ES2956746T3 - Pulverización de una sustancia - Google Patents

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De Freitas Alexander Angenheister
Matthias Böckling
Christine Kasten
Fabian Kinghorst
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

Instalación de boquilla (1) para pulverizar una sustancia que se pretende pulverizar, que comprende:- una primera entrada (2) para la sustancia,- una segunda entrada (3) para un medio impulsor,- una salida (4), por la que la sustancia puede ser impulsada por el medio impulsor, - una línea de calentamiento (5) que está dispuesta de tal manera que la sustancia puede ser calentada entre la primera entrada (2) y la salida (4) por la línea de calentamiento (5), - una un primer sensor de temperatura (6) dispuesto en la salida (4), y una unidad de control (9) configurada para controlar la potencia de calentamiento de la línea de calentamiento (5) en base a una primera temperatura medida por el primer sensor de temperatura (6). Mediante los métodos descritos, la instalación de boquillas (1) y el dispositivo (11) descritos, se puede realizar de forma especialmente fiable la pulverización de una sustancia tal como una grasa. Mediante un calentamiento controlado de la sustancia antes de pulverizar la sustancia en una torre de pulverización (12) se puede conseguir una distribución del tamaño de partícula especialmente uniforme y se puede evitar la obstrucción de una instalación de boquillas (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Pulverización de una sustancia
La presente invención está dirigida a una instalación de tobera y a un método para rociar una sustancia que debe pulverizarse. Además, la presente invención se dirige a un uso de la instalación de tobera. También, la presente invención se refiere a un dispositivo y a un método para pulverizar una sustancia.
Por el estado de la técnica son conocidos dispositivos y métodos para pulverizar sustancias. En particular, es conocido pulverizar grasa mediante rociado de la grasa con una tobera en una torre de rociado. En este documento, la grasa rociada está sometida a una criogenia tal que las gotitas gruesas generadas por la tobera se congelan para formar un polvo.
Según las soluciones del estado de la técnica para tal pulverización de sustancias, la tobera se obstruye a menudo. Esto es particularmente cierto con sustancias con un punto de fusión comparativamente elevado y/o un rango de solidificación reducido. La sustancia puede solidificarse dentro de la tobera de modo que se forme un bloque sólido de sustancia que bloquea la tobera. Esto podría causar un tiempo de inactividad significativo. Incluso si la tobera no está totalmente obstruida hasta el punto de tener que interrumpir el proceso, la solidificación de la sustancia des desventajosa. Esto se debe al hecho de que incluso una obstrucción parcial de la tobera puede dar lugar fluctuaciones en la presión. A su vez, estas pueden llevar a fluctuaciones en el tamaño de las partículas de polvo obtenidas. Es decir, la obstrucción de la boquilla puede dar lugar a una distribución no uniforme del tamaño de partícula o incluso a una interrupción del proceso. La fluctuación de la presión puede producirse en particular al principio o al final de un proceso.
Por el documento US 2019/0183068 A1 es conocido un aparato de nebulización para atomizar un medio. Por el documento EP 0393 963 A2 es conocido un aparato para producir partículas sólidas de grasa. El documento EP 2 367434 B1 divulga un sistema ("montaje B") y se refiere a métodos relacionados para preparar una grasa comestible en polvo, comprendiendo el sistema: un autoclave 16 equipado con un agitador 17 y con una conexión superior 18 a CO2 para presurizar el sistema; una tobera 12 conectada al autoclave 16 a través de un tubo 20 y que rocía en un vaso de expansión 11. El vaso de expansión 11 comprende una entrada 13 para la refrigeración adicional con CO2. El autoclave 16 se calienta con un baño de aceite con fluido de transferencia de calor y el tubo 20 y la tobera 12 se mantienen a la temperatura deseada mediante una cinta calefactora que utiliza un tiristor para ajustar su temperatura. En un ejemplo, la temperatura del tubo 20 y de la tobera 12 se ajusta por encima de la temperatura de fusión de la mezcla grasa. En la operación, el vaso de expansión 11 se refrigera a la temperatura deseada con gas CO2 a través de la entrada 13 y una mezcla fundida de CO2-grasa se alimenta desde el autoclave 16 y se rocía a través de la tobera 12 a presión atmosférica en el vaso de expansión 11 con gas CO2 externo (13) utilizado para el enfriamiento adicional para mantener el vaso de expansión a la temperatura deseada. La mezcla fundida de CO2 rociada se solidifica rápidamente en un polvo recogido en un barril (15) situado por debajo del vaso de expansión.
Por lo tanto, es un objeto de la presente invención superar al menos en parte las desventajas conocidas del estado de la técnica y, en particular, proporcionar una instalación de tobera y un método para rociar una sustancia que debe pulverizarse, un uso de la instalación de tobera, así como un dispositivo y un método para pulverizar una sustancia mediante los cuales la sustancia puede ser pulverizada de una forma más fiable.
Estos objetos se logran mediante las características de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones preferidas de la presente invención.
Según la invención se proporciona una instalación de tobera para rociar una sustancia que debe pulverizarse. La instalación de tobera comprende:
• una primera entrada para la sustancia,
• una segunda entrada para un medio impulsor,
• una salida, a través de la cual la sustancia puede ser impulsada por el medio impulsor,
• una línea de calefacción dispuesta de tal manera que la sustancia pueda calentarse entre la primera entrada y la salida por medio de la línea de calefacción,
• un primer sensor de temperatura dispuesto en la salida, y
• una unidad de control configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción basándose en una primera temperatura medida por medio del primer sensor de temperatura.
Mediante la instalación de tobera descrita, la sustancia puede rociarse para pulverizar la sustancia en un paso subsiguiente. En particular, la sustancia puede ser grasa. Por ejemplo, la grasa puede ser grasa de palma fraccionada, aceite de colza o aceite de girasol.
La instalación de tobera descrita está destinada preferentemente para ser usada en la producción de productos alimenticios o farmacéuticos. La sustancia pulverizada puede ser el producto final que puede venderse, por ejemplo un emulsionante o un producto graso. Alternativamente, la sustancia pulverizada puede ser un producto intermedio, como un ingrediente para un producto alimenticio o farmacéutico. Por ejemplo, la sustancia pulverizada puede ser un ingrediente de panificación, una sustancia farmacéuticamente activa o un complemento alimenticio o un aditivo alimenticio.
El producto se suministra preferentemente a la instalación de tobera, en particular a la primera entrada de la misma, en su estado líquido. Preferentemente, el producto se suministra a una temperatura que se sitúa 5 a 15°C por encima del punto de fusión de la sustancia. Preferentemente, la sustancia se suministra a la instalación de tobera a una temperatura entre 70 y 150°C. Por ejemplo, el producto puede suministrarse desde un suministro de sustancia, como un depósito, mediante una tubería calentada.
La instalación de tobera comprende preferentemente una carcasa. La carcasa también puede denominarse tobera. Además de la carcasa, la instalación de tobera comprende la unidad de control. La instalación de tobera comprende dos entradas y una salida. Las entradas y la salida son preferentemente aberturas dentro de la carcasa. La carcasa de la instalación de tobera se fabrica preferentemente mediante fabricación aditiva.
La sustancia puede rociarse mediante expulsión de la sustancia por la salida. Por lo tanto, la sustancia se proporciona a la instalación de tobera a través de la primera entrada. La sustancia puede ser impulsada por un medio impulsor. Por lo tanto, es preferente que el medio impulsor se suministre a la instalación de tobera a una presión suficientemente alta. En particular, esta presión es preferentemente más elevada que la presión atmosférica. El medio impulsor puede suministrarse a la instalación de toberas a través de la segunda entrada. El medio impulsor puede suministrarse a la instalación de tobera desde un suministro de medio impulsor a través de una respectiva tubería. El medio impulsor es preferentemente un medio gaseoso. Por ejemplo, el medio impulsor puede ser nitrógeno y/o dióxido de carbono.
Dentro de la instalación de tobera, en particular dentro de la carcasa de la misma, la sustancia y el medio impulsor pueden entrar en contacto entre sí. Si el flujo del medio impulsor es suficientemente elevado, el flujo del medio impulsor puede generar un respectivo flujo de sustancia. La sustancia puede ser arrastrada por el medio impulsor. La instalación de tobera puede considerarse una tobera de dos fluidos.
Por medio de la instalación de tobera descrita, la sustancia puede pulverizarse de una forma particularmente fiable. En particular, se puede evitar particularmente bien la obstrucción de la instalación de tobera. Esto se consigue mediante calentamiento de la sustancia. Por lo tanto, se proporciona el conducto de calefacción. La línea de calefacción está dispuesta preferentemente dentro de la carcasa de la instalación de tobera. Preferentemente, la línea de calefacción está dispuesta de tal manera que la sustancia puede calentarse por medio de la línea de calefacción a lo largo del recorrido de la sustancia desde la primera entrada hasta la salida. Preferiblemente, la línea de calefacción se extiende desde la primera entrada hasta la salida, de modo que la sustancia puede calentarse a lo largo de todo el recorrido desde la primera entrada hasta la salida. Mediante la línea de calefacción, la sustancia puede calentarse. Esto significa que al menos la sustancia puede calentarse. El medio impulsor también puede calentarse mediante la línea de calefacción. Sin embargo, el efecto ventajoso de la calefacción se produce principalmente debido a la calefacción de la sustancia. Por lo tanto, no es necesario que el medio impulsor también se caliente. No obstante, si la sustancia y el medio impulsor están mezclados o al menos en una proximidad cercana entre sí, la calefacción de la sustancia puede ir acompañada necesariamente de la calefacción del medio impulsor.
La sustancia puede ponerse en contacto con el medio impulsor directamente después de las entradas. En ese caso, la calefacción de la sustancia y del medio impulsor puede producirse conjuntamente a lo largo de todo el recorrido desde las entradas hasta la salida. Alternativamente, la sustancia y el medio impulsor pueden conducirse separadamente a través de una parte de la carcasa. En ese caso, la sustancia puede calentarse antes del punto en el que la sustancia y el medio impulsor se ponen en contacto. Esto no excluye que simultáneamente se caliente el medio impulsor y/o que la sustancia y el medio impulsor se calienten después del punto en el que la sustancia y el medio impulsor se ponen en contacto entre sí.
Debido a la calefacción, puede evitarse la solidificación de la sustancia, en particular de la salida. De este modo, puede evitarse la obstrucción de la tobera. De este modo, pueden evitarse interrupciones del proceso y puede obtenerse una distribución especialmente uniforme del tamaño de partícula. La instalación de tobera descrita puede configurarse para la producción de tamaños de partícula en el rango de 60 a 1000 μm. Se puede conseguir una producción de 1.000 kg/h.
Estos efectos positivos que se consiguen al evitar la obstrucción de la tobera pueden incluso potenciarse gracias al control de temperatura realizado por la unidad de control. Este control se basa en una temperatura medida por medio de un primer sensor de temperatura. Esta temperatura se denomina la primera temperatura. El primer sensor de temperatura está dispuesto en la salida. Esto puede considerarse el punto de utilización, ya que la temperatura de la sustancia en la salida es la temperatura a la que se rocía la sustancia. Dependiendo de la primera temperatura, la unidad de control controla la potencia de calefacción de la línea de calefacción.
Gracias a la temperatura exacta antes del rociado, se puede conseguir una distribución especialmente uniforme del tamaño de partícula. Esto se debe al hecho de que la temperatura de la sustancia está estrechamente relacionada con su viscosidad. Por consiguiente, diferentes temperaturas de la sustancia van acompañadas respectivamente de diferentes tensiones superficiales de las gotitas de sustancia que abandonan la salida. A su vez, la tensión superficial está estrechamente relacionada con la velocidad de refrigeración a la que las gotas pueden congelarse sometiéndolas a un medio criogénico. De este modo, la temperatura de la sustancia en la salida está estrechamente relacionada con el tamaño de partícula. Una distribución uniforme de la temperatura de las gotitas que abandonan la salida conduce consecuentemente a una distribución uniforme de los tamaños de las partículas obtenidas.
Según una realización preferente de la instalación de tobera, la línea de calefacción es un cable de calefacción.
El cable de calefacción está hecho preferentemente de un material que se calienta cuando una corriente eléctrica fluye a su través. El cable de calefacción también puede denominarse resistencia de calefacción. El calentamiento por medio de un cable de calefacción se produce debido al calor de Joule.
El uso de un cable de calefacción es ventajoso ya que su potencia de calefacción depende directamente de la corriente eléctrica aplicada. El cambio de corriente eléctrica puede realizarse fácil y rápidamente. Por lo tanto, el uso de un cable de calefacción posibilita un control de temperatura sencillo y rápido.
Según una realización preferente adicional de la instalación de tobera, la línea de calefacción es un conducto de calefacción para un medio de calefacción.
El medio de calefacción puede fluir a través del conducto de calefacción. De este modo, la temperatura del medio de calefacción puede transferirse al conducto de calefacción y eventualmente al entorno del conducto de calefacción. Preferiblemente, el medio de calefacción es un aceite térmico. El medio de calefacción puede proporcionarse al conducto de calefacción a través de una entrada del conducto de calefacción y puede extraerse del conducto de calefacción a través de una salida del conducto de calefacción. A la entrada del conducto de calefacción y a la salida del conducto de calefacción puede conectarse un suministro de medio de calefacción. El suministro de medio de calefacción está configurado preferentemente para hacer circular el medio de calefacción a través del conducto de calefacción.
El control de la potencia de calefacción del conducto de calefacción puede realizarse controlando la tasa de flujo del medio de calefacción a través del conducto de calefacción y/o controlando la temperatura a la que se suministra el medio de calefacción a la entrada del conducto de calefacción.
Según una realización preferente adicional de la instalación de tobera, la línea de calefacción está configurada como una espiral.
La espiral está dispuesta preferentemente de modo que un eje de la espiral es paralelo a un eje de la carcasa de la instalación de tobera. Esto es particularmente cierto si la carcasa de la instalación de tobera presenta simetría rotacional.
Gracias a la línea de calefacción en forma de espiral, la sustancia puede calentarse dentro de la instalación de tobera de una forma particularmente eficiente.
Según una realización preferente adicional, la instalación de tobera comprende además un sensor de presión dispuesto en la salida, en el que la unidad de control está configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción basándose además en una presión medida por medio del sensor de presión.
Se ha descubierto que también la presión que rodea la salida de la instalación de tobera puede tener influencia sobre el tamaño de las partículas obtenidas. Esto se refiere a la presión de la atmósfera fuera de la salida. En particular, esta puede ser la presión dentro de una torre de rociado. Por consiguiente, se prefiere que el sensor de presión esté dispuesto de tal manera que se pueda medir la presión fuera de la salida de la instalación de tobera.
El control de la potencia de calefacción basado en la primera temperatura y en la presión puede realizarse, por ejemplo, seleccionándose un valor nominal para la primera temperatura basado en la presión. Por lo tanto, a partir de experimentos puede obtenerse una tabla predefinida con respectivos valores de la primera temperatura correspondientes a diversos valores de presión.
Según una realización preferente adicional, la instalación de tobera comprende además un segundo sensor de temperatura dispuesto en la línea de calefacción, en el que la unidad de control está configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción basándose además en una segunda temperatura medida por medio del segundo sensor de temperatura.
La temperatura medida por medio del segundo sensor de temperatura se denomina la segunda temperatura para distinguir las temperaturas medidas por los sensores de temperatura primero y segundo. Es decir, no hay una primera temperatura medida por medio del segundo sensor de temperatura.
El hecho de que el segundo sensor de temperatura esté dispuesto en la línea de calefacción se debe entender como que la segunda temperatura puede considerarse una medida de la temperatura de la línea de calefacción. Por lo tanto, el segundo sensor de temperatura puede estar dispuesto directamente en una superficie de la línea de calefacción o incluso dentro de la línea de calefacción.
La sustancia puede tener una temperatura máxima que no debe excederse. Por medio del segundo sensor de temperatura puede evitarse tal sobrecalentamiento. Esto es particularmente cierto si la línea de calefacción tiene una distribución de temperatura no uniforme, como es el caso de un conducto de calefacción atravesado por un medio de calefacción. Un conducto de calefacción tiene habitualmente su temperatura más elevada en la entrada del conducto de calefacción y su temperatura más reducida en la salida del conducto de calefacción. Por lo tanto, es preferente que el segundo sensor de temperatura esté dispuesto en la entrada del conducto de calefacción.
La unidad de control está configurada preferentemente de modo que la temperatura se controla generalmente basándose en la primera temperatura, con la condición límite de que la segunda temperatura no exceda un umbral predefinido. De este modo, a menos que la segunda temperatura exceda el umbral, el control de temperatura se basa en la primera temperatura. Sin embargo, si se supera el umbral, se reduce la potencia de calefacción.
Según una realización preferente adicional, la instalación de tobera comprende además un mezclador estático entre la primera entrada y la segunda entrada por un lado y la salida por otro lado.
El mezclador estático está configurado preferentemente para mezclar el medio impulsor y la sustancia. De este modo, la sustancia puede ser acelerada particularmente bien por el medio impulsor. Preferentemente, el mezclador estático comprende elementos para desviar el flujo de la sustancia y el medio impulsor de modo que se mezclen particularmente bien. Una mezcla completa de la sustancia y el medio impulsor puede dar lugar a una distribución de temperatura particularmente uniforme en la sustancia y el medio impulsor.
El mezclador estático está dispuesto preferentemente en la salida. Antes del mezclador, la sustancia y el medio impulsor se guían preferentemente a través de la carcasa de la tobera de forma separada. Es decir, la sustancia se pone en contacto con el medio impulsor solo después de que la sustancia se haya calentado. Esto no excluye que la sustancia y el medio impulsor se calienten adicionalmente después de ponerse en contacto entre sí.
La sustancia y el medio impulsor se ponen en contacto entre sí preferentemente en el mezclador estático y no antes del mismo. Sin embargo, la sustancia y el medio impulsor se pueden poner en contacto entre sí también antes del mezclador estático.
Según un aspecto adicional de la invención se proporciona un uso de la instalación de tobera descrita para rociar una grasa como la sustancia que debe pulverizarse.
Los detalles y las ventajas divulgados para la instalación de tobera reivindicada se aplican también al uso reivindicado.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un dispositivo para pulverizar una sustancia. El dispositivo comprende:
• una instalación de tobera según una de las reivindicaciones precedentes,
• una torre de rociado en la que la instalación de tobera puede rociar la sustancia, y
• un inyector de criógeno dispuesto dentro de la torre de rociado para someter a un medio criogénico la sustancia rociada en la torre de rociado por medio de la instalación de tobera.
Los detalles y las ventajas divulgados para la instalación de tobera reivindicada se aplican también al dispositivo reivindicado.
La torre de rociado comprende preferentemente una cámara en la que puede rociarse la sustancia por medio de la salida de la instalación de tobera. La instalación de tobera está dispuesta preferentemente en la parte superior de la torre de rociado, de modo que la sustancia puede rociarse en la torre de rociado en una dirección descendente. Dentro de la cámara, la sustancia rociada puede someterse al medio criogénico. El medio criogénico es preferentemente nitrógeno líquido o dióxido de carbono. Sometiendo la sustancia rociada al medio criogénico, las partículas de la sustancia pueden congelarse y formar un polvo de este modo. Este puede ser el caso en particular gracias a las turbulencias dentro de la torre de rociado.
La sustancia puede someterse al medio criogénico rociándose el medio criogénico en la cámara mediante el inyector de criógeno. Por lo tanto, es preferente que el inyector de criógeno esté dispuesto en la salida de la instalación de tobera o al menos en la proximidad cercana de la misma. Es decir, el inyector de criógeno está dispuesto preferentemente en la parte superior de la torre de rociado. El inyector de criógeno es preferentemente un anillo de rociado.
El polvo puede extraerse en el fondo de la torre de rociado, en particular mediante un alimentador giratorio. Después de este, se puede proporcionar una instalación de envasado para envasar el producto obtenido. Alternativamente, pueden proporcionarse instalaciones para otros procesos. El polvo se extrae preferentemente de la torre de rociado a una temperatura en el rango de 5 a 10°C.
Además, el dispositivo comprende preferentemente un suministro de sustancia para suministrar la sustancia a la primera entrada de la instalación de tobera mediante una respectiva tubería, que comprende preferentemente una bomba. La tubería se calienta preferentemente y/o comprende un calentador para calentar la sustancia antes de introducirla en la instalación de tobera.
Además, el dispositivo comprende preferentemente un suministro de medio impulsor para suministrar el medio impulsor a la segunda entrada de la instalación de tobera mediante una respectiva tubería. Asimismo, el dispositivo comprende además preferentemente un suministro de criógeno para suministrar el medio criogénico al inyector de criógeno a través de una respectiva tubería.
El dispositivo comprende además preferentemente un purificador de gas de escape que está conectado a la parte superior de la torre de rociado. El purificador de gas de escape comprende preferentemente un ciclón, mediante el cual el gas de escape de la torre de rociado puede limpiarse antes de ser expulsado al medio ambiente. El ciclón está conectado preferentemente a la parte superior de la torre de rociado a través de una respectiva tubería. Desde el ciclón, el aire purificado puede ser expulsado al medio ambiente, mientras que el material de desecho puede ser recogido en su estado sólido.
Según un aspecto adicional de la invención se proporciona un método para rociar una sustancia que debe pulverizarse. El método comprende:
a) introducir la sustancia en una instalación de tobera,
b) introducir un medio impulsor en la instalación de tobera,
c) calentar la sustancia por medio de una línea de calefacción dispuesta dentro de la instalación de tobera,
d) impulsar la sustancia a través de una salida de la instalación de tobera por el medio impulsor,
e) medir una primera temperatura en la salida, y
f) controlar una potencia de calefacción a la que se calienta la sustancia en el paso c) basándose en la primera temperatura medida en el paso e).
Los detalles y las ventajas divulgados para la instalación de tobera reivindicada, su uso y el dispositivo también se aplican al método reivindicado para rociar una sustancia que debe pulverizarse.
Los pasos a) y b) se realizan preferentemente de forma simultánea. Los pasos c) y d) se realizan preferentemente en secuencia después de los pasos a) y b). Esto se refiere al orden de pasos a los que se somete una cierta cantidad de la sustancia y del medio impulsor. Es decir, la sustancia y el medio impulsor se introducen primero en la instalación de tobera, después se calienta la sustancia y eventualmente se deja salir por la salida. Sin embargo, el flujo de la sustancia y del medio impulsor a través de la instalación de tobera es preferiblemente continuo. Es decir, mientras se deja salir por la salida una cierta cantidad de la sustancia, en la instalación de tobera se introduce una cantidad diferente de la sustancia y se calienta otra cantidad diferente de la sustancia. A este respecto, también se puede considerar que los pasos a) a d) se realicen simultáneamente.
Los pasos e) y f) describen el control de la potencia de calefacción. Se supone que el control de temperatura se realiza simultáneamente en paralelo a los pasos a) a d). Sin embargo, si solo se considera una cierta cantidad de la sustancia, la temperatura de la misma se mide en la salida. Es decir, el paso e) se realiza tras o durante el paso d) y el paso f) se realiza tras el paso e). No obstante, la medición de la temperatura y el uso de los valores medidos como una entrada para el control en un proceso continuo, de modo que también se puede considerar que los pasos e) y f) se realicen simultáneamente entre sí y a los pasos a) a d).
Según una realización preferente del método, el control de temperatura en el paso f) se realiza en función de un tamaño de partícula deseado de la sustancia en la salida.
El tamaño de partícula obtenido se relaciona con la temperatura de la sustancia en la salida de la instalación de tobera. Por lo tanto, puede seleccionarse un valor nominal para esta temperatura según el tamaño de partícula deseado. Según una realización preferente adicional del método se mantienen condiciones inertes dentro de la instalación de tobera.
Preferiblemente, se mantienen condiciones inertes durante todo el proceso. En particular, se mantienen condiciones inertes dentro de la carcasa de la tobera. Por lo tanto, es preferente que la carcasa de la tobera esté confinado herméticamente. Además, el medio impulsor es preferiblemente un gas inerte tal como hidrógeno.
Las condiciones inertes posibilitan el tratamiento de productos alimenticios o de ingredientes para productos alimenticios.
Según una realización preferente adicional del método, la sustancia es una grasa.
Según una realización preferente adicional del método, la sustancia tiene un punto de fusión superior a 70°C.
Las grasas con un punto de fusión superior a 70°C pueden considerarse grasas de punto de fusión elevado. En particular, para estas sustancias se pueden conseguir las ventajas descritas.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para pulverizar una sustancia. El método comprende:
A) rociar la sustancia en una torre de rociado mediante el método descrito para rociar una sustancia que debe pulverizarse, y
B) someter la sustancia rociada en la torre de rociado según el paso A) a un medio criogénico inyectado en la torre de rociado.
Los detalles y ventajas divulgados para la instalación de tobera reivindicada, el dispositivo y el método para rociar una sustancia que debe pulverizarse también se aplican al método reivindicado para pulverizar una sustancia.
Los pasos A) y B) se realizan preferentemente de forma sucesiva. Esto se refiere al orden de pasos a los que se somete una cierta cantidad de la sustancia. Dado que el proceso se realiza preferiblemente de forma continua, se puede considerar que los pasos A) y B) también se realicen simultáneamente. Mientras una cierta cantidad de la sustancia se somete al medio criogénico según el paso B), una cantidad diferente de la sustancia puede rociarse en la torre de rociado según el paso A).
La memoria descriptiva, en particular, tomada junto con las figuras, explica la invención más detalladamente y especifica realizaciones particularmente preferidas de la invención. Las variantes especialmente preferidas de la invención y el campo técnico se explicarán ahora con más detalle con referencia a las figuras adjuntas. Se debe tener en cuenta que la forma de realización de ejemplo mostrada en las figuras no pretende restringir la invención. Las figuras son esquemáticas y pueden no estar a escala. Las figuras muestran:
Fig. 1: una vista lateral en sección esquemática de una instalación de tobera según una realización preferida de la presente invención,
Fig. 2: una vista lateral esquemática de un dispositivo para pulverizar una sustancia según una realización preferente de la presente invención que comprende la instalación de tobera de la Fig. 1,
Fig. 3: un diagrama de flujo esquemático de un método para rociar una sustancia que debe pulverizarse según la presente invención, en el que puede utilizarse la instalación de tobera de la Fig. 1, y
Fig. 4: un diagrama de flujo esquemático de un método para pulverizar una sustancia, en el que puede utilizarse el dispositivo de la Fig. 2.
La Fig. 1 muestra una instalación de tobera 1 para rociar una sustancia que debe pulverizarse. La instalación de tobera 1 comprende una primera entrada 2 para la sustancia y una segunda entrada 3 para un medio impulsor. Además, la instalación de tobera 1 comprende una salida 4, a través de la cual la sustancia puede ser impulsada por el medio impulsor.
Las entradas 2, 3 y la salida 4 están dispuestas en una carcasa 16 de la instalación de tobera 1.
Una línea de calefacción 5 que está configurada en una forma de espiral está dispuesta de modo que la sustancia puede calentarse entre la primera entrada 2 y la salida 4 por medio de la línea de calefacción 5. En la realización mostrada, la línea de calefacción 5 es un conducto de calefacción para un medio de calefacción. En consecuencia, la línea de calefacción 5 tiene una entrada del conducto de calefacción 14 y una salida del conducto de calefacción 15. Alternativamente, la línea de calefacción 5 también podría ser un cable de calefacción (no mostrado en las figuras). En la salida 4 están dispuestos un primer sensor de temperatura 6 y un sensor de presión 8. En la línea de calefacción 5, en particular en la entrada del conducto de calefacción 14 se proporciona un segundo sensor de temperatura 7. La instalación de tobera 1 comprende además una unidad de control 9 que está configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción 5 basándose en una primera temperatura medida por medio del primer sensor de temperatura 6, una segunda temperatura medida por medio del segundo sensor de temperatura 7 y una presión medida por medio del sensor de presión 8. Por lo tanto, la unidad de control 9 está conectada a los sensores 7, 8, 9, lo que se indica por medio de líneas de puntos.
La instalación de tobera 1 comprende además un mezclador estático 10 entre la primera entrada 2 y la segunda entrada 3 por un lado y la salida 4 por otro lado. En la realización mostrada, el mezclador estático 10 está dispuesto en la salida 4.
La instalación de tobera 1 puede utilizarse para rociar una grasa como la sustancia que debe pulverizarse.
La Fig. 2 muestra un dispositivo 11 para pulverizar una sustancia. El dispositivo 11 comprende una instalación de tobera 1 que está configurada como se muestra en la Fig. 1. Las entradas 2, 3 y la salida 4 se indican en la Fig. 2. El dispositivo 11 comprende además una torre de rociado 12 en la que se puede rociar la sustancia por medio de la instalación de tobera 1. Por lo tanto, la instalación de tobera 1 está conectada a la torre de rociado 12 a través de la salida 4. La sustancia se proporciona a la primera entrada 2 de la instalación de tobera 1 desde un suministro de sustancia 17 a través de una respectiva tubería que comprende una bomba 20. El medio impulsor puede proporcionarse a la segunda entrada 3 de la instalación de tobera 1 desde un suministro de medio impulsor 18 a través de una respectiva tubería.
Además, el dispositivo 11 comprende un inyector de criógeno 13 dispuesto dentro de la torre de rociado 12 para someter a un medio criogénico la sustancia rociada en la torre de rociado 12 por medio de la instalación de tobera 1. El medio criogénico puede proporcionarse a la torre de rociado 12 desde suministro de criógeno 19 a través de una respectiva tubería.
La sustancia pulverizada puede extraerse en el fondo de la torre de rociado 12, como se indica por medio de una flecha.
El dispositivo 11 comprende además un purificador de gas de escape 21 que está conectado a la parte superior de la torre de rociado 12 a través de una respectiva tubería. El material de desecho recogido puede extraerse del fondo del purificador de gas de escape 21, como se indica por medio de una flecha.
La Fig. 3 muestra un diagrama de flujo esquemático de un método para rociar una sustancia que debe pulverizarse. La sustancia puede ser una grasa y/o tener un punto de fusión superior a 70°C. La instalación de tobera 1 de la Fig. 1 puede utilizarse para el método.
El método comprende:
a) introducir la sustancia en una instalación de tobera 1,
b) introducir un medio impulsor en la instalación de tobera 1,
c) calentar la sustancia por medio de una línea de calefacción 5 dispuesta dentro de la instalación de tobera 1,
d) impulsar la sustancia a través de una salida 4 de la instalación de tobera 1 por el medio impulsor, e) medir una primera temperatura en la salida 4, y
f) controlar una potencia de calefacción a la que se calienta la sustancia en el paso c) basándose en la primera temperatura medida en el paso e) y en función de un tamaño de partícula deseado de la sustancia en la salida 4.
Durante la realización del método se mantienen condiciones inertes dentro de la instalación de tobera 1.
Como puede verse en la Fig. 3, los pasos a) y b) se realizan preferentemente de forma simultánea. Los pasos c) y d) se realizan en secuencia después de los pasos a) y b). A este respecto, cabe señalar que la ilustración de la Fig. 3 se refiere al orden de pasos a los que se somete una cierta cantidad de la sustancia y del medio impulsor.
Ya que aquí solo se considera una cierta cantidad de la sustancia, el paso e) se representa debajo del paso d) en la Fig. 3. Después de medir la temperatura, el valor medido puede utilizarse como entrada para el control según el paso f). Por lo tanto, el paso f) se representa después del paso e).
La Fig. 4 representa un diagrama de flujo esquemático de un método para pulverizar una sustancia, en el que puede utilizarse el dispositivo 11 de la Fig. 2. El método comprende:
A) rociar la sustancia en una torre de rociado 12 por medio del método según la Fig. 3, en el que puede utilizarse la instalación de tobera 1 de la Fig. 1, y
B) someter la sustancia rociada en la torre de rociado 12 según el paso A) a un medio criogénico inyectado en la torre de rociado 12 del dispositivo 11 de la Fig. 2.
Como puede verse en la Fig. 4, los pasos A) y B) se realizan preferentemente de forma simultánea. Esto se refiere al orden de pasos a los que se somete una cierta cantidad de la sustancia.
Mediante los métodos descritos, la instalación de tobera 1 y el dispositivo 11 descrito se puede realizar la pulverización de una sustancia, como una grasa, de una forma particularmente fiable. Debido a una calefacción controlada de la sustancia antes de rociar la sustancia en una torre de rociado 12, se puede conseguir una distribución de tamaño de partícula particularmente uniforme y se puede evitar la obstrucción de una instalación de tobera 1.
Lista de números de referencia
1 Instalación de tobera
2 Primera entrada
3 Segunda entrada
4 salida
5 Línea de calefacción
6 Primer sensor de temperatura
7 Segundo sensor de temperatura
8 Sensor de presión
9 Unidad de control
10 Mezclador estático
11 Dispositivo
12 Torre de rociado
13 Inyector de criógeno
14 Entrada del conducto de calefacción
15 Salida del conducto de calefacción
16 Carcasa
17 Suministro de sustancia
18 Suministro de medio impulsor
19 Suministro de criógeno
20 Bomba
21 Purificador de gas de escape

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. instalación de tobera (1) para rociar una sustancia que debe pulverizarse:
- una primera entrada (2) para la sustancia,
- una segunda entrada (3) para un medio impulsor,
- una salida (4), a través de la cual la sustancia puede ser impulsada por el medio impulsor,
- una línea de calefacción (5) dispuesta de tal manera que la sustancia pueda calentarse entre la primera entrada (2) y la salida (4) por medio de la línea de calefacción (5),
- un primer sensor de temperatura (6) dispuesto en la salida (4), y
- una unidad de control (9) configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción (5) basándose en una primera temperatura medida por medio del primer sensor de temperatura (6).
2. Instalación de tobera (1) según la reivindicación 1, en la que la línea de calefacción (5) es un cable de calefacción.
3. Instalación de tobera (1) según la reivindicación 1, en la que la línea de calefacción (5) es un conducto de calefacción para un medio de calefacción.
4. Instalación de tobera (1) según una de las reivindicaciones precedentes, en la que la línea de calefacción (5) está configurada como una espiral.
5. Instalación de tobera (1) según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un sensor de presión (8) dispuesto en la salida (4), en el que la unidad de control (9) está configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción (5) basándose además en una presión medida por medio del sensor de presión (8).
6. Instalación de tobera (1) según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un segundo sensor de temperatura (7) que está dispuesto en la línea de calefacción (5), en el que la unidad de control (9) está configurada para controlar la potencia de calefacción de la línea de calefacción (5) basándose además en una segunda temperatura medida por medio del segundo sensor de temperatura (7).
7. Instalación de tobera (1) según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un mezclador estático (10) entre la primera entrada (2) y la segunda entrada (3) por un lado y la salida (4) por otro lado.
8. Uso de la instalación de tobera (1) según una de las reivindicaciones precedentes para rociar una grasa como la sustancia que debe pulverizarse.
9. Dispositivo (11) para pulverizar una sustancia, que comprende:
- una instalación de tobera (1) según una de las reivindicaciones precedentes,
- una torre de rociado (12) en la que la instalación de tobera (1) puede rociar la sustancia, y
- un inyector de criógeno (13) dispuesto dentro de la torre de rociado (12) para someter a un medio criogénico la sustancia rociada en la torre de rociado (12) por medio de la instalación de tobera (1).
10. Método para rociar una sustancia que debe pulverizarse, que comprende:
a) introducir la sustancia en una instalación de tobera (1),
b) introducir un medio impulsor en la instalación de tobera (1),
c) calentar la sustancia por medio de una línea de calefacción (5) dispuesta dentro de la instalación de tobera (1), d) impulsar la sustancia a través de una salida (4) de la instalación de tobera (1) por el medio impulsor, e) medir una primera temperatura en la salida (4), y
f) controlar una potencia de calefacción a la que se calienta la sustancia en el paso c) basándose en la primera temperatura medida en el paso e).
11. Método según la reivindicación 10, en el que el control de temperatura en el paso f) se realiza en función de un tamaño de partícula deseado de la sustancia en la salida (4).
12. Método según la reivindicación 10 u 11, en el que se mantienen condiciones inertes dentro de la instalación de tobera (1).
13. Método según una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la sustancia es una grasa.
14. Método según una de las reivindicaciones 10 a 13, en el que la sustancia tiene un punto de fusión superior a 70°C.
15. Método para pulverizar una sustancia, que comprende:
A) rociar la sustancia en una torre de rociado (12) por medio del método según una de las reivindicaciones 10 a 14, y B) someter la sustancia rociada en la torre de rociado (12) según el paso A) a un medio criogénico inyectado en la torre de rociado (12).
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