IT201900006559A1 - Riscaldatore ohmico a campo radiale e elettrodo flottante e relativo metodo di utilizzo. - Google Patents

Description

RISCALDATORE OHMICO A CAMPO RADIALE E ELETTRODO

FLOTTANTE E RELATIVO METODO DI UTILIZZO

La presente invenzione riguarda un riscaldatore ohmico.

Più precisamente, la presente invenzione riguarda un riscaldatore ohmico a campo radiale per il riscaldamento, la pastorizzazione e la sterilizzazione di prodotti pompabili, ad esempio per prodotti edibili.

Negli ultimi quindici anni, il riscaldatore ohmico ha trovato largo impiego nell’industria alimentare soprattutto per il riscaldamento, la pastorizzazione e la sterilizzazione di prodotti quali frutta e vegetali in pezzi o in purea, zuppe pronte, sughi e salse pronte, formaggi fusi e altri prodotti caseari.

Il successo del riscaldatore ohmico nell’industria alimentare è dovuto specialmente ai vantaggi qualitativi sul prodotto in confronto ai riscaldatori tradizionali basati sullo scambio termico e alla possibilità di trattare prodotti contenenti una percentuale molto elevata di pezzi.

Tali vantaggi derivano essenzialmente dal fatto che il riscaldamento si effettua, ad elevata velocità, sull’intero volume del prodotto, mentre sono assenti superfici calde direttamente in contatto con il prodotto.

Ciononostante, la conoscenza di tali riscaldatori tra i tecnici del settore, e in particolare le leggi chimico-fisiche che governano il funzionamento degli stessi, è scarsa. Di seguito è riportata una breve panoramica sui riscaldatori ohmici di tecnica nota e i possibili problemi a cui essi possono andare incontro.

Il riscaldatore ohmico tubolare e i moti del prodotto al proprio interno

I riscaldatori ohmici noti, anche detti riscaldatori ohmici tubolari o riscaldatori tubolari, comprendono un generatore elettrico che riceve energia dalla rete di distribuzione elettrica e la applica in modo opportuno al prodotto da riscaldare mediante un organo, detto applicatore, all’interno del quale fluisce il prodotto.

In particolare, i tubi dielettrici del riscaldatore tubolare devono essere opportunamente dimensionati, in termini di diametro e lunghezza, al fine di presentare all'alimentatore la corretta impedenza in base al prodotto da riscaldare.

Il prodotto si riscalda per effetto Joule, essendo attraversato direttamente dalla corrente elettrica. È evidente che solo prodotti che presentano una adeguata conducibilità elettrica possono essere trattati in un riscaldatore ohmico: sono ad esempio esclusi i prodotti con conducibilità elettrica praticamente nulla, quali ad esempio oli, grassi in genere, alcool, cioccolata pura.

Il generatore elettrico è realizzato in modo da isolare il circuito elettrico collegato al prodotto da riscaldare dalla rete di distribuzione elettrica. Infatti, il prodotto da riscaldare ha necessariamente un collegamento elettrico con il potenziale di terra dal momento che a monte del riscaldatore è normalmente presente una pompa che movimenta il prodotto, e a valle del riscaldatore è normalmente presente una tubazione che veicola il prodotto verso l’utilizzo.

I generatori, per motivi che verranno descritti in seguito, oggi sono quasi sempre di tipo a commutazione e operano in corrente alternata a frequenza dell’ordine di alcune decine di kHz con una potenza singola compresa tra pochi kW e 100 kW.

Nella quasi totalità dei riscaldatori ohmici ad oggi presenti sul mercato, il prodotto fluisce attraverso tubi dielettrici, alle estremità dei quali sono presenti opportuni elettrodi a cui sono collegati detti generatori elettrici. Il riscaldamento avviene all’interno dei tubi dielettrici, grazie al campo elettrico assiale applicato, per cui si parla di riscaldatori ohmici tubolari o a campo assiale. Nella maggior parte dei casi gli elettrodi sono di forma anulare, con diametro pari al diametro delle estremità (o basi) dei tubi dielettrici, in modo che il sistema si presenti come una unica tubazione che può o meno essere ripiegata su se stessa per minimizzare gli ingombri.

L’impedenza vista dai generatori elettrici è approssimabile con una impedenza puramente resistiva, il cui valore è inversamente proporzionale alla conducibilità elettrica del prodotto.

Nel caso descritto di sistema tubolare, la resistenza aumenta linearmente con la lunghezza dei tubi dielettrici e diminuisce linearmente con l’aumentare della sezione dei tubi, che nella maggioranza dei casi è costante.

All’interno delle geometrie descritte, nel caso di riscaldatori di taglia industriale, la tensione applicata agli elettrodi è tipicamente di alcune migliaia di Volt e la corrente dell’ordine delle decine di Ampere.

Le geometrie descritte, grazie all’ampia sezione di passaggio, risultano ottimali per il trattamento di prodotti contenenti particolato (quali ad esempio frutta in pezzi, minestroni, semilavorati di verdura), ma possono dare origine a problemi nel caso di trattamento di prodotti liquidi o pastosi non contenenti particolato.

Si deve infatti considerare che il riscaldamento all’interno dei tubi dielettrici è uniforme a condizione che il tempo di residenza al loro interno sia uguale per tutto il prodotto.

Nel caso di prodotto contenente pezzi/particolato in quantità elevata il tipo di moto che si instaura all’interno dei tubi dielettrici è di tipo "a pistone" (plug-flow), cioè un moto uniforme, e ogni particella del prodotto avanza con la stessa velocità. Conseguentemente, in queste condizioni il riscaldamento del prodotto è uniforme se quest’ultimo è omogeneo e il campo elettrico all’interno dei tubi dielettrici è uniforme su tutta la sezione.

Nel caso di prodotto non contenente pezzi/particolato il tipo di moto che si instaura dipende dal numero di Reynolds e dalle caratteristiche del prodotto stesso (spesso i prodotti sono di tipo non newtoniano).

Il moto è solitamente di tipo laminare, quasi sempre con flusso pressoché costante, con una velocità sull’asse della tubazione nettamente superiore alla velocità media (fino al doppio della velocità media, nel caso di un flusso alla Poiseuille, ovvero nel caso di un flusso completamente sviluppato di un fluido Newtoniano all’interno di un tubo dritto). In tal modo, il tempo di permanenza all'interno del campo elettrico della parte di prodotto che avanza in vicinanza dell'asse del tubo è inferiore a quello che avrebbe in caso di moto uniforme (a pistone) e conseguentemente riceve un riscaldamento inferiore.

La velocità del prodotto in prossimità delle pareti è invece sempre ridotta, divenendo anche molto inferiore rispetto alla velocità media, per cui il tempo di permanenza di questa parte di prodotto all'interno del campo elettrico è superiore a quello calcolato considerando un moto uniforme. Questo strato di prodotto, il cui spessore dipende dal tipo di moto e dalle caratteristiche del prodotto stesso, subisce un maggiore riscaldamento

Nel caso di prodotto a bassa viscosità, come per esempio l’acqua, il riscaldatore tubolare con tubi orizzontali è fortemente sensibile ai moti convettivi che si possono instaurare all’interno dei tubi dielettrici. Tali moti fanno sì che la porzione superiore di prodotto, ovvero la porzione che si trova nella parte superiore dei tubi, abbia una temperatura maggiore rispetto al prodotto sottostante. La conducibilità elettrica di tale porzione superiore di prodotto aumenta, e aumenta conseguentemente la quantità di energia elettrica ricevuta. Infatti, la corrente elettrica, a parità di differenza di potenziale applicato, “vede” due resistenze in parallelo, con la parte superiore del prodotto avente resistenza minore rispetto alla parte inferiore, per cui la quantità di corrente che attraversa il prodotto nella parte superiore dei tubi sarà più elevata rispetto alle zone restanti.

Tale disomogeneità nel riscaldamento dei prodotti fluidi privi di pezzi all’interno di un riscaldatore ohmico tubolare comporta il raggiungimento di temperature locali superiori a quelle desiderate, con conseguenti problematiche legate alla qualità del prodotto riscaldato in uscita. In particolare, nel caso di impianti asettici, tale disomogeneità del riscaldamento può inficiare la sterilizzazione del prodotto stesso.

Inoltre, tale fenomeno può innescare un meccanismo a retroazione positiva con un continuo aumento della temperatura di detta porzione superiore, portando a un effetto a “valanga” (comunemente detto runaway), con possibile rottura dei tubi dell’applicatore, causata dagli elevati gradienti termici instauratisi.

La possibile formazione di archi elettrici

Una ulteriore possibile problematica inerente al corretto funzionamento dei riscaldatori ohmici tubolari, è data dalla possibilità che all’interno del prodotto siano presenti/si formino bolle d’aria o di vapore. Infatti, le bolle d’aria o di vapore sono elettricamente isolanti, e possono comportare una forte perturbazione del campo elettrico all’interno dei tubi dielettrici.

Ulteriormente, se una bolla d’aria o di vapore presente all’interno del prodotto raggiunge dimensioni paragonabili al diametro della tubazione del riscaldatore ohmico stesso, vi è il rischio che venga attraversata da un arco elettrico, rischio particolarmente elevato a causa delle elevate tensioni elettriche in gioco. Specificatamente, la presenza di un arco elettrico comporterebbe un aumento di temperatura tale da portare a trasformazioni inaccettabili del prodotto e al rischio di bruciature o rotture dei tubi dielettrici.

Per questo motivo, i riscaldatori ohmici tubolari devono operare ad una pressione decisamente superiore alla tensione di vapore corrispondente alla temperatura prevista di trattamento. Più nel dettaglio, la pressione del prodotto deve essere sempre superiore alla tensione di vapore corrispondente alla temperatura del punto più caldo, temperatura che, come spiegato, può essere anche notevolmente superiore alla temperatura prevista. Infatti, una caduta anche brevissima del valore della pressione potrebbe portare a locale ebollizione e conseguentemente alla formazione di un arco elettrico.

Tale necessità di garantire in ogni istante di tempo una pressione sul prodotto elevata costituisce spesso un serio problema sia dal punto di vista impiantistico sia per quanto riguarda la realizzazione della pompa e dei tubi dielettrici.

Negli anni, sono stati proposti vari sistemi per ridurre le problematiche summenzionate.

Ad esempio, in EP2667731B1 è stato proposto un riscaldatore ohmico a moto pulsatile, in EP1737272B1 è stato proposto un riscaldatore ohmico i cui tubi venivano raffreddati mediante lo stesso prodotto da scaldare, mentre nel brevetto italiano ITPC20080016A1 a nome della richiedente, è stato proposto un riscaldatore ohmico modulare, avente mescolatori meccanici esterni al campo elettrico, in modo tale da omogeneizzare la temperatura del prodotto prima di entrare in un modulo successivo, riducendo così il rischio che le differenze di temperatura si accrescano di stadio in stadio portando nell'ultimo all'effetto valanga.

Tuttavia tali problematiche rimangono un serio limite dei riscaldatori ohmici a campo elettrico assiale, soprattutto quando utilizzati con prodotti a bassa conducibilità elettrica e senza particolato.

Un ulteriore limite del sistema è costituito dal fatto che, a inizio produzione, il riscaldamento del prodotto può cominciare solamente dopo che i tubi dielettrici si sono completamente riempiti di prodotto, in modo tale da evitare che si formino archi elettrici nel momento in cui il prodotto, dopo aver riempito un tubo dielettrico, si avvicina all’elettrodo posto all’estremità opposta.

Questo comporta lo scarto di una quantità prefissata di prodotto a inizio produzione dal momento che esso non viene riscaldato o viene riscaldato a una temperatura inferiore rispetto a quella richiesta. Questo problema è stato risolto nella tecnica nota preriempiendo l’impianto con una soluzione elettrolitica avente una conducibilità elettrica simile a quella del prodotto da trattare.

Tuttavia, tale metodo è adottato raramente sia poiché porta a notevoli complicazioni dal punto di vista impiantistico sia poiché comporta la diluizione della prima parte di prodotto con conseguente scarto di una quantità di prodotto potenzialmente paragonabile alla quantità scartata normalmente, con partenza diretta con il prodotto.

La corrosione degli elettrodi.

Una ulteriore problematica tipica dei riscaldatori ohmici è quella della corrosione degli elettrodi dovuta a fenomeni elettrolitici sulla superficie degli stessi.

Come precedentemente menzionato, dopo che la richiedente ha introdotto per prima, con la domanda di brevetto italiano n. 102002901035363, il riscaldatore ohmico modulare con generatori a commutazione, oggi quasi tutti i riscaldatori ohmici disponibili sul mercato utilizzano corrente elettrica alternata a frequenza di alcune decine di kHz. Ciò è dovuto al fatto che i fenomeni elettrolitici agli elettrodi sono drasticamente ridotti e teoricamente assenti se si utilizza una frequenza sufficientemente elevata e una densità di corrente (espressa come rapporto tra la corrente che attraversa l’elettrodo e la sua superficie a contatto con il prodotto) sufficientemente bassa.

Nel 1998 la richiedente, dopo una lunga ricerca sperimentale, introdusse sul mercato il primo riscaldatore industriale utilizzante corrente alternata a frequenza di circa 30 kHz. Infatti, fino a quel momento, si era tentato di ridurre i fenomeni di corrosione riducendo il più possibile la corrente che attraversava il prodotto, in quanto i fenomeni elettrolitici in corrente continua sono proporzionali al valore della corrente utilizzata. In particolare, sui riscaldatori ohmici dell’epoca, venivano utilizzate correnti a frequenze di rete (50 o 60 Hz), per cui le leggi che governavano il fenomeno non erano molto diverse da quelle valide per la corrente continua.

Il desiderio di ridurre al massimo la corrente aveva come diretta conseguenza la necessità di elevare la tensione utilizzata, in quanto la potenza ceduta al prodotto è pari al prodotto delle due grandezze. Elevate tensioni e piccole correnti si adattavano bene a riscaldatori tubolari. Questa tipologia costruttiva è rimasta praticamente l’unica adottata in campo industriale anche dopo che sono stati introdotti i sistemi a frequenza elevata, sebbene fosse venuta meno la necessità di minimizzare la corrente circolante.

Il 15 ottobre 1998 la EDF (Électricité De France) pubblicò su “Journal of Electroanalytical Chemistry” un articolo teorico dal titolo "Fundamental principies of electrochemical ohmic heating of solutions", nel quale per la prima volta vengono descritte le leggi che governano i fenomeni elettrochimici agli elettrodi di un riscaldatore ohmico.

In particolare, l’articolo mirava a confermare la validità di un nuovo materiale per elettrodi per riscaldatori ohmici (DSA, con base Titanio rivestito da semiconduttore formato da un ossido di materiale nobile, FR2776073A1, EP0942629B1) che presentando una elevatissima capacità di interfaccia permetteva di utilizzare densità di corrente elevata anche a frequenza di rete. Tuttavia, tale materiale non è stato mai utilizzato in riscaldatori industriali, mentre, all’interno dello stesso articolo, veniva validata in maniera teorica la scelta della richiedente di utilizzare materiali comuni per gli elettrodi (tipicamente acciaio AISI316) alimentando il sistema a frequenze elevate.

L’articolo, infatti, mostrava come la densità di corrente sulla superficie degli elettrodi non debba mai superare un limite oltre il quale iniziano i fenomeni elettrolitici, tale limite essendo dipendente sia dal materiale utilizzato che dalla frequenza della corrente applicata.

Inoltre, va notato che il riscaldatore a campo assiale ad elettrodi tubolati, ovvero con elettrodi di forma anulare, presenta una densità di corrente sugli elettrodi non costante, ma decrescente dalla zona di connessione con il tubo dielettrico alla zona di elettrodo più lontana. In particolare, il bordo di ciascun elettrodo in contatto con il tubo dielettrico presenta una densità di corrente molto più elevata rispetto alla parte rimanente dell’elettrodo stesso, e in questa zona possono facilmente innescarsi fenomeni elettrolitici, anche utilizzando densità di correnti medie basse.

Bisogna infine notare che in un riscaldatore ohmico a sezione di passaggio costante, la densità di corrente sugli elettrodi è direttamente proporzionale alla conducibilità elettrica del prodotto da riscaldare e inversamente proporzionale al tempo di riscaldamento. Essa non dipende da alcun altro fattore. Al contempo, la corrosione di ogni elettrodo (espressa come peso perso per unità di tempo), a parità di materiali utilizzati, di prodotto da riscaldare, e di densità di corrente, è direttamente proporzionale alla superficie dell'elettrodo stesso.

Prima dell’introduzione degli alimentatori a commutazione, si operava sempre in condizione di corrosione degli elettrodi, e il riscaldatore doveva essere dimensionato in modo da minimizzare le cessioni verso il prodotto da parte degli elettrodi.

Conseguentemente, fissato il tempo di riscaldamento da cui derivava una relativa densità di corrente, le cessioni di materiale da parte degli elettrodi venivano minimizzate, minimizzando la superficie degli elettrodi degli applicatori.

La geometria tubolare, operando con tensioni elevate e basse correnti, presentava, a parità di condizioni di riscaldamento, una minore superficie degli elettrodi. Pertanto, operando con tubi dielettrici molto lunghi e di diametro piccolo (quindi con tensioni molto elevate) era possibile riscaldare il prodotto rendendo le cessioni molto piccole, entro i limiti di legge.

L’applicatore a campo trasversale e l’applicatore radiale.

L’applicatore tubolare si adatta bene ai prodotti alimentari più comuni che presentano una conducibilità elettrica tipica di 5 - 50 mS/cm. Con alimentatori di potenza tipica 10-50kW e tensioni dell’ordine di 1-4kV, i tubi dielettrici risultano avere lunghezza e diametro adatti alla maggior parte degli impianti industriali. Specificatamente, i diametri variano tipicamente tra 40-100 mm, e le lunghezze tra 400-1000 mm.

Tensioni con valori inferiori rispetto a quelli riportati necessitano di lavorare con correnti troppo elevate per l’architettura normalmente utilizzata su tale tipo di alimentatori.

Al contempo, tensioni con valori superiori possono portare al verificarsi del cosiddetto effetto corona sui cavi e sulle parti ad alta tensione, con conseguente rischio eccessivo di formazione di archi elettrici, soprattutto sul trasformatore dell’alimentatore.

Pertanto, il dimensionamento di riscaldatori per il trattamento di prodotti con conducibilità elettrica particolarmente bassa, quali ad esempio marmellate di frutta, soluzioni zuccherine e altri prodotti contenenti pochi ioni, risulta particolarmente difficoltoso.

Al fine di risolvere tali problematiche di dimensionamento per riscaldatori che trattano questa tipologia di prodotti, è stato proposto, fino ad ora a livello puramente teorico, l’utilizzo di applicatori a campo trasversale e di applicatori a campo radiale.

In particolare, l’applicatore a campo trasversale è costituito da un condotto di sezione rettangolare nel quale due pareti piane contrapposte costituiscono i due elettrodi, mentre le altre due pareti sono realizzate in materiale dielettrico. Il campo elettrico risulta quindi trasversale rispetto al moto del prodotto. L’elevato rapporto tra la superficie degli elettrodi e la distanza tra di essi rende tale applicatore particolarmente adatto a prodotti con bassa conducibilità, ma non ha trovato applicazione in campo industriale a causa della difficoltà di realizzazione, soprattutto in presenza di pressioni elevate, e alla difficoltà di pulizia derivante dalla forma.

Inoltre, in prossimità degli spigoli esistenti tra elettrodi e parti dielettriche, anche se arrotondati, si determina un rallentamento del moto del prodotto, in quanto il diametro idraulico "locale" è molto piccolo, il che comporta moto locale laminare con velocità del prodotto ridotta, e conseguente surriscaldamento dello stesso, con conseguenti problematiche anche più gravi di quelle che si riscontrano utilizzando applicatori tubolari.

Tuttavia, il rapporto elevato tra la superficie degli elettrodi e la distanza tra di essi comporta l’utilizzo di basse tensioni elettriche ed elevate correnti, e, anche se l'elevato valore di corrente può essere associato a complicazioni riguardanti il generatore elettrico, il basso valore di tensione presenta il vantaggio di ridurre, fino ad eliminare quasi completamente, il problema degli archi elettrici.

In particolare, questo tipo di applicatore può essere alimentato anche da vuoto senza gravi rischi, permettendo di riscaldare anche il primo prodotto all’inizio di una produzione.

L’applicatore a campo radiale è costituito da due elettrodi tubolari concentrici tra i quali viene fatto passare il prodotto ed è in pratica un applicatore a campo trasversale nel quale, grazie alla sua geometria circolare, viene risolto il problema della resistenza alla pressione e vengono eliminati gli spigoli tra elettrodi e parti dielettriche e i relativi problemi.

Un opportuno dimensionamento della parte di dielettrico che separa l'elettrodo centrale da quello esterno permette di ridurre ulteriormente il problema degli archi elettrici. Conseguentemente, tali applicatori possono in certi casi lavorare anche se non completamente riempiti, permettendo di riscaldare il primo prodotto all'inizio di una produzione.

Tuttavia, il campo elettrico interno agli applicatori a campo radiale non risulta perfettamente uniforme, dal momento che la densità di corrente in prossimità dell’elettrodo interno, di diametro minore, è superiore alla densità di corrente presente sull’elettrodo esterno, di diametro maggiore.

Pertanto, al fine di minimizzare questa differenza è necessario che i diametri dei due elettrodi siano simili. Questo accorgimento porta a minimizzare l’altezza della corona circolare all’interno della quale transita il prodotto, che sarà tanto più piccola quanto più piccola è la dimensione dell’applicatore stesso.

Tale tipo di applicatore non è quindi adatto a prodotti contenenti pezzi di notevoli dimensioni, a meno che non si lavori con impianti di grande portata.

Ulteriormente, l’utilizzo di un applicatore radiale può comportare problemi connessi al particolare moto del prodotto al suo interno.

Infatti, la piccola dimensione della corona circolare fa sì che il flusso all’interno di essa abbia un moto di tipo laminare, che, come visto, porta a riscaldamento non uniforme del prodotto.

Tutto ciò ha comportato che gli applicatori radiali non siano mai stati utilizzati in riscaldatori industriali. Tuttavia, un possibile vantaggio dell’applicatore radiale è dato dal fatto che, anche se il prodotto che avanza più lentamente subisce un maggior riscaldamento, non si innesca alcun effetto a valanga. Anzi, esso diviene elettricamente più conduttivo a seguito della maggior temperatura, per cui riceve meno energia nell’unità di tempo. Infatti, in questo caso la corrente “vede” due resistenze in serie, e rispettivamente una corrispondente alla porzione di prodotto più calda, a maggiore conducibilità, e una corrispondente alla restante porzione di prodotto, avente minore conducibilità. Pertanto la corrente che passa attraverso dette due resistenze dissiperà minore potenza sulla porzione più calda, innescando dunque un meccanismo a retroazione negativa, che evita l’effetto a valanga.

Diversamente, nel caso di fluidi non newtoniani pseudoplastici, ovvero che diminuiscono la propria viscosità cinematica all’aumentare della velocità, il prodotto che avanza con moto più lento incrementa la propria viscosità. Conseguentemente, la porzione di fluido che ha incrementato la propria viscosità rallenta ulteriormente ed è quindi soggetto a un maggiore riscaldamento.

In quest’ultimo caso, l’aumento di conducibilità elettrica all’aumentare della temperatura può non essere sufficiente a compensare l’aumento di energia assorbita a causa dell’aumento del tempo di residenza ed è possibile cadere in un effetto di tipo a valanga.

Anche nel caso di prodotti a bassa viscosità, come ad esempio bevande e succhi di frutta, l’applicatore radiale, se installato con asse orizzontale, può presentare problemi dovuti alla mancanza di uniformità di riscaldamento a causa dei moti convettivi che portano ad avere una maggior temperatura nella parte superiore dell’applicatore. Occorre inoltre considerare che, come detto, l’altezza della corona circolare attraversata dal prodotto è in genere modesta, dell’ordine di 5mm-25mm, per cui anche un modesto errore di concentricità tra i due elettrodi, dell’ordine di pochi decimi di millimetro, può portare a una mancanza di uniformità di campo elettrico, con variazioni anche superiori al 5%. La conseguente mancanza di uniformità di riscaldamento all’interno della corona sarà ulteriormente aggravata dall’aumento della conducibilità elettrica con l’aumentare della temperatura.

Infine, si possono formare depositi di prodotto sugli elettrodi (si pensi per esempio ai carbonati depositati dai prodotti caseari), innescando il cosiddetto fenomeno di fouling. Tali depositi, se non distribuiti in maniera omogenea possono generare differenze di riscaldamento e innescare e/o peggiorare i fenomeni a valanga sopramenzionati. Il fenomeno di fouling, infatti, pur avvenendo in tutte le tipologie di riscaldatori ohmici, è particolarmente problematico per i riscaldatori a campo radiale, in quanto lavorano con tensioni decisamente più basse rispetto agli altri riscaldatori, per cui anche uno strato isolante molto sottile può interrompere il flusso di corrente nelle aree di elettrodo interessate. Al contrario, nei riscaldatori ohmici a campo longitudinale, le tensioni sono in genere così elevate che lo strato di deposito, purché non troppo esteso, viene "perforato" dalla corrente, e l'elettrodo continua a lavorare.

Infine, come notato precedentemente, in un riscaldatore ohmico a sezione di passaggio costante, indipendentemente dal fatto che esso sia del tipo tubolare a elettrodi anulari o a campo trasversale o radiale (con altezza piccola della corona rispetto al raggio), la densità di corrente sugli elettrodi è direttamente proporzionale alla conducibilità elettrica del prodotto da riscaldare e inversamente proporzionale al tempo di riscaldamento.

I riscaldatori a campo trasversale o radiale presentano un rapporto elevato tra la superficie degli elettrodi e la distanza tra di essi, e, conseguentemente, devono utilizzare basse tensioni elettriche ed elevate correnti.

Pertanto, a parità di tempi di riscaldamento (e quindi con le stesse densità di corrente), tali riscaldatori a campo trasversale o radiale genererebbero cessioni inaccettabili per unità di peso di prodotto da riscaldare, e per tale motivo non sono mai stati utilizzati in campo alimentare.

La presente invenzione è una evoluzione dell’applicatore radiale volta a risolvere i problemi sopra esposti, rendendo possibile sfruttare i vantaggi teorici collegati allo stesso.

Inoltre, la presente invenzione rende possibile l’utilizzo di un applicatore radiale anche su prodotti con conducibilità elettrica medio-alta, fino ad ora non processabili.

Forma pertanto scopo della presente invenzione un riscaldatore ohmico che risolva in modo semplice i problemi sopra esposti.

In particolare, scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che eviti in maniera efficiente la formazione di archi elettrici o che, in caso di arco, non ne venga danneggiato.

Ulteriormente, scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che mantenga la temperatura all’interno del prodotto trattato nel modo più uniforme possibile, anche in presenza di prodotti che presentano moto di tipo laminare.

Ancora, scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che riesca ad evitare efficientemente la formazione di incrostazioni (fenomeno di fouling) sulle superfici interne dell'applicatore.

Ulteriore scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che, nonostante la geometria radiale, sia utilizzabile anche su prodotti aventi una conducibilità elettrica medio-alta.

Inoltre, scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che possa lavorare anche se parzialmente vuoto o in presenza di bolle di aria o di vapore all'interno del prodotto.

Ulteriormente, scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che ottimizzi gli spazi utilizzati.

Infine, scopo della presente invenzione è un riscaldatore ohmico che sia facile da utilizzare e richieda costi contenuti, sia in termini di realizzazione che di manutenzione.

Forma pertanto oggetto della presente invenzione un riscaldatore ohmico per prodotti pompabili, comprendente almeno un generatore elettrico, a commutazione, e un applicatore collegato elettricamente a detto almeno un generatore elettrico; detto riscaldatore ohmico essendo caratterizzato dal fatto che:

detto applicatore presenta una forma esterna assial-simmetrica rispetto a un asse, preferibilmente una forma cilindrica, in cui detto applicatore comprende una prima e una seconda base e un mantello comprendente almeno una coppia di porzioni conduttive, preferibilmente di forma anulare, in materiale elettricamente conduttivo, detto mantello comprendendo inoltre almeno una porzione isolante in materiale dielettrico, interposta tra dette porzioni conduttive di detta almeno una coppia, ciascun polo di detto almeno un generatore elettrico essendo collegato a una rispettiva porzione conduttiva di detta almeno una coppia,

detto applicatore comprende al proprio interno un elettrodo interno di forma assial-simmetrica, coassiale rispetto a detto asse, detto elettrodo interno comprendendo una rispettiva prima e seconda base e una rispettiva parete laterale ed essendo realizzato, in tutto o in parte, in materiale elettricamente conduttivo, detto elettrodo interno essendo opzionalmente connesso a terra, e non presentando alcun collegamento elettrico diretto con detto almeno un generatore elettrico, lo spazio compreso tra detto elettrodo interno e detto mantello andando a costituire un’intercapedine;

detto applicatore comprendendo un ingresso principale per il prodotto da scaldare posto in prossimità di detta prima base di detto applicatore, e una uscita principale per il prodotto scaldato, posta in prossimità di detta seconda base di detto applicatore, opposta a detta prima base, lo spazio compreso tra dette basi di detto applicatore e le rispettive basi di detto elettrodo interno andando a costituire due rispettive zone di carico/scarico per detto prodotto, in collegamento di fluido con detta intercapedine e disposte rispettivamente a monte e a valle di detta intercapedine e in corrispondenza di detto ingresso principale e di detta uscita principale, in modo tale da definire un percorso per detto prodotto, da detta zona di carico a detta zona di scarico, attraverso detta intercapedine, in una direzione sostanzialmente parallela a detto asse e in modo tale da definire un percorso per una corrente elettrica, da una prima porzione conduttiva di detta almeno una coppia verso detto elettrodo interno e da detto elettrodo interno verso una seconda porzione conduttiva di detta almeno una coppia, in una direzione sostanzialmente radiale rispetto a detto asse, ovvero in una direzione sostanzialmente trasversale al percorso di detto prodotto.

Secondo l’invenzione, detto elettrodo interno può ruotare intorno a detto asse. In particolare, il rapporto tra la velocità tangenziale di detto elettrodo interno e la velocità assiale del prodotto da scaldare, in corrispondenza di detta intercapedine è preferibilmente compreso tra 2 e 100.

Inoltre, secondo l’invenzione, dette porzioni conduttive di detto mantello possono presentare una lunghezza assiale decrescente, con riferimento a detto asse e con riferimento al verso che va da detto ingresso principale a detta uscita principale.

Sempre secondo l’invenzione, detto elettrodo interno può essere di forma cilindrica oppure di forma a tronco di cono, la base minore di detto tronco di cono essendo in prossimità di detta uscita principale.

Ulteriormente, secondo l’invenzione, detto elettrodo interno può essere sostituibile.

Inoltre, secondo l’invenzione, detta zona di carico può essere separata da detta intercapedine, e detto elettrodo interno può comprendere due pareti sottili concentriche che delimitano rispettivamente una prima cavità di forma assial-simmetrica rispetto a detto asse, preferibilmente cilindrica, e una seconda cavità di forma assial-simmetrica rispetto a detto asse, preferibilmente di forma a cilindro cavo, disposta esternamente a detta prima cavità e in comunicazione con essa in corrispondenza di detta seconda base di detto elettrodo interno, detta prima cavità comprendendo un primo ingresso per detto prodotto, posto in corrispondenza di detta zona di carico, detta seconda cavità comprendendo un rispettiva uscita per detto prodotto in detta intercapedine, in prossimità di detta prima base di detto elettrodo interno, in modo tale da definire un percorso per detto prodotto che vada da detta zona di carico in successione in detta prima cavità, detta seconda cavità, detta intercapedine fino a detta zona di scarico, e in modo tale da permettere il raffreddamento delle pareti sottili di detto elettrodo interno attraverso un sistema di scambio di calore controcorrente.

Ancora, secondo l’invenzione, detto mantello può comprendere almeno due coppie di dette porzioni conduttive, ciascuna porzione conduttiva di dette almeno due coppie essendo separata dalla porzione conduttiva ad essa adiacente da una rispettiva porzione isolante. In tal caso, detto riscaldatore può comprendere un rispettivo generatore elettrico per ciascuna coppia di dette porzioni conduttive, detti generatori elettrici essendo preferibilmente generatori a commutazione sincroni. In alternativa, almeno una coppia di dette porzioni conduttive può non essere collegata a detto almeno un generatore elettrico, dette porzioni conduttive di detta almeno una coppia non collegata a detto generatore elettrico essendo adiacenti, collegate tra loro in modo tale da presentare lo stesso potenziale ed essendo circondate da una coppia di porzioni conduttive collegate a detto generatore elettrico; e

detto elettrodo interno può presentare una porzione realizzata in materiale dielettrico, in corrispondenza della porzione isolante di detto mantello interposta tra detta almeno una coppia di porzioni conduttive non collegata a detto generatore elettrico

Ulteriormente, secondo l’invenzione, detto almeno un generatore elettrico può essere collegato a un rispettivo trasformatore ad alta frequenza posizionato in corrispondenza di detto applicatore, preferibilmente a una distanza minore di 600mm. In particolare, detto trasformatore può preferibilmente presentare una molteplicità di prese sull’avvolgimento primario.

Ancora, secondo l’invenzione almeno uno dei seguenti elementi può essere collegato a un sistema di raffreddamento, preferibilmente un sistema di raffreddamento ad acqua: dette porzioni conduttive, detti generatori, detti trasformatori e/o gli avvolgimenti secondari di detti trasformatori.

Infine, secondo l’invenzione, detti generatori possono essere all’interno di contenitori stagni, posizionati in prossimità di detto applicatore, direttamente in ambiente.

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un metodo per il riscaldamento di un prodotto pompabile mediante un riscaldatore secondo la presente invenzione, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

A. far passare il prodotto da scaldare in detta intercapedine di detto riscaldatore, preferibilmente per mezzo di una pompa meccanica;

B. far passare una corrente elettrica sostanzialmente trasversale alla direzione di flusso di detto prodotto da scaldare, detta corrente elettrica essendo una corrente alternata a bassa tensione e alta frequenza, preferibilmente superiore a 5 kHz.

Secondo l’invenzione, detto prodotto da scaldare si può muovere all’interno di detta intercapedine di detto applicatore con un moto sostanzialmente elicoidale.

In particolare, quando detto riscaldatore presenta un elettrodo interno rotante, moto sostanzialmente elicoidale può essere ottenuto per mezzo della rotazione intorno a detto asse di detto elettrodo interno.

Ulteriormente, secondo l’invenzione, detta corrente elettrica può presentare, in prossimità di detto mantello, una componente in direzione assiale, con riferimento a detto asse di detto applicatore.

Sempre secondo l’invenzione, detto elettrodo interno può essere cavo e presentare pareti sottili concentriche, a contatto con detto prodotto da scaldare, dette pareti sottili potendo scambiare calore con detto prodotto da scaldare.

Infine, secondo l’invenzione, detta fase B può iniziare prima che detta intercapedine sia completamente riempita con detto prodotto da scaldare. L’invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, con particolare riferimento ai disegni delle figure allegate, in cui:

la figura 1 mostra una vista in sezione schematizzata di un primo riscaldatore ohmico secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra una vista in sezione schematizzata di una seconda forma di realizzazione di un riscaldatore ohmico secondo la presente invenzione;

la figura 3 mostra una vista in sezione schematizzata di una terza forma di realizzazione di un riscaldatore ohmico;

la figura 4 mostra una vista in sezione schematizzata di una quarta forma di realizzazione di un riscaldatore ohmico secondo la presente invenzione; e

la figura 5 mostra una vista in sezione schematizzata di una quinta forma di realizzazione di un riscaldatore ohmico secondo la presente invenzione.

Facendo riferimento alle figure 1-5, verrà assegnato ai riscaldatori ohmici secondo la presente invenzione il riferimento numerico 100.

Il riscaldatore ohmico 100 comprende un applicatore 1 a campo radiale comprendente:

- un mantello 10 di forma sostanzialmente cilindrica; in particolare, il diametro interno di detto mantello 10 è uguale a un primo diametro D1 e detto mantello 10 comprende almeno una coppia di porzioni conduttive 2, 3 in materiale elettricamente conduttivo, di forma anulare (in seguito indicate come elettrodi esterni 2, 3), e una porzione isolante 4 in materiale dielettrico (nel seguito indicata anche come anello dielettrico 4), per isolare elettricamente detta almeno una coppia di elettrodi esterni 2, 3;

- due rispettive basi 11, 12;

- un elettrodo interno 5, di forma assialsimmetrica, preferibilmente un elettrodo interno 5 di forma cilindrica o a tronco di cono, coassiale a detto mantello 10, detto elettrodo interno 5 presentando in sezione un secondo diametro D2 minore di detto primo diametro D1, e comprendendo due basi 500 e 501 opposte, e una parete laterale 502; e

- una intercapedine 6, posta tra detto elettrodo interno 5 e detto mantello 10. Detto prodotto entra in detta intercapedine 6 attraverso un collegamento di fluido con un ingresso principale 60 di detto applicatore 1, connesso a una pompa meccanica (non presente in figura), e esce da detto applicatore 1 attraverso un’uscita principale 61 per il prodotto trattato.

Specificamente, il numero di Reynolds in corrispondenza di detto ingresso principale dipende dal prodotto da riscaldare e può variare tra 0.1<Re<50.000.

Inoltre, detto ingresso principale 60 è posto in corrispondenza di una prima base 11 di detto applicatore 1; inoltre, in corrispondenza di detto ingresso principale 60, detto applicatore 1 presenta una zona di carico 62 per il prodotto da scaldare, di forma sostanzialmente cilindrica e di diametro sostanzialmente uguale a D1, compresa tra detta prima base 11 di detto applicatore 1 e la base 500 corrispondente di detto elettrodo interno 5.

Parallelamente, detta uscita principale 61 è posta in corrispondenza di una seconda base 12 di detto applicatore 1, opposta a detta prima base 11 di detto applicatore 1; inoltre, in corrispondenza di detta uscita principale 61 detto applicatore 1 presenta una zona di scarico 63 per il prodotto scaldato, di forma sostanzialmente cilindrica e di diametro sostanzialmente uguale a D1, detta zona di scarico 63 essendo compresa tra detta seconda base 12 di detto applicatore 1 e la base corrispondente 501 di detto elettrodo interno 5.

Detto ingresso principale 60 e detta uscita principale 61 possono essere su una qualsiasi direzione rispetto a detto applicatore 1.

Inoltre, detta zona di carico 62 e detta zona di scarico 63 risultano necessarie nel caso in cui le basi (o testate) di detto applicatore 1 sono metalliche, in quanto il rotore deve essere elettricamente isolato da esse. Conseguentemente, nel caso in cui il prodotto venisse introdotto tangenzialmente rispetto a detto applicatore 1, il prodotto che si trova in dette zone di carico/scarico 62, 63 permarrebbe al loro interno per un tempo indefinito.

Tuttavia tali zone di carico/scarico 62, 63 risultano spesso nocive per il prodotto, specialmente detta zona di scarico 63 che comporta una permanenza del prodotto a temperatura elevata. Una possibile alternativa alla presenza di dette zone di carico/scarico 62, 63 potrebbe consistere nel ricoprire internamente dette basi metalliche con uno strato elettricamente isolante (ad esempio un deposito, ma anche un disco indipendente di spessore modesto, a titolo esemplificativo minore di 10mm). In tal modo, detto elettrodo interno 5 sarebbe molto vicino, quasi strisciante contro questo disco elettricamente isolante, rendendo praticamente nullo il volume di dette zone di carico-scarico 62, 63. Pertanto, il prodotto potrebbe entrare e uscire tangenzialmente da due anelli metallici (collegati elettricamente a terra), elettricamente isolati dal generatore elettrico 7 di detto riscaldatore 1 (che verrà descritto in seguito). In particolare, detti anelli metallici possono poggiare da un lato a degli anelli di plastica e dall'altro lato al primo anello dielettrico 4 che li separa da detto generatore elettrico 7.

Inoltre, in corrispondenza di detto elettrodo interno 5, detta intercapedine 6 presenta una forma a corona circolare.

In particolare, la distanza massima tra detto elettrodo interno 5 e detto mantello 10 dipende da diversi fattori, tra cui le dimensioni del riscaldatore 1, il prodotto da trattare e il materiale utilizzato per gli anelli di materiale isolante che devono sopportare la pressione. A titolo esemplificativo, utilizzando il polietere etere chetone (Peek), ad oggi il materiale plastico più performante ammesso dalla FDA, l’altezza massima di detta intercapedine 6 può essere compresa tra 30mm-35mm. In alternativa, per superare questo limite, (e per ridurre il problema delle dilatazioni termiche che ha comportato l'adozione di un sistema di compressione mediante molle) si potrebbero utilizzare anelli dielettrici 4 realizzati rivestendo anelli metallici con uno strato isolante.

La distanza assiale tra detti due elettrodi esterni 2, 3 di detta almeno una coppia dipende dalla massima tensione applicabile e dalla distanza radiale tra ciascuna porzione conduttiva 2, 3 e detto elettrodo interno 5.

Tale distanza, inoltre, se piccola, ovverosia se inferiore ad almeno due volte l’altezza di detta intercapedine 6 a corona circolare, può produrre una componente importante del campo elettrico assiale, ulteriore alla componente radiale.

In caso di presenza di una componente importante assiale del campo elettrico, si può verificare un maggiore riscaldamento della porzione di prodotto in prossimità di detto mantello 10 rispetto alla porzione di prodotto più vicino a detto elettrodo interno 5.

Vantaggiosamente, questo fenomeno porta alla parziale compensazione del maggiore riscaldamento del prodotto in prossimità di detto elettrodo interno 5, che invece è intrinsecamente presente nei riscaldatori radiali. Pertanto, la lunghezza di detta porzione isolante 4 può essere opportunamente dimensionata nell'ottica di rendere il riscaldamento il più omogeneo possibile (per sovrapposizione dei due effetti contrastanti).

Nelle forme preferite di realizzazione di detto riscaldatore 100, l’asse X di assial-simmetria di detto applicatore 1 è orizzontale. Tuttavia detto asse può essere anche verticale o inclinato rispetto all’asse orizzontale, in modo tale da evitare il verificarsi di detti fenomeni convettivi che possono provocare i sopramenzionati effetti a valanga.

L’impedenza vista dall’alimentatore, può essere opportunamente dimensionata variando la distanza tra detto mantello 10 e detto elettrodo interno 5 e/o variando la lunghezza assiale di detti elettrodi esterni 2, 3.

In particolare, i diametri di detto elettrodo interno 5 e di detto mantello 10 sono legati alla produttività del riscaldatore.

Facendo riferimento alla figura 3, al fine di compensare l'aumento di conducibilità elettrica del prodotto all'aumentare della sua temperatura all'interno del riscaldatore, può risultare vantaggioso adottare elettrodi esterni 2, 3 che presentano una lunghezza assiale decrescente L21, L31, L22, L32, L23, L33, all’avvicinarsi a detta uscita principale 61. È tuttavia preferibile, per semplicità di costruzione, adottare coppie di elettrodi esterni 2, 3 con lunghezza variabile da coppia a coppia.

Alternativamente, facendo riferimento alla figura 5, la forma di detto elettrodo interno 5 può essere a tronco di cono, con la sezione minore in prossimità di detta uscita principale 61, in modo tale da compensare l’aumento di conducibilità elettrica del prodotto all’aumentare della temperatura.

L’utilizzo di un elettrodo interno 5 di forma a tronco di cono, risulta essere più costoso rispetto all’utilizzo di elettrodi esterni 2, 3 di lunghezza decrescente, tuttavia presenta i seguenti vantaggi:

- il riscaldamento risulta essere più lento man mano che la temperatura aumenta;

- la densità di corrente sugli elettrodi esterni 2, 3 rimane sostanzialmente costante, mentre utilizzando elettrodi esterni 2, 3 di lunghezza assiale decrescente, detti elettrodi esterni 2, 3 più corti lavorano con densità di corrente più elevate; e

- la sostituzione del solo elettrodo interno 5 risulta essere più semplice rispetto alla sostituzione di detti elettrodi esterni 2, 3, permettendo di adottare diversi gradi di compensazione.

Inoltre, ciascun elettrodo esterno 2, 3 di detta coppia di elettrodi è isolato rispetto al potenziale di terra ed è connesso a un rispettivo polo 70, 71 di un generatore elettrico 7. In particolare, detto generatore elettrico 7 è preferibilmente un generatore a commutazione erogante corrente alternata a bassa tensione (i cui intervalli dipendono fortemente dal prodotto da scaldare e dalle dimensioni dell’impianto) e frequenza superiore a 5 kHz. Con il termine “bassa tensione” si intende infatti una tensione inferiore a 1000V (in CA). È tuttavia possibile che su grossi impianti e con prodotti molto poco conduttivi si superi tale valore. A titolo esemplificativo, nel prototipo industriale descritto in seguito si opera, in massima presa, con tensioni superiori a 500V.

Infatti, vantaggiosamente, gli alimentatori a commutazione permettono l’utilizzo di corrente a frequenza molto più elevata di quella di rete, rendendo possibile operare, al di sotto del limite di corrosione degli elettrodi, con tempi di riscaldamento estremamente ridotti.

Inoltre, detto generatore elettrico 7 è collegato elettricamente a un rispettivo trasformatore ad alta frequenza, che può essere sia posto internamente a detto generatore 7, sia frapposto tra il generatore 7 e detto applicatore 1.

Detto elettrodo interno 5, invece, non presenta alcun collegamento elettrico con detto generatore 7, ma può essere connesso al potenziale di terra, come mostrato in figura 3.

Ad esempio, detto elettrodo interno 5 può essere connesso a terra mediante collegamento elettrico strisciante. Tale tipo di contatto è infatti attraversato solamente da una debole corrente elettrica. Specificamente, connettere o meno a terra l'elettrodo rotante è un problema costruttivo. Nel caso di riscaldatori di piccole dimensioni, come quello illustrato in seguito nell’esempio 1, non è possibile isolare elettricamente detto elettrodo interno 5 o rotore 5, per cui esso è stato messo a terra con un piccolo contatto strisciante. Questo contatto ha lo scopo di salvaguardare i cuscinetti volventi del riduttore di traino del rotore 5 che, in assenza del contatto strisciante potevano essere attraversati da una corrente, anche se modesta, che potrebbe usurarli.

Nel caso di riscaldatori di dimensioni maggiori, quali ad esempio prototipo industriale dell’esempio 2 illustrato in seguito, date le dimensioni maggiori, è possibile isolare elettricamente il rotore 5 mediante un giunto di collegamento col riduttore, per cui il contatto strisciante può essere abolito.

Inoltre, detto elettrodo interno 5 è realizzato, in tutto o in parte, in materiale elettricamente conduttivo, preferibilmente materiale metallico, in particolare in acciaio inossidabile, più preferibilmente acciaio AISI316. Tuttavia, è ovvia per il tecnico del settore la possibilità di utilizzare altri metalli e materiali non metallici che abbiano buona conducibilità elettrica e un elevato valore di capacità di interfaccia, come ad esempio la grafite.

La particolare configurazione di detti elettrodi 2, 3, 5 fa sì che la corrente elettrica vada dal primo elettrodo 2 verso detto secondo elettrodo 3 attraversando detto applicatore 1 in direzione sostanzialmente trasversale all’asse di detto applicatore 1. In particolare, la corrente elettrica attraversa in ordine:

- una prima porzione di detta intercapedine 6 contenente il prodotto da trattare;

- detto elettrodo interno 5; e

- una seconda porzione di detta intercapedine 6 contenente il prodotto da trattare,

per poi raggiunge il secondo elettrodo fisso 3.

Facendo riferimento alla figura 1 e 5, le frecce orizzontali rappresentano il moto del flusso del prodotto, mentre le frecce verticali rappresentano la direzione principale del vettore campo elettrico, che è trasversale alla velocità di flusso. Infatti, il vettore campo elettrico è sostanzialmente ortogonale alla velocità di flusso, e ai bordi di detti elettrodi esterni 2, 3 risulta inclinato, agendo anche su una porzione di prodotto sottostante detta porzione isolante 4. Vantaggiosamente, tale inclinazione del campo elettrico tende a ridurre l'intensità dello stesso sulla porzione di prodotto in prossimità di detto elettrodo interno 5.

A livello operativo, pertanto, tale fenomeno viene considerato per il dimensionamento del riscaldatore 100 al fine di ottenere la maggiore uniformità di riscaldamento possibile.

Grazie al fatto che detto elettrodo interno 5 non è connesso a detto generatore elettrico 7 detto elettrodo interno 5 può essere posto in rotazione per mezzo di un elemento motore 8.

In seguito nel testo detto elettrodo interno 5 potrà essere indicato anche con il termine rotore 5 o elemento rotante 5.

Va notato che negli schemi teorici degli applicatori radiali di arte nota, si trova sempre un solo generatore elettrico 7 connesso tra un elettrodo centrale fisso e un elettrodo esterno.

Come detto, i riscaldatori radiali devono lavorare a basse tensioni e elevate correnti, il che rendeva la presenza di contatti striscianti particolarmente svantaggiosa.

La nuova conformazione del riscaldatore 1 secondo la presente invenzione permette dunque di ottenere un duplice vantaggio, ovvero di eliminare tali contatti striscianti e di far ruotare agevolmente l'elettrodo interno 5, che non è più collegato al generatore elettrico 7.

Ulteriormente, la presenza di un elettrodo interno 5 flottante permette di montare più generatori elettrici sullo stesso riscaldatore rendendo possibile costruire riscaldatori 1 modulari.

Vantaggiosamente, la rotazione dell’elettrodo interno 5 comporta un rimescolamento del prodotto all’interno di detta intercapedine 6, in quanto il prodotto fluisce con un movimento sostanzialmente elicoidale. In particolare, il passo dell’elica descritta da detto movimento sostanzialmente elicoidale è inversamente proporzionale al rapporto tra la velocità tangenziale di detto elettrodo interno 5 (calcolata come il prodotto tra velocità angolare e il raggio di detto elettrodo interno 5) e la velocità di avanzamento assiale del prodotto, detto rapporto essendo normalmente compreso tra 2 e 100.

Tale rotazione, inoltre, può anche essere lenta. Infine, essendo le tensioni basse è possibile applicare tensione agli elettrodi prima che entri il prodotto. L'elettrodo rotante 5, infatti, trascina vantaggiosamente il prodotto nell’intercapedine 6 anche se essa non è completamente piena. Ovviamente in questa situazione occorre fare attenzione a non surriscaldare il prodotto se l'informazione sulla portata è di tipo volumetrico (per cui anche l'aria viene considerato prodotto ma ovviamente assorbe calore quasi nullo) e non massico (per esempio nel caso in cui sia misurata mediante flussimetro a effetto Coriolis).

Nonostante l’ottimo rimescolamento garantito da detto moto elicoidale, i prodotti soggetti a coagulazione e/o i prodotti trattati ad elevata temperatura possono essere soggetti al summenzionato fenomeno di fouling, ovvero parte del prodotto trattato può depositarsi sulle superfici interne di detto applicatore 1.

Per evitare tale fenomeno, è noto che i tubi dielettrici di riscaldatori ohmici tubolari possono presentare mezzi di raffreddamento per le superfici esterne. Tale accorgimento, tuttavia, nel caso dell'applicatore in oggetto, riuscirebbe a prevenire la presenza di depositi di prodotto solamente sulle superfici esterne, e non risulterebbe efficace per le superfici dell’elettrodo interno. Vantaggiosamente, un aspetto della presente invenzione consiste nel raffreddare la superficie di detto elettrodo interno 5 con lo stesso prodotto da riscaldare attraverso un meccanismo di raffreddamento controcorrente.

Con particolare riferimento alla figura 2, l’elettrodo interno 5 comprende due pareti sottili 52, 53 concentriche che vanno a delimitare rispettivamente una prima cavità 50 e una seconda cavità 51, ovverosia due cavità concentriche 50, 51, all’interno delle quali fluisce il prodotto da trattare. In particolare, dette pareti sottili 52, 53 sono realizzate in materiale termicamente ed elettricamente conduttivo, preferibilmente metallico.

Inoltre, è evidente dalla figura 2 che detta zona di carico 62 è fisicamente separata dalla restante parte di detta intercapedine 6.

In questo modo, il prodotto da trattare entra, da detta zona di carico 62, attraverso un primo ingresso 54 di detto elettrodo interno 5, in detta prima cavità 50, dove fluisce, con un flusso avente una prima direzione, verso detta seconda cavità 51.

In particolare, detta seconda cavità 51 avvolge detta prima cavità 50 ed è separata da essa da detta prima parete sottile 52 di detto elettrodo interno 5. Il flusso del prodotto all’interno di detta seconda cavità 51 presenta una seconda direzione opposta a detta prima direzione, e va, attraverso una seconda uscita 55 di detto elettrodo interno 5, verso detta parte restante di detta intercapedine 6.

Detta intercapedine 6, a sua volta, avvolge detta seconda cavità 51 ed è separata da essa da una seconda parete sottile 53 di detto elettrodo interno 5. Il flusso del prodotto all’interno di detta intercapedine 6 presenta una direzione sostanzialmente opposta a detta seconda direzione, e quindi, in questa particolare forma di realizzazione, sostanzialmente parallela a detta prima direzione.

In questo modo, si ottiene il duplice vantaggio di raffreddare le superfici dell’elettrodo interno 5 utilizzando lo stesso prodotto da trattare e di eliminare le perdite in termini di rendimento, in quanto il sistema di raffreddamento precedentemente previsto nei riscaldatori tubolari prevedeva che parte del calore venisse ceduto a acqua di raffreddamento, con conseguente riduzione del rendimento del riscaldatore stesso.

Facendo riferimento alla figura 2, le frecce mostrano la direzione del moto di flusso quando detto elettrodo interno 5 è raffreddato dal prodotto da trattare.

Infine, l’uso un generatore elettrico 7 a commutazione, erogante un segnale a bassa tensione ed alta frequenza, permette che il raffreddamento di detto mantello 10 possa essere vantaggiosamente effettuato mediante acqua demineralizzata.

L’effetto sinergico dato dal movimento elicoidale del flusso, il raffreddamento delle superfici di detto elettrodo interno 5 a contatto con il prodotto da trattare, e del raffreddamento della superficie interna del mantello 10 (realizzato mediante acqua demineralizzata), fanno sì che l’effetto fouling possa essere vantaggiosamente soppresso all’interno dei riscaldatori ohmici secondo la presente invenzione.

Con particolare riferimento alle figure 3 - 4, il riscaldatore ohmico 100 secondo la presente invenzione può comprendere una molteplicità di generatori elettrici 7, particolarmente vantaggiosi ad esempio nel caso in cui la potenza da cedere al prodotto sia elevata, (ad esempio per i riscaldatori industriali) o nel caso in cui il salto termico richiesto sia elevato.

In una forma di realizzazione preferita detto applicatore 1 è connesso ad un numero pari di generatori elettrici 7 a commutazione, che sono tutti sincroni tra loro, in modo da minimizzare la circolazione di corrente tra un generatore elettrico 7 e l’altro e tra detto elettrodo interno 5 e terra.

Infatti, nel caso in cui detti generatori elettrici 7 non siano sincroni, detto applicatore 1 può essere attraversato da correnti elettriche indesiderate, come ad esempio le correnti mostrate in figura 3 con frecce di collegamento tra le pareti di detto mantello 10, tra detto mantello 10 e terra, tra detto mantello 10 e detto elettrodo interno 5, e tra detto elettrodo interno 5 e terra.

Pertanto, l'utilizzo di un numero pari di generatori 7 sincroni permette di eliminare completamente, almeno a livello teorico, la circolazione di correnti spurie tra i generatori 7 e tra detto elettrodo interno 5 e la struttura metallica esterna che non sia detti elettrodi esterni 2, 3.

Inoltre, l’utilizzo di generatori sincroni presenta come ulteriore vantaggio il fatto che essi siano semplici ed economici.

In particolare, facendo riferimento alla figura 4, viene mostrata la variazione della direzione della corrente nel tempo quando è presente una molteplicità di generatori elettrici 7 sincroni, ciascuna coppia di elettrodi esterni 2, 3 connessi a un rispettivo primo polo 70 e secondo polo 71 di ciascun generatore 7.

In particolare nello stesso istante tutti i poli 70 sono poli positivi e tutti i poli 71 sono poli negativi.

Tuttavia, dopo circa 20x10<-6>s la polarità dei generatori elettrici 7 si inverte, sostanzialmente in maniera simultanea

Tale connessione dei generatori elettrici 7 sincroni, fa sì che la differenza di potenziale tra elettrodi contigui 3, 3 o 2, 2, connessi a differenti generatori elettrici 7, siano minimizzate, e conseguentemente siano minimizzate le possibili correnti che fluiscono tra detti elettrodi contigui 3, 3 o 2, 2.

Alternativamente, nel caso in cui vengano utilizzati generatori 7 asincroni, si rende necessario isolare elettricamente detto elettrodo interno 5 dal motoriduttore di traino, in quanto, tali correnti spurie possono danneggiare, per scintillamento, i cuscinetti volventi del riduttore stesso.

In alternativa, come scritto nel testo, si può adottare una spazzola che mantenga detto elettrodo interno 5 al potenziale di terra.

Inoltre, poiché le correnti che attraversano detto applicatore 1 sono elevate, è opportuno che i secondari dei trasformatori, siano direttamente connessi con gli elettrodi.

In una forma preferita di realizzazione del riscaldatore 100, i trasformatori elettrici ad alta frequenza possono essere posizionati in prossimità dell'applicatore 1 con gli avvolgimenti secondari direttamente collegati a una o più coppie di detti elettrodi esterni 2, 3. Grandi distanze tra il trasformatore e l’applicatore 1 potrebbero infatti creare problemi a causa dell’elevata induttanza.

Inoltre, detti generatori 7 possono essere all’interno di contenitori stagni, preferibilmente di piccole dimensioni, e preferibilmente posizionati in prossimità di detto applicatore 1, direttamente in ambiente.

Detti secondari dei trasformatori possono essere raffreddati con un sistema di raffreddamento esterno, ad esempio un sistema di raffreddamento ad acqua, e preferibilmente con lo stesso sistema di raffreddamento ad acqua di detto mantello. Va notato, tuttavia, che mentre il raffreddamento esterno del mantello è sempre opzionale, il raffreddamento del trasformatore, dei collegamenti e (mediante scambiatore acqua-aria) dell'interno degli alimentatori stagni risulta necessario nel caso si vogliano raggiungere potenze di interesse industriale.

Ad esempio, gli avvolgimenti secondari dei trasformatori possono essere realizzati mediante tubi di rame raffreddati ad acqua. Inoltre, vantaggiosamente, anche il collegamento tra i secondari dei trasformatori e gli elettrodi può essere realizzato mediante tubi di rame raffreddato ad acqua.

Inoltre, nel caso in cui detto riscaldatore 100 sia utilizzato su prodotti con conducibilità elettrica molto diverse tra loro, può essere opportuno dotare i trasformatori di una molteplicità di prese sull’avvolgimento primario, in modo tale da adattare l’impedenza alle diverse necessità.

La frequenza di lavoro può dipendere dalla presa utilizzata e può essere opportuno variare la frequenza di lavoro allo scopo di evitate da un lato la saturazione del nucleo di detto trasformatore, e dall’altro di avere una eccessiva reattanza induttiva che impedirebbe di poter trasferire tutta la potenza con i prodotti elettricamente più conduttivi.

Infine, facendo riferimento alla figura 5, in una forma alternativa di realizzazione di detto riscaldatore 100, detto mantello 10 può comprendere una coppia di elettrodi esterni 2, 3 connessa ad un generatore elettrico 7, e una ulteriore coppia di elettrodi 20, 30, in cui detti elettrodi 20, 30 sono connessi tra loro ma non sono connessi elettricamente ad alcun generatore elettrico. In altre parole, almeno due elettrodi esterni 2, 3 sono mantenuti allo stesso potenziale e non sono collegati elettricamente ad alcun generatore elettrico 7.

In questo caso, l’elettrodo interno 5 comprende almeno due coppie di porzioni 56, 57 di cui ciascuna porzione di una prima coppia di porzioni 56 è realizzata in materiale dielettrico e una seconda coppia di porzioni 57 realizzate in materiale elettricamente conduttivo.

Va notato che l'adozione di un elemento 56 assialmente più corto, rispetto alla lunghezza della corrispondente porzione isolante 4 su detto mantello 10, non creerebbe problemi nella realizzazione di un riscaldatore 100 secondo la presente invenzione, purché la lunghezza garantisca un sufficiente isolamento tra gli elementi 57.

Il numero di coppie di elettrodi esterni 2, 3 anulari e il numero di suddivisioni dell’elettrodo interno 5 rotante può variare a seconda delle esigenze costruttive di detto riscaldatore 100. Infatti, maggiore è tale numero, maggiore risulta essere la resistenza elettrica vista da detto generatore elettrico 7, permettendo in questo modo di poter trattare agevolmente anche prodotti con conducibilità elettrica elevata che avrebbero dato luogo a correnti elettriche molto elevate se trattati con il riscaldatore ohmico presentato nelle forme di realizzazione delle figure 1 – 4.

Infine, detti generatori 7 possono essere controllati da un controllore logico programmabile (PLC).

Esempio 1

È stato realizzato un riscaldatore 100 che può trattare 200 kg/h di prodotto, comprendente tre stadi, tre generatori elettrici 7 e un mantello 10 avente due elettrodi esterni 2, 3 per stadio, per un totale di sei elettrodi interni, a lunghezza assiale costante e un diametro pari a 50mm. Su tale riscaldatore si possono montare elettrodi interni 5 sia di forma cilindrica che a tronco di cono, con diametro variabile tra 40mm e 45mm. L’elettrodo interno 5, quando montato, è stato collegato al potenziale di terra attraverso una spazzola.

In particolare sono stati montati elettrodi interni realizzati in acciaio AISI304 di forma cilindrica aventi sia diametro pari a 40mm che diametro pari a 45mm. In quest’ultimo caso, è stato testato sia l’elettrodo interno 5 cilindrico normale che la versione con raffreddamento controcorrente.

La potenza erogata per ogni stadio era pari a 5kW, con frequenza di lavoro uguale a 40 kHz

Gli elettrodi esterni 2, 3 sono stati realizzati in acciaio AISI304 e presentano tutti una lunghezza costante, pari a 84mm.

Detta porzione isolante 4 è stata realizzata in polietere etere chetone (peek) e presenta una forma anulare con lunghezza dell’anello pari a 20mm.

La velocità di rotazione di detto elettrodo interno 5 poteva variare tra 20rpm e 250rpm, e il valore tipico adottato durante le prove è stato pari a 200rpm.

La portata di prodotto in ingresso nelle varie prove è stata fatta variare tra 30 l/h a 300 l/h, con pressione massima di lavoro pari a 10 bar.

Infine, detto ingresso principale 60 e detta uscita principale 61 sono realizzate sostanzialmente in direzione radiale rispetto a detto mantello 10.

I seguenti prodotti sono stati testati: acqua, latte intero, albume d'uovo, purea di marroni, pesto genovese, con temperature di trattamento comprese tra 60°C e 145°C.

Esempio 2

È stato realizzato un riscaldatore 100 industriale che può trattare 3000kg/h di prodotto. Detto riscaldatore 100 comprende sei stadi, ovverosia sei generatori elettrici 7 asincroni da 25kW-35kW ciascuno, collegati a un applicatore 1 il cui mantello 10 presenta dodici elettrodi esterni 2, 3 (due per ogni stadio) e un diametro pari a 260mm e lunghezza pari a 2m.

Come detto, il valore delle tensioni e delle correnti erogate da detti sei generatori elettrici dipendono fortemente dal prodotto da scaldare. Nel caso in esempio, detti generatori elettrici 7 operavano con tensioni comprese tra circa 100V e 600V e con correnti comprese tra circa 50A - 250A a piena potenza.

La distanza tra i trasformatori di detti generatori elettrici 7 e detto applicatore 1 è pari a circa 300mm. Infatti, distanze superiori a 500mm o 600mm potrebbero creare problemi a causa dell’elevata induttanza.

I generatori 7 sono stati racchiusi all’interno di contenitori stagni contenenti anche i relativi trasformatori, detti contenitori presentando dimensioni pari a 250mm x 250mm x 400mm.

La lunghezza assiale di detti elettrodi esterni 2, 3 è variabile e va da 100mm a 60mm, in prossimità di detta uscita principale 61.

L’elettrodo interno 5 presenta un diametro costante pari a circa 200mm (215mm), e la corrispondente intercapedine presenta una sezione pari a 22,5mm.

Conseguentemente, detta intercapedine anulare presenta una sezione con superficie pari a 170 cm^2.

La velocità di rotazione di detto elettrodo interno 5 è stata impostata per essere pari a 60 giri/minuto. La risultante velocità periferica è pari a 0.6 m/s.

Come detto, la portata massima di detto riscaldatore è pari a 3000 kg/h, mentre la velocità di avanzamento prodotto massima è pari a 4.9 cm/s. Il rapporto tra velocità tangenziale e velocità assiale risulta essere uguale a 12

Detto elettrodo interno 5 è stato opportunamente isolato elettricamente dal motoriduttore di traino, evitando così ogni contatto strisciante.

Infine, detto ingresso principale 60 e detta uscita principale 61 presentano una direzione parallela all’asse di detto mantello 10, in cui detto ingresso principale 60 è disallineato rispetto a detta uscita principale 61. Nel caso in esempio, detto ingresso principale 60 è posto in corrispondenza del punto più basso di detta intercapedine 6 e detta uscita principale 61 è posta in corrispondenza del punto più alto di detta corona circolare 6.

In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Riscaldatore ohmico (100) per prodotti pompabili, comprendente almeno un generatore elettrico (7), a commutazione, e un applicatore (1) collegato elettricamente a detto almeno un generatore elettrico (7); detto riscaldatore ohmico (100) essendo caratterizzato dal fatto che: detto applicatore (1) presenta una forma esterna assial-simmetrica rispetto a un asse (X), preferibilmente cilindrica, in cui detto applicatore (1) comprende una prima e una seconda base (11, 12) e un mantello (10) comprendente almeno una coppia di porzioni conduttive (2, 3), preferibilmente di forma anulare, in materiale elettricamente conduttivo, e detto mantello (10) comprendendo almeno una porzione isolante (4) in materiale dielettrico, interposta tra dette porzioni conduttive (2, 3) di detta almeno una coppia, ciascun polo di detto almeno un generatore elettrico (7) essendo collegato a una rispettiva porzione conduttiva (2, 3) di detta almeno una coppia, detto applicatore (1) comprende al proprio interno un elettrodo interno (5) di forma assial-simmetrica, coassiale rispetto a detto asse (X), detto elettrodo interno (5) comprendendo una rispettiva prima e seconda base (500, 501) e una rispettiva parete laterale (502) ed essendo realizzato, in tutto o in parte, in materiale elettricamente conduttivo, detto elettrodo interno (5) essendo opzionalmente connesso a terra, e non presentando alcun collegamento elettrico diretto con detto almeno un generatore elettrico (7), lo spazio compreso tra detto elettrodo interno (5) e detto mantello (10) andando a costituire un’intercapedine (6); detto applicatore (1) comprendendo un ingresso principale (60) per il prodotto da scaldare posto in prossimità di detta prima base (11) di detto applicatore (1), e una uscita principale (61) per il prodotto scaldato, posta in prossimità di detta seconda base (12) di detto applicatore (1), opposta a detta prima base (11), lo spazio compreso tra dette basi (11, 12) di detto applicatore (1) e le rispettive basi (501, 502) di detto elettrodo interno (5) andando a costituire due rispettive zone di carico/scarico (62, 63) per detto prodotto, in collegamento di fluido con detta intercapedine (6) e disposte rispettivamente a monte e a valle di detta intercapedine (6) e in corrispondenza di detto ingresso principale (60) e di detta uscita principale (61), in modo tale da definire un percorso per detto prodotto, da detta zona di carico (62) a detta zona di scarico (63), attraverso detta intercapedine (6), in una direzione sostanzialmente parallela a detto asse (X) e in modo tale da definire un percorso per una corrente elettrica, da una prima porzione conduttiva (2) di detta almeno una coppia a detto elettrodo interno (5) e da detto elettrodo interno (5) a una seconda porzione conduttiva (3) di detta almeno una coppia, in una direzione sostanzialmente radiale rispetto a detto asse (X), ovvero in una direzione sostanzialmente trasversale al percorso di detto prodotto.
2. 2. Riscaldatore (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo interno (5) ruota intorno a detto asse (X) e che il rapporto tra la velocità tangenziale di detto elettrodo interno (5) e la velocità assiale del prodotto da scaldare, in corrispondenza di detta intercapedine è preferibilmente compreso tra 2 e 100.
3. 3. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette porzioni conduttive (2, 3) di detto mantello presentano una lunghezza assiale (L21, L31, L22, L32, L23, L33) decrescente, con riferimento a detto asse (X) e con riferimento al verso che va da detto ingresso principale (60) a detta uscita principale (61).
4. 4. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo interno (5) è di forma cilindrica oppure di forma a tronco di cono, la base minore di detto tronco di cono essendo in prossimità di detta uscita principale (61).
5. 5. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo interno (5) è sostituibile.
6. 6. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta zona di carico (62) è separata da detta intercapedine (6), e detto elettrodo interno (5) comprende due pareti sottili (52, 53) concentriche che delimitano rispettivamente una prima cavità (50) di forma assialsimmetrica rispetto a detto asse (X), preferibilmente cilindrica, e una seconda cavità (51) di forma assialsimmetrica rispetto a detto asse (X), preferibilmente di forma a cilindro cavo, disposta esternamente a detta prima cavità (50) e in comunicazione con essa in corrispondenza di detta seconda base (501) di detto elettrodo interno (5), detta prima cavità (50) comprendendo un primo ingresso (54) per detto prodotto, posto in corrispondenza di detta zona di carico (62), detta seconda cavità (51) comprendendo una rispettiva uscita (55) per detto prodotto in detta intercapedine (6), in prossimità di detta prima base (500) di detto elettrodo interno (5), in modo tale da definire un percorso per detto prodotto che vada da detta zona di carico (62) in successione in detta prima cavità (50), detta seconda cavità (51), detta parte restante di detta intercapedine (6) fino a detta zona di scarico (63), e in modo tale da permettere il raffreddamento delle pareti sottili (52, 53) di detto elettrodo interno (5) attraverso un sistema di scambio di calore controcorrente.
7. 7. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto mantello (10) comprende almeno due coppie di dette porzioni conduttive (2, 3), ciascuna porzione conduttiva (2, 3) di dette almeno due coppie essendo separata dalla porzione conduttiva ad essa adiacente da una rispettiva porzione isolante (4).
8. 8. Riscaldatore (100) la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto riscaldatore (100) comprende un rispettivo generatore elettrico (7) per ciascuna coppia di dette porzioni conduttive (2, 3), detti generatori elettrici (7) essendo preferibilmente generatori a commutazione sincroni.
9. 9. Riscaldatore (100) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che almeno una coppia di dette porzioni conduttive (2, 3) non è collegata a detto almeno un generatore elettrico (7), dette porzioni conduttive (2, 3) di detta almeno una coppia non collegata a detto generatore elettrico (7) essendo adiacenti, collegate tra loro in modo tale da presentare lo stesso potenziale, e circondate da una coppia di porzioni conduttive (2, 3) collegate a detto generatore elettrico (7); e detto elettrodo interno (5) presenta una porzione (56) realizzata in materiale dielettrico, in corrispondenza della porzione isolante (4) di detto mantello (10) interposta tra detta almeno una coppia di porzioni conduttive (2, 3) non collegata a detto generatore elettrico (7).
10. 10. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un generatore elettrico (7) è collegato a un rispettivo trasformatore ad alta frequenza posizionato in corrispondenza di detto applicatore (1), preferibilmente a una distanza minore di 600mm.
11. 11. Riscaldatore (100) secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detto trasformatore presenta una molteplicità di prese sull’avvolgimento primario.
12. 12. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno uno dei seguenti elementi è collegato a un sistema di raffreddamento ad acqua: dette porzioni conduttive (2, 3), detti generatori (7), detti trasformatori e/o gli avvolgimenti secondari di detti trasformatori.
13. 13. Riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti generatori (7) sono all’interno di contenitori stagni, posizionati in prossimità di detto applicatore (1) direttamente in ambiente.
14. 14. Metodo per il riscaldamento di un prodotto pompabile mediante un riscaldatore (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: A. far passare il prodotto da scaldare in detta intercapedine (6) di detto riscaldatore (100), preferibilmente per mezzo di una pompa meccanica; B. far passare una corrente elettrica sostanzialmente trasversale alla direzione di flusso di detto prodotto da scaldare, detta corrente elettrica essendo una corrente alternata a bassa tensione e alta frequenza, preferibilmente superiore a 5 kHz.
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detto prodotto da scaldare si muove all’interno di detta intercapedine (6) di detto applicatore (1) con un moto sostanzialmente elicoidale.
16. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, quando detto riscaldatore (100) dipende da detta rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto moto sostanzialmente elicoidale è ottenuto per mezzo della rotazione intorno a detto asse (X) di detto elettrodo interno (5).
17. 17. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14 – 16, caratterizzato dal fatto che detta corrente elettrica presenta, in prossimità di detto mantello (10), una componente in direzione assiale, con riferimento a detto asse (X) di detto applicatore (1).
18. 18. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14– 17, caratterizzato dal fatto che detto elettrodo interno (5) è cavo e presenta pareti sottili (52, 53), concentriche, a contatto con detto prodotto da scaldare, dette pareti sottili (52, 53) scambiando calore con detto prodotto da scaldare.
19. 19. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 14 - 18, caratterizzato dal fatto che detta fase B inizia prima che detta intercapedine (6) sia completamente riempita con detto prodotto da scaldare.