los puntos del recipiente. Como el cambiador de calor 2 representado en Fig. 9 está diseñado para ser montado cerca del fondo de un recipiente y un poco a un lado, los orificios 7 están dispuestos en el 30 lado superior del alojamiento 6. Adicionalmente, el diá-metro de una abertura 90 está diseñado para obtener la velocidad máxima de la sustancia desplazada donde la dis-tancia desde la abertura a la pared del recipiente es la máxima. Para aumentar ulteriormente el efecto de tobera de las aberturas, los bordes de las aberturas pueden cor-tarse con láser, con lo cual se evitan las rebabas. 5 In Fig. 9 an embodiment of a heat exchanger 2 is shown. As in the previous embodiments, the heat exchanger 2 comprises an oblong cylindrical section 4 extending inside the container (not shown) analogously to as illustrated in Fig. 5a and 5 of a total length corresponding to the dimensions of the container. The heating liquid flows into the oblong cylindrical section 4 by heating the substance in the housing 6 surrounding the cylindrical section 4. The heating means, e.g. water or steam, the heat exchanger enters 10 and exits through the openings 19, 20. The pumped substance enters the housing 6 through the opening 21 and leaves the housing 6 through several openings or holes 7 that act as nozzles that transform the pressure energy of the substance within the housing into kinetic energy. A cross section of the housing 6 is shown in an enlargement of the figure. In this, the arrangement of the openings 7 can be seen in detail. Said holes (of which only a few are shown for simplification) are located in various positions along the entire length of the housing 6. The positions and the hole sizes determine the resulting direction of the displaced substance along with its velocity. The holes are therefore located in such a way that they obtain maximum agitation and mixing of the substance at all points of the container. As the heat exchanger 2 shown in Fig. 9 is designed to be mounted near the bottom of a container and slightly to the side, the holes 7 are arranged on the upper side of the housing 6. Additionally, the diameter of An opening 90 is designed to obtain the maximum velocity of the displaced substance where the distance from the opening to the wall of the container is the maximum. In order to further increase the nozzle effect of the openings, the edges of the openings can be laser cut, thereby avoiding burrs. 5
Como se ha descrito anteriormente, la sustancia se extrae del recipiente por la abertura 24 en la pieza de salida 29 y abandona el cambiador de calor por la abertu-ra 18. En esta realización, la pieza de salida 29 llega hasta cierta distancia en el recipiente y está equipada 10 con numerosos pequeños orificios 91 que pueden verse en la vista desplegada insertada en Fig. 9. Los pequeños orificios impiden que la pieza de salida 29 se colapse o se doble debido a la diferencia de presión entre la sus-tancia dentro y fuera de la pieza de salida. El cambiador 15 de calor 2 está montado sobre el recipiente en las bridas 26 y 27 por medios convencionales, tales como pernos o análogos. As described above, the substance is removed from the container through the opening 24 in the outlet piece 29 and leaves the heat exchanger through the opening 18. In this embodiment, the outlet piece 29 reaches a certain distance in the container and is equipped 10 with numerous small holes 91 that can be seen in the deployed view inserted in Fig. 9. The small holes prevent the outlet piece 29 from collapsing or bending due to the difference in pressure between the substance inside and out of the output piece. The heat exchanger 15 is mounted on the container in the flanges 26 and 27 by conventional means, such as bolts or the like.
Una realización similar de un cambiador de calor 2 se muestra en las Figuras 10a-c en una vista lateral, 20 desde arriba y desde un extremo, respectivamente. La sus-tancia entra en el cambiador de calor y sale del mismo como se describe en Fig. 9. En esta realización, el medio de calentamiento pasa por la abertura 19 a través de una tubería 93 conectada a una segunda tubería 94 esencial-25 mente paralela a la primera y sale a través de la abertu-ra 20. Esto se aprecia con mayor claridad en Fig. 10b. Las tuberías 93, 94 discurren en el interior del aloja-miento 6 en toda su longitud. Esta realización alternati-va es ventajosa en el sentido de que proporciona una alta 30 eficiencia de calentamiento y su fabricación es sencilla y económica. A similar embodiment of a heat exchanger 2 is shown in Figures 10a-c in a side view, 20 from above and from one end, respectively. The substance enters the heat exchanger and exits it as described in Fig. 9. In this embodiment, the heating means passes through the opening 19 through a pipe 93 connected to a second essential pipe 94 Mind parallel to the first and exit through the opening 20. This can be seen more clearly in Fig. 10b. The pipes 93, 94 run inside the housing 6 along its entire length. This alternative embodiment is advantageous in that it provides high heating efficiency and its manufacturing is simple and economical.
Ejemplo 1 Example 1
Un tanque de acero de 1 x 1 x 1 m con un volumen de 1 m3 está provisto de un cambiador de calor que tiene un diseño correspondiente a las Figs. 1-3 y 8. El alojamien-to 6 está hecho de una tubería de acero de 83 x 80 mm 5 (diámetro interior 80 mm y diámetro exterior 83 mm). La tubería 8 está hecha de un tubo de acero de 63 x 60 mm, y la tubería 15 está hecha de un tubo de acero de 32 x 30 mm. La longitud L es 0,9 m, y el alojamiento 6 está pro-visto de dos aberturas 7 orientadas hacia arriba y cuatro 10 aberturas 7 orientadas lateralmente (dos en cada lado), teniendo dicha abertura 7 un diámetro de 10 mm. Se carga-ron en el tanque de acero 800 kg de ConfaoTM 35 (suminis-trador: Aarhus United, 8000 Aarhus, Dinamarca). ConfacTM 35 es una grasa de repostería basada en aceites vegetales 15 hidrogenados de origen no láurico, con los valores típi-cos siguientes: A 1 x 1 x 1 m steel tank with a volume of 1 m3 is provided with a heat exchanger that has a design corresponding to Figs. 1-3 and 8. Housing 6 is made of a steel pipe of 83 x 80 mm 5 (inner diameter 80 mm and outer diameter 83 mm). The pipe 8 is made of a 63 x 60 mm steel tube, and the pipe 15 is made of a 32 x 30 mm steel tube. The length L is 0.9 m, and the housing 6 is provided with two openings 7 oriented upwards and four 10 openings 7 oriented laterally (two on each side), said opening 7 having a diameter of 10 mm. They were loaded into the 800 kg steel tank of ConfaoTM 35 (supplier: Aarhus United, 8000 Aarhus, Denmark). ConfacTM 35 is a pastry grease based on hydrogenated vegetable oils 15 of non-lauric origin, with the following typical values:
- Punto de fusión de deslizamiento = 37ºC (según AOCS Cc 3-25) - Melting point of slip = 37 ° C (according to AOCS Cc 3-25)
- Ácidos grasos trans = 43% (según IUPAC 2.304) 20 - Trans fatty acids = 43% (according to IUPAC 2,304) 20
Los aceites vegetales tienen típicamente los valores siguientes relacionados con el calor: Vegetable oils typically have the following heat-related values:
- Grasas líquidas: contenido de calor específico = 2,1 kJ/(kgK) - Liquid fats: specific heat content = 2.1 kJ / (kgK)
- Calor de fusión = 185-210 kJ/kg 25 - Melting heat = 185-210 kJ / kg 25
Después de llenado, el tanque se almacena durante tres días en una sala de almacenamiento que tiene una temperatura de 5 grados Celsius, con lo cual se solidifi-ca el aceite. El agua caliente utilizada como medio de transmisión de calor se hace circular en el cambiador de 30 calor como se describe con respecto a Fig. 6. Después que el aceite solidificado se funde en el cambiador de calor, se inicia el desplazamiento y la circulación del aceite fundido y continúa hasta que todo el aceite ha fundido y se obtiene una temperatura uniforme del aceite. After filling, the tank is stored for three days in a storage room that has a temperature of 5 degrees Celsius, which solidifies the oil. The hot water used as a heat transfer medium is circulated in the heat exchanger as described with respect to Fig. 6. After the solidified oil melts in the heat exchanger, displacement and circulation of the molten oil and continues until all the oil has melted and a uniform oil temperature is obtained.
Se realizaron tres operaciones con una temperatura del medio de transmisión de calor (agua) de 90ºC, 75ºC y 5 65ºC, respectivamente. El caudal de agua a través del cambiador de calor era aproximadamente 1 litro/segundo. Se realizó una cuarta operación con vapor de agua como medio de transmisión de calor, a una presión de 1,8 bares y que tenía una temperatura de 131ºC. En las cuatro ope-10 raciones, se registró la temperatura del aceite en el tanque al principio y al final. Se registró también el tiempo utilizado. Three operations were carried out with a heat transmission medium (water) temperature of 90 ° C, 75 ° C and 5 65 ° C, respectively. The water flow rate through the heat exchanger was approximately 1 liter / second. A fourth operation was carried out with water vapor as a means of heat transmission, at a pressure of 1.8 bar and having a temperature of 131 ° C. In all four operations, the oil temperature in the tank was recorded at the beginning and at the end. The time used was also recorded.
Tabla 1. Resultados de las operaciones de test Table 1. Results of test operations
- Temperatura del medio de transmisión de calor Heat transmission medium temperature
- Temp. inicial del aceite [ºC] Temp. de acabado del aceite* [ºC] Tiempo hasta la fusión [horas] Temp. initial oil [ºC] Temp. oil finish * [ºC] Time to fusion [hours]
- agua a 90ºC water at 90 ° C
- 11,9 39,5 6,33 11.9 39.5 6.33
- agua a 75ºC water at 75 ° C
- 11,9 38,1 8,33 11.9 38.1 8.33
- agua a 65ºC water at 65 ° C
- 11,9 36,4 10,50 11.9 36.4 10.50
- vapor a 1,8 bares 1.8 bar steam
- 9,7 36,4 3,33 9.7 36.4 3.33
- * Temperatura del aceite en el momento en que está totalmente fundido, que se determina por inspección visual. * Oil temperature at the time it is fully molten, which is determined by visual inspection.
15 fifteen
Ejemplo 2 Example 2
Un Flexitank de 24.000 l, multicapa y de un solo uso, de Braid & Co. se introdujo en un contenedor seco de 20 pies (6,1 m). El Flexitank estaba provisto de un cam-biador de calor y unidad de agitación como se ilustra en 20 Fig. 5a. El cambiador de calor (véase Fig. 8) tenía una longitud de 5,3 metros y el diámetro era 84 mm. El aloja-miento cilíndrico exterior tenía 20 aberturas de 10 mm distribuidas uniformemente en ambos lados y en la parte superior para distribuir el flujo de material. A 24,000 l, multi-layer, single-use Flexitank from Braid & Co. was placed in a 20-foot (6.1 m) dry container. The Flexitank was provided with a heat exchanger and stirring unit as illustrated in 20 Fig. 5a. The heat exchanger (see Fig. 8) had a length of 5.3 meters and the diameter was 84 mm. The outer cylindrical housing had 20 10 mm openings evenly distributed on both sides and at the top to distribute the material flow.
El Flexitank se llenó luego con 17,5 toneladas métricas de ShokaoTM 94 (Aarhus United, Dinamarca). ShokaoTM 94 es un sucedáneo de manteca de cacao basado en aceite no láu-5 rico fraccionado y no hidrogenado, con un punto de fusión de 32ºC). La grasa es polimórfica y se comporta como la manteca de cacao. Para enfriar y cristalizar la grasa, el contenedor se dejó al aire libre durante 6 semanas a una temperatura media de aproximadamente 2ºC. El cambiador de 10 calor estaba provisto de medios de calentamiento como se ilustra en Fig. 6. La bomba de la posición 42 era una Grundfoss CP8-40 ajustada para circulación de agua a un caudal de 11 m3/h. El cambiador de calor estaba provisto además de medios de circulación como se ilustra en Fig. 15 7. La bomba de la posición 48 era una KSB Etachrom bC032-125/302 ajustada para un caudal de 15 m3/h. Se instalaron sondas de temperatura en las tuberías de circulación del agua y del material de test. Se instaló asimismo una son-da en la parte superior del Flexitank. Todas las tempera-20 turas se registraron simultáneamente a intervalos de 10 minutos. The Flexitank was then filled with 17.5 metric tons of ShokaoTM 94 (Aarhus United, Denmark). ShokaoTM 94 is a cocoa butter substitute based on fractionated and non-hydrogenated rich non-lau-5 oil, with a melting point of 32 ° C). The fat is polymorphic and behaves like cocoa butter. To cool and crystallize the fat, the container was left outdoors for 6 weeks at an average temperature of about 2 ° C. The heat exchanger was provided with heating means as illustrated in Fig. 6. The pump in position 42 was a Grundfoss CP8-40 adjusted for water circulation at a flow rate of 11 m3 / h. The heat exchanger was also provided with circulation means as illustrated in Fig. 15 7. The pump in position 48 was a KSB Etachrom bC032-125 / 302 set for a flow rate of 15 m3 / h. Temperature probes were installed in the water circulation pipes and the test material. A probe was also installed on the top of the Flexitank. All temperatures were recorded simultaneously at 10 minute intervals.
El test se inició el día 24 de febrero de 2004, y el procedimiento de puesta en marcha fue como se describe en el Ejemplo 1. Se obtuvieron los resultados siguientes: 25 The test began on February 24, 2004, and the commissioning procedure was as described in Example 1. The following results were obtained:
- Tiempo en horas Time in hours
- Temperatura del agua de calenta-miento en ºC Temperatura del aceite circulante en ºC Temperatura en la parte superior del Flexitank en ºC Heating water temperature in ºC Circulating oil temperature in ºC Temperature at the top of the Flexitank in ºC
- 5 5
- 80,4 42,9 7,7 80.4 42.9 7.7
- 10 10
- 80,4 39,3 5,7 80.4 39.3 5.7
- 15 fifteen
- 71,0 39,3 4,6 71.0 39.3 4.6
- 20 twenty
- 77,7 39,3 4,6 77.7 39.3 4.6
- 25 25
- 80,4 39,3 8,4 80.4 39.3 8.4
- 30 30
- 75,0 39,3 14,5 75.0 39.3 14.5
- 35 35
- 72,3 39,3 32,2 72.3 39.3 32.2
- 40 40
- 72,3 39,3 33,3 72.3 39.3 33.3
- 45 Four. Five
- 76,3 40,5 34,1 76.3 40.5 34.1
- 50 fifty
- 72,3 42,9 36,5 72.3 42.9 36.5
En el intervalo de tiempo de 10 a 40 horas, la masa fundida se mantiene en un estado estacionario como se in-dica por una temperatura constante del aceite circulante. Adicionalmente, puede verse que la mayor parte del mate-5 rial se funde en el intervalo de tiempo de 35 a 40 horas, como se indica por una temperatura igual o superior al punto de fusión del material en la parte superior del Flexitank. Durante la inspección se comprobó que quedaba una capa de sólo aproximadamente 1 cm de material sólido 10 en el extremo alejado del Flexitank. In the time interval of 10 to 40 hours, the melt is maintained in a stationary state as indicated by a constant temperature of the circulating oil. Additionally, it can be seen that most of the material melts in the time range of 35 to 40 hours, as indicated by a temperature equal to or greater than the melting point of the material at the top of the Flexitank. During the inspection it was found that a layer of only about 1 cm of solid material 10 remained at the far end of the Flexitank.
Al final del test, se vertió la sustancia, dejando aproximadamente 30 kg de sustancia en el Flexitank. At the end of the test, the substance was poured, leaving approximately 30 kg of substance in the Flexitank.
Ejemplo 3 Example 3
Este ejemplo es básicamente una continuación del 15 Ejemplo 2, con la excepción de que el cambiador de calor y la unidad de agitación están optimizados, y se ha in-corporado un cambiador de calor externo en el circuito de la sustancia fundida a fin de aumentar la transmisión de calor. Adicionalmente, la sustancia se desplazó a otro 20 contenedor para demostrar la aplicabilidad industrial del concepto de inventiva utilizado con una sustancia de ca-lidad grado alimentario que es propensa a degradarse du-rante la manipulación. This example is basically a continuation of Example 2, with the exception that the heat exchanger and the stirring unit are optimized, and an external heat exchanger has been incorporated into the molten substance circuit in order to increase heat transmission Additionally, the substance was moved to another container to demonstrate the industrial applicability of the inventive concept used with a food grade quality substance that is prone to degradation during handling.
Un Flexitank de 24.000 litros, multicapa, y de un solo 25 uso, de Braid & Co., se introdujo en un contenedor seco de 20 pies (6,1 m). El Flexitank estaba provisto de un cambiador de calor y unidad de agitación como se ilustra en Fig. 5a. El cambiador de calor (véanse Figs. 9 y 10 a-c) tenía una longitud de 5,3 metros y el diámetro era 76 mm. El alojamiento cilíndrico exterior tenía 35 aberturas u orificios que servían como toberas simples distribuidas 5 uniformemente a ambos lados y en la parte superior en po-siciones situadas a lo largo de toda la longitud del alo-jamiento para distribuir el flujo de material. Las aberturas del alojamiento eran de diámetro diferente y están posicionadas a fin de garantizar un efecto de agi-10 tación a fondo de la sustancia (véase Fig. 9). El Flexi-tank se llenó luego con 20,5 toneladas métricas de IllexaoTM 30-61 (Aarhus United, Dinamarca). IxellaoTM 30-61 es un sucedáneo de manteca de cacao basado en ácidos exóticos fraccionados y no hidrogenados, con un punto de 15 fusión de deslizamiento de 34ºC). La grasa es polimórfica y se comporta como la manteca de cacao. Después del en-friamiento, el recipiente se transportó como una carga normal en contenedores dirigida a Brasil. A su llegada, el recipiente se dispuso en un área provista de techo, y 20 el cambiador de calor se dotó de medios de calentamiento como se ilustra en Fig. 6 y se insertó un cambiador de calor externo en el circuito de la sustancia circulante fundida (Fig. 7). A 24,000-liter, multilayer, and single-use Flexitank from Braid & Co. was introduced in a 20-foot (6.1 m) dry container. The Flexitank was provided with a heat exchanger and stirring unit as illustrated in Fig. 5a. The heat exchanger (see Figs. 9 and 10 a-c) had a length of 5.3 meters and the diameter was 76 mm. The outer cylindrical housing had 35 openings or holes that served as single nozzles evenly distributed on both sides and at the top in positions located along the entire length of the housing to distribute the flow of material. The openings of the housing were of different diameter and are positioned in order to guarantee a thorough agitation effect of the substance (see Fig. 9). The Flexi-tank was then filled with 20.5 metric tons of IllexaoTM 30-61 (Aarhus United, Denmark). IxellaoTM 30-61 is a cocoa butter substitute based on fractionated and non-hydrogenated exotic acids, with a melting point of 34 ° C). The fat is polymorphic and behaves like cocoa butter. After cooling, the container was transported as a normal containerized cargo to Brazil. Upon arrival, the container was arranged in an area provided with a roof, and the heat exchanger was provided with heating means as illustrated in Fig. 6 and an external heat exchanger was inserted into the circuit of the molten circulating substance (Fig. 7).
El calentamiento y la fusión de la sustancia se rea-25 lizaron con los parámetros siguientes: The heating and melting of the substance were carried out with the following parameters:
- Temperatura exterior - aproximadamente 20ºC (noche) y 35ºC (día) - Outside temperature - approximately 20ºC (night) and 35ºC (day)
- Caudal de agua de calentamiento - 12 m3/h - Heating water flow rate - 12 m3 / h
- Caudal de sustancia fundida circulante - 15 m3/h. 30 - Flow of circulating molten substance - 15 m3 / h. 30
Se instalaron sondas de temperatura en las líneas de agua circulante y sustancia fundida. Se instaló también una sonda en la parte superior del Flexitank. Todas las temperaturas se registraron simultáneamente a intervalos de 3 minutos. El test se inició el día 11 de enero de 2005, y el procedimiento de puesta en marcha fue como se describe en el Ejemplo 1. Se obtuvieron los resultados 5 siguientes: Temperature probes were installed in the circulating water and molten substance lines. A probe was also installed on the top of the Flexitank. All temperatures were recorded simultaneously at 3 minute intervals. The test began on January 11, 2005, and the commissioning procedure was as described in Example 1. The following results were obtained:
- Tiempo en horas Time in hours
- Temperatura del agua de calentamiento * en ºC Temperatura de la sustancia circulante en ºC Temperatura en la parte superior del Flexitank en ºC Heating water temperature * in ºC Temperature of the circulating substance in ºC Temperature at the top of the Flexitank in ºC
- 5 5
- 80 30 30 80 30 30
- 10 10
- 80 53 30 80 53 30
- 15 fifteen
- 80 51 30 80 51 30
- 20 twenty
- 80 53 52 80 53 52
- 22,5 22.5
- 80 57 57 80 57 57
- 25 25
- 80 63 65 80 63 65
- * Intervalo del termostato ± 10 °C. * Thermostat range ± 10 ° C.
En el intervalo de tiempo de las 10 a las 20 horas, la masa fundida se encuentra en estado estacionario como se indica por una temperatura constante del aceite circu-10 lante. Adicionalmente, puede verse que el grueso del ma-terial está fundido al cabo de 20 horas como se indica por una temperatura prácticamente idéntica de la sustan-cia circulante y en el extremo superior del Flexitank. Después de la descarga de la sustancia fundida, una ins-15 pección reveló que quedaban en el Flexitank menos de 25 kg. In the time interval from 10 am to 8 pm, the melt is in a stationary state as indicated by a constant temperature of the circulating oil. Additionally, it can be seen that the bulk of the material is melted after 20 hours as indicated by a practically identical temperature of the circulating substance and at the upper end of the Flexitank. After the discharge of the molten substance, an inspection revealed that less than 25 kg remained in the Flexitank.
Los valores analíticos medidos antes de la carga y después de la fusión demostraron que la sustancia no ha-bía sufrido pérdida alguna de calidad a lo largo del pro-20 cedimiento de manipulación completo. Únicamente se re-gistró una degradación insignificante por oxidación o degradación térmica. The analytical values measured before loading and after the fusion showed that the substance had not suffered any loss of quality throughout the entire handling process. Only negligible degradation was recorded by oxidation or thermal degradation.
Ejemplo 4 (referencia) Example 4 (reference)
Éste es un ejemplo de referencia basado en el proce-dimiento de la técnica anterior de uso corriente en el procedimiento de esta invención. This is a reference example based on the prior art procedure of current use in the process of this invention.
En este caso, se introduce un Flexitank de 24.000 l, 5 multicapa y de un solo uso en un contenedor seco de 20 pies (6,1 m) sobre una manta calefactora conocida también como almohadillas de calentamiento. El Flexitank se llena luego con CebesRM 30-86 (Aarhus United, Dinamarca). Ce-besTM 30-86 es un sucedáneo de la manteca de cacao basado 10 en aceite de almendra de palma fraccionado e hidrogenado, con un punto de fusión de deslizamiento de 35ºC. Después de enfriar, el recipiente se transporta por barco como un cargamento normal en contenedores a Australia. In this case, a 24,000 l, 5 multilayer and single-use Flexitank is introduced in a 20-foot (6.1 m) dry container on a heating blanket also known as heating pads. The Flexitank is then filled with CebesRM 30-86 (Aarhus United, Denmark). Ce-besTM 30-86 is a cocoa butter substitute based on fractionated and hydrogenated palm kernel oil, with a slip melting point of 35 ° C. After cooling, the container is transported by ship as a normal containerized cargo to Australia.
A su llegada, los tubos de las almohadillas de ca-15 lentamiento se conectan a bucles de agua de calentamiento circulante. El calentamiento y la fusión de la sustancia se realizan con los parámetros siguientes: Upon arrival, the ca-15 pads tubes are connected to loops of circulating heating water. The heating and melting of the substance are carried out with the following parameters:
- Caudal de agua de calentamiento – 2,5 m3/h con una caída de presión de 2,3 bares. 20 - Heating water flow - 2.5 m3 / h with a pressure drop of 2.3 bar. twenty
- Temperatura de entrada del agua de calentamiento 85ºC - Heating water inlet temperature 85ºC
- Temperatura de salida del agua de calentamiento 60ºC. - Heating water outlet temperature 60ºC.
El calentamiento se continúa hasta que todo el mate-25 rial se encuentra en estado líquido y listo para su des-carga. Los resultados que siguen son los registros medios basados en aproximadamente 240 suministros como se ha descrito arriba. The heating is continued until all the material is in a liquid state and ready for discharge. The results that follow are the average records based on approximately 240 supplies as described above.
30 30
- Parámetro Parameter
- Verano Invierno Summer Winter
- Temperatura ambiente diurna Daytime room temperature
- 28ºC 15ºC 28ºC 15ºC
- Temperatura ambiente nocturna Night room temperature
- 15ºC 3ºC 15ºC 3ºC
- Tiempo de fusión en horas Melting time in hours
- 70 90 70 90
Por los resultados es evidente que este método de manipulación a granel de líquidos, que son sólidos a la 5 temperatura ambiente, es ineficaz y por consiguiente co-rrespondientemente costoso. From the results it is clear that this method of bulk handling of liquids, which are solid at room temperature, is ineffective and therefore correspondingly expensive.
Definición Definition
Siempre que se menciona una sustancia en el presente contexto, debe entenderse en un sentido amplio que com-10 prende cualquier material o combinación de materiales, que al menos en una condición tiene una viscosi-dad/consistencia en la que la sustancia puede ser despla-zada por medios de bombeo conocidos. Una lista no exhaustiva de tales sustancias incluye: 15 Whenever a substance is mentioned in the present context, it should be understood in a broad sense that it comprises any material or combination of materials, which at least in one condition has a viscosity / consistency in which the substance can be displaced. -related by known pumping means. A non-exhaustive list of such substances includes: 15
- aceites o grasas vegetales - vegetable oils or fats
- aceites o grasas comestibles - edible oils or fats
- alcoholes grasos - fatty alcohols
- poliglicoles - polyglycols
- petrolatum 20 - petrolatum 20
- cera de parafina - paraffin wax
- caucho natural o sintético - natural or synthetic rubber
- resinas. - resins
Debe entenderse que la invención, tal como se des-cribe en la descripción y en las figuras, puede modifi-25 carse y cambiarse estando todavía dentro del alcance la invención como se reivindica a continuación. It should be understood that the invention, as described in the description and in the figures, can be modified and changed while still being within the scope of the invention as claimed below.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US564576P | 2004-04-23 | ||
| DK200400644 | 2004-04-23 | ||
| DKPA200400644 | 2004-04-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2348061T3 true ES2348061T3 (en) | 2010-11-29 |
Family
ID=43383674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES08020368T Active ES2348061T3 (en) | 2004-04-23 | 2005-04-20 | METHOD AND APPLIANCE TO INCREASE THE TEMPERATURE OF A SUBSTANCE THAT IS INITIALLY FOUND IN A STATE AT LEAST PARTIALLY SOLIDIFIED IN A CONTAINER. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2348061T3 (en) |
| MY (1) | MY149111A (en) |
-
2005
- 2005-04-20 ES ES08020368T patent/ES2348061T3/en active Active
- 2005-04-20 MY MYPI20093498A patent/MY149111A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MY149111A (en) | 2013-07-15 |
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