NL8802714A

NL8802714A - Werkwijze voor het in continue doorstroming thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen.

Info

Publication number: NL8802714A
Application number: NL8802714A
Authority: NL
Original assignee: Stork Amsterdam
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1989-06-16
Also published as: ES2035252T3; JPH01187073A; EP0323654B1; AU2589888A; DE3873725T2; DE3873725D1; JP2781572B2; NZ227061A; EP0323654A1; AU619508B2; US5080164A

Description

t* * % 88 3081/iem/tv

Korte aanduiding: Werkwijze voor het in continue doorstroming thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in continue doorstroming thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen, waarbij het mengsel in een of meerdere 5 warmtewisselingssecties wordt verwarmd tot een bepaalde gewenste temperatuur, in een warmhoudsectie gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur wordt gehouden en vervolgens in een of meerdere warmtewisselingssecties tot de gewenste eindtemperatuur wordt afgekoeld.

10 De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrich ting voor het uitvoeren van de bovengenoemde werkwijze.

Bij het thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen, bijvoorbeeld een sterilisatie- of pasteurisatieproces voor 15 verpompbare voedingsmiddelen, wordt in het algemeen de eis gesteld dat elke fractie van het mengsel tenminste een vastgestelde minimale proceswaarde krijgt. Als er tijdens de warmtebehandeling voor gezorgd wordt dat de fractie grootste vaste delen de minimale proceswaarde krijgt, zullen als 20 gevolg van verschillende doorwarmtijden van de verschillende fracties de fracties kleinere vaste delen en de vloeistof een belangrijk hogere proceswaarde dan de minimaal vereiste proceswaarde verkrijgen, hetgeen in een aantal gevallen de kwaliteit van het totale produkt na afloop van de thermische 25 behandeling nadelig blijkt te hebben beïnvloed. Er kunnen bijvoorbeeld ongewenste kleur- en smaakveranderingen zijn opgetreden.

Een voorbeeld van een dergelijke thermische behandeling .8802714 - 2 - is het sterilisatieproces dat wordt uitgevoerd op een soep welke is samengesteld uit een laag- tot middelvisceuze vloeistof waarin vaste delen groente en vlees zijn opgenomen. Nadat de soep in blikken is afgevuld en de blikken hermetisch 5 zijn gesloten worden de blikken met inhoud vervolgens in een sterilisator aan de thermische behandeling onderworpen. Vooral indien de blikken tijdens het sterilisatieproces worden geroteerd, wordt de vloeistof in korte tijd opgewarmd en bereikt deze al snel de temperatuur van het verhittings-10 medium (stoom of heet water van bijvoorbeeld 121°C) in de sterilisator. Ook del buitenkant van de vaste delen volgt de temperatuur van de vloeistof snel. Echter het warmtetransport naar het thermische centrum van de vaste delen kan uitsluitend door geleiding plaatsvinden.

15 Daardoor stijgt de temperatuur van het thermische centrum aanzienlijk langzamer en het duurt geruime tijd voordat dit thermische centrum de minimaal vereiste proceswaarde heeft bereikt. Hoe groter de vaste delen des te langer moet de thermische behandeling duren. De kleinere delen 20 en vooral de vloeistof krijgen bij een dergelijke thermische behandeling een veel hogere proceswaarde dan in feite voor het bereiken van het beoogde effect, bijvoorbeeld voldoende microbiologische inactivering, nodig zou zijn.

25 Hetzelfde verschijnsel treedt op wanneer een verpomp- bare dragervloeistof waarin grotere en kleinere delen zijn opgenomen, in een continue stroom wordt getransporteerd door achtereenvolgens een aantal eerste warmte-wisselingssecties, waarin tenminste de dragervloeistof wordt verwarmd tot een 30 gewenste temperatuur, een warmhoudsectie en een aantal daarop aansluitende tweede warmtewisselingssecties waarin het produkt tot een gewenste eindtemperatuur wordt afgekoeld. Tussen de verwarmende en koelende secties wordt de dragervloeistof in de warmhoudsectie zodanig lang op het in de verwarmende 35 secties bereikte temperatuurniveau worden gehouden dat de . 88 027 14 «* ί - 3 - temperatuur van het thermische centrum van de meegetransporteerde vaste delen een zodanig verloop krijgt dat ook in het thermische centrum van de vaste delen de minimaal vereiste proceswaarde wordt bereikt. Pas daarna, mag de 5 koeling van de dragervloeistof worden ingezet. De koeling kan eventueel iets eerder worden ingezet indien wordt geanticipeerd op de traagheid van het warmtetransport naar het thermische centrum van de vaste delen, in die zin dat de buitenkant van een vast deel al gekoeld mag worden, aangezien in het 10 thermische centrum de temperatuur nog gedurende korte tijd blijft oplopen. Een bijkomend aspect bij de hiervoor beschreven thermische behandeling is dat het transport van vaste delen in een dragervloeistof sterk afhankelijk is van het Reynoldsgetal van de dragervloeistof en van de dimensionering 15 van de gekozen warmtewisselaar-typen (bijvoorbeeld plaat-, buis- of geschraapte warmtewisselaars). Bovendien laat het transport van de vaste delen zich moeilijk voorspellen, waardoor het vaststellen van de opwarm- en koelcurves van het thermische centrum van de vaste delen en daarmee de bereikte 20 proceswaarde, uiterst onzeker wordt. Om het warmtebehande-lingsproces veilig uit te kunnen voeren, moeten de nodige veiligheidsmarges in de thermische behandeling in acht worden genomen.

De onderhavige uitvinding beoogt de hiervoor genoemde 25 nadelen van het in continue doorstroming behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen grote en kleine vaste delen te ondervangen.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de verblijftijd van de vaste delen in de warmhoudsectie 30 afzonderlijk wordt geregeld onafhankelijk van de verblijftijd van de vloeistof in de warmhoudsectie, terwijl de vaste delen voortdurend door de vloeistof worden omstroomd.

Hierdoor wordt bereikt dat enerzijds de dragervloeistof een niet hogere dan gewenste proceswaarde verkrijgt, en ander-35 zijds ook het thermische centrum van de vaste delen de ver- .8802714 - 4 - eiste proceswaarde verkrijgt.

Bij voorkeur wordt bij aanwezigheid van vaste delen van verschillende grootte in de vloeistof, de verblijftijd van de verschillende grootte-fracties vaste delen afzonderlijk gere-5 geld afhankelijk van de grootte van de vaste delen in een bepaalde fractie, zodanig dat het thermische centrum van de verschillende vaste delen min of meer dezelfde proceswaarde verkrijgt. Deze werkwijze kan worden aangeduid met de term "fractiespecifieke thermische behandeling”.

10 Doelmatig is de verblijftijd van een bepaalde grootte- fractie vaste delen in de warmhoudsectie groter naarmate de afmetingen van de vaste delen in deze fractie groter zijn.

In een bepaalde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt aan de vloeistof en aan elk van de in de 15 vloeistof opgenomen verschillende grootte-fracties vaste delen een verschillende thermische behandeling gegeven.

De inrichting voor het uitvoeren van de bovengenoemde werkwijze, omvattende een of meerdere warmtewisselaars waarin het mengsel van vloeistof en vaste delen kan worden verwarmd 20 tot een bepaalde gewenste temperatuur, een warmhoudinrichting waarin de vloeistof en de vaste delen gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur kunnen worden gehouden en een of meerdere warmtewisselaars waarin het mengsel tot de gewenste eindtemperatuur kan worden afgekoeld, wordt volgens de uitvin-25 ding gekenmerkt doordat de warmhoudinrichting tegenhoudmidde-len omvat waarmee de verblijftijd van de vaste delen in de warmhoudinrichting afzonderlijk kan worden geregeld onafhankelijk van de verblijftijd van de vloeistof in de warmhoudinrichting, terwijl de vaste delen voortdurend door de 30 vloeistof kunnen worden omstroomd.

Bij voorkeur omvatten de tegenhoudmiddelen meerdere achter elkaar opgestelde tegenhoudinrichtingen voor het tegenhouden van vaste delen waarin zich van doorlaatope-ningen voorziene tegenhoudorganen bevinden, waarbij de 35 grootte van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen van .8802714 •t - 5 - een bepaalde tegenhoudinrichting in hoofdzaak hetzelfde is en de grootte van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen van verschillende tegenhoudinrichtingen voor elk van de tegenhoudinrichtingen verschillend is, waarbij doelmatig in 5 de richting vanaf de warmtewisselaars voor het verwarmen van het produktmengsel naar de warmtewisselaars voor het afkoelen van het produktmengsel de grootte van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen van de opeenvolgende tegenhoudinrichtingen afneemt.

10 Daardoor is het mogelijk de fractie vaste delen met de grootste afmetingen reeds vanaf het eerste tegenhoud-orgaan tegen te houden, terwijl de kleinere vaste delen tezamen met de vloeistof door de openingen in het eerste tegenhoudorgaan direkt naar het volgende tegenhoudorgaan 15 kunnen stromen, vanwaar af de volgende grootte-fractie vaste delen kan worden tegengehouden.

Teneinde een optimale thermische behandeling mogelijk te maken is de tijd gedurende welke de verschillende tegenhoudinrichtingen de vaste delen kunnen tegenhouden voor elk van 20 de tegenhoudinrichtingen afzonderlijk instelbaar.

De uitvinding zal hierna door middel van de hiernavolgende beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld worden toegelicht aan de hand van een tekening, waarin: figuur 1 een vereenvoudigd schema is van een bepaalde 25 uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, figuur 2 het verloop aangeeft van de temperatuur van de vloeistof en van het thermische centrum van bepaalde vaste delen in verschillende grootte-fracties vaste delen tijdens de thermische behandeling van een produktmengsel in een 30 inrichting volgens de uitvinding; figuur 2a het verloop aangeeft van de temperatuur van de vloeistof en van het thermische centrum van bepaalde vaste delen in verschillende grootte-fracties vaste delen tijdens de thermische behandeling van een produktmengsel in 35 een inrichting volgens de stand der .8802714 '4 -6- * techniek met een gebruikelijke warmhoudinrichting zonder tegenhoudinrichtingen; figuur 3 schematisch een bepaalde uitvoeringsvorm van een toegepaste tegenhoudinrichting weergeeft in een doorsnede lood-5 recht op de draaiingsas van het tegenhoudorgaan; figuur 4 een doorsnede is van de tegenhoudinrichting van fig. 3 volgens de lijn IV-IV, figuur 5 schematisch een andere uitvoeringsvorm van een tegenhoudinrichting weergeeft in een doorsnede overeenkomstig 10 fig. 3; figuur 6 een doorsnede is van de inrichting van fig. 5 volgens de lijn IV-IV; figuur 7 schematisch en in perspectief een op een as aangebracht, uit pennen bestaand tegenhoudelement met een daartus-15 sen grijpend element voor het verwijderen van de vaste delen weergeeft, en figuren 8 t/m 10 twee voor vaste delen met verschillende afmeting geldende proceswaarden weergeven die bereikt worden tijdens een thermische behandeling van een produktmengsel in 20 een installatie zonder tegenhoudinrichtingen (figuur 8), in een installatie met drie tegenhoudinrichtingen of een drietraps tegenhoudinrichting (figuur 9), resp. een installatie met een groot aantal tegenhoudinrichtingen of een meertraps (meer dan drie) tegenhoudinrichtingen (figuur 10).

25 In fig. 1 is een vereenvoudigd schema weergegeven van een inrichting voor het in continue doorstroming thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen. Het te behandelen produktmengsel wordt via een produkttoevoer 1, een tussenopslagvat 2 met 30 roerorgaan 3 toegevoerd aan een pomp 4 met positieve verplaatsing. Deze pomp 4 pompt het produktmengsel achtereenvolgens door twee regeneratief warmtewisselaars 5 en 6, een verwar-mingseenheid 7, een warmhoudinrichting 8, twee regeneratief warmtewisselaars 9 en 10, een koeleenheid 11 en een tegen-35 drukinrichting 12, 13 naar een produktafvoer 14 welke naar .8802714 % -7- hier niet weergegeven aseptische vulinrichtingen leidt.

In de regeneratief warmtewisselaars 5 en 6 wordt het te behandelen produktmengsel voorverwarmd met behulp van warmte afkomstig van het reeds behandelde produktmengsel. Deze warmte 5 wordt aan het reeds behandelde produktmengsel onttrokken in de regeneratief warmtewisselaars 9 en 10 en via de tussenkring-loop 15 met pomp 16 naar de warmtewisselaars 5 en 6 getransporteerd. In de verwarmingseenheid 7 wordt het te behandelen produktmengsel met behulp van stoom of heet water, die bij 18 10 wordt toegevoegd, indirect verwarmd tot de gewenste temperatuur. Deze temperatuur wordt geregeld met behulp van een temperatuur-regelaar 19.

In de hierna nog nader te beschrijven warmhoudinrichting wordt de vloeistof met de daarin opgenomen vaste delen vervol-15 gens enige tijd op de gewenste temperatuur gehouden teneinde de vloeistof en de daarin opgenomen vaste delen de vereiste proceswaarde te laten verkrijgen.

In de regeneratief warmtewisselaars 9 en 10 wordt het behandelde produktmengsel voorgekoeld en in de koeler 11 met 20 behulp van water dat bij 20 wordt toegevoerd, tot de vereiste eindtemperatuur afgekoeld. De eindtemperatuur wordt geregeld met behulp van een temperatuurregelaar 21.

De tegendrukinrichting omvat twee vaten 12 en 13. Het gekoelde produktmengsel wordt aan een van de beide vaten toege-25 voerd, waarbij de druk in het vat met behulp van bij 22 toegevoerde steriele lucht op een zodanige waarde wordt gehouden dat er in het voorgaande transporttraject nergens dampvorming door koken kan optreden. Wanneer het betreffende vat vol is wordt de produktstroom naar het andere vat geleid en wordt het eerste vat 30 op de voor de vulinrichting vereiste toevoerdruk gebracht, zodat het in het vat aanwezige produktmengsel via de produktafvoer 14 naar een aseptische vulinrichting kan worden geleid.

Voor de eenvoud zijn diverse afsluiters in de steriele luchtleidingen en in de transportleidingen niet getekend.

35 Afgezien van de warmhoudinrichting 8 is de hierboven . 8802714 / -8- beschreven warmtebehandelingsinrichting bekend.

De warmhoudinrichting 8 omvat tegenhoudmïddelen waarmee de verblijftijd van de vaste delen in de warmhoudinrichting 8 afzonderlijk kan worden geregeld onafhankelijk van de ver-5 blijftijd van de vloeistof in de warmhoudinrichting 8, terwijl de vaste delen voortdurend door de vloeistof worden omstroomd. De tegenhoudmïddelen omvatten één tegenhoudinrich-ting of meerdere, in dit voorbeeld drie, achter elkaar opgestelde tegenhoudinrichtingen 23, 24 en 25 voor het tegenhouden 10 van vaste delen, waarin zich van doorlaatopeningen voorziene tegenhoudorganen 26 bevinden.De doorlaatopeningen in de tegen-houdorganen van een bepaalde tegenhoudinrichting zijn in hoofdzaak even groot. De grootte van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen van verschillende tegenhoudinrichtingen 23, 15 24, 25 is voor elk van de tegenhoudinrichtingen verschillend.

In het hier weergegeven uitvoeringsvoorbeeld zijn de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen 26 in de tegenhoudinrichting 23 het grootste, en in de tegenhoudinrichting 25 het kleinste.

In de eerste tegenhoudinrichting 23 wordt uitsluitend de 20 fractie grootste vaste delen (bijvoorbeeld met een diameter groter dan 20 mm) gedurende een voor deze inrichting instelbare tijd tegengehouden, terwijl de dragervloeistof samen met de kleinere vaste delen deze fractie grootste delen omstroomt en ongehinderd door de eerste tegenhoudinrichting 23 heen 25 stroomt.

In de tweede tegenhoudinrichting 24 worden zowel de fractie grootste delen, welke na de tegenhoudperiode in de eerste tegenhoudinrichting 23 weer met de dragervloeistof meestroomt, alsmede een volgende fractie middelgrote vaste delen 30 (bijvoorbeeld met een diameter groter dan 10 mm en kleiner dan of gelijk aan 20 mm) gedurende een voor deze inrichting instelbare tijd tegengehouden, terwijl de dragervloeistof samen met de nog kleinere delen de tegengehouden delen omstroomt en ongehinderd door deze tegenhoudinrichting 24 35 stroomt.

.8802714 -9-

In de derde tegenhoudinrichting 25 worden zowel de fractie die reeds in de eerste 23 en tweede 24 tegenhoudinrichting was tegengehouden, alsmede de fractie die slechts in de tweede tegenhoudinrichting 24 was tegengehouden samen met de fractie 5 kleine vaste delen (bijvoorbeeld met een diameter groter dan 3 mm en kleiner dan of gelijk aan 10 mm) gedurende een voor deze tegenhoudinrichting instelbare tijd tegengehouden, terwijl de dragervloeistof samen met de kleinste delen (met een diameter kleiner dan of gelijk aan 3 mm) de tegengehouden delen omstroomt 10 en ongehinderd door de tegenhoudinrichting 25 heen stroomt.

In dit voorbeeld wordt bij het temperatuurniveau van de ongehinderd doorstromende dragervloeistof, waarvan de verblijftijd in de warmhoudinrichting 8 bijvoorbeeld *ν1 bedraagt, de verblijftijd van de verschillende grootte-15 fracties vaste delen in de warmhoudinrichting 8 bepaald door de per tegenhoudinrichting 23, 24 en 25 te stellen verbli jfti jdA t23, At24 resp. At25·

Indien de verblijftijd van de vloeistof in elk der tegenhoudinrichtingen 23, 24, 25 op S t wordt gesteld, 20 dan ontstaat voor de verblijftijden van de vloeistof en de vaste delen in de warmhoudinrichting 8 het volgende schema (waarin d de diameter van de vaste delen is: - de verblijftijd vloeistof en kleinste delen (bijv. d ^ 3 mm ) : fcvl 25 - verblijftijd kleine delen (bijv. 3 mm d ^ 10 mm) : tvl -£t + A t25 - verblijftijd middelgrote delen (bijv. 10 mm < d ^ 20 mm) : t . - 2 S t + Δ toc +At~ vi zo 24 - verblijftijd grootste delen 30 (bijv. d > 20 mm) : tvl -3&t +At25+At24 +At23

Het is duidelijk dat door de juiste keuze van het .8802714 Η -10- aantal tegenhoudinrichtingen 23, 24, 25 waarin vaste delen met afmetingen die groter zijn dan een bepaalde waarde worden tegengehouden en de tijd gedurende welke de vaste delen in de tegenhoudinrichtingen 23, 24, 25 worden 5 tegengehouden, een aan het produkt aangepaste warmtebehandeling kan worden gerealiseerd, waarbij elke fractie vaste delen en de dragervloeistof een optimale warmtebehandeling ondergaan.

In fig. 2 is het temperatuursverloop van de drager-10 vloeistof en het temperatuursverloop in het thermische centrum van vaste delen van verschillende grootte tijdens het warmtebehandelingsproces weergegeven.

De lijn A geeft het temperatuursverloop weer van de dragervloeistof in de regeneratief warmtewisselaars 5 en 6, 15 de verwarmingseenheid 7, de warmhoudinrichting 8, de regeneratief warmtewisselaars 9 en 10 en de koeleenheid 11.

De lijn B geeft het temperatuursverloop weer van het thermische centrum van de vaste delen binnen fractie kleinste delen welke tezamen met de vloeistof alle drie tegenhoud-20 inrichtingen 23, 24, 25 ongehinderd doorstroomt. De lijn C

geeft het temperatuursverloop aan van het thermische centrum van het grootste vaste deel binnen de fractie kleine vaste delen welke, tezamen met de dragervloeistof en de fractie kleinste vaste delen, de eerste 23 en tweede 24 tegenhoud-25 inrichting ongehinderd doorstroomt. De lijn D geeft het temperatuurverloop aan van het thermische centrum van het grootste vaste deel binnen de fractie middelgrote vaste delen, welke samen met de dragervloeistof de fractie kleine vaste delen en de fractie kleinste vaste delen, alleen de eerste 30 tegenhoudinrichting 23 ongehinderd doorstroomt. De lijn E tenslotte geeft het temperatuursverloop weer in het thermische centrum van het grootste vaste deel binnen de fractie grootste vaste delen welke door elk van de opeenvolgende tegenhoudinrichtingen 23, 24 en 25 gedurende een per 35 tegenhoudinrichting instelbare tijd wordt tegengehouden, .8802714 6 -11- terwijl de dragervloeistof samen met de andere fracties vaste delen deze eerste inrichting ongehinderd doorstroomt, waarbij de door de tegenhoudinrichting 23 tegengehouden vaste delen vrijelijk worden omstroomd.

5 Op tijdstip t = t^, t2 resp. t^ worden de in de successievelijk doorstroomde tegenhoudinrichtingen 25, 24 en 23 één of meer tegengehouden fracties weer vrijgegeven en door de stromende dragervloeistof meegenomen. De tijden t^f t2 en t.j worden hierbij door middel van de per tegen-10 houdinrichting instelbare tegenhoudtijd zodanig ingesteld, dat elk van de fracties een niet hogere dan de gewenste minimaal vereiste proceswaarde verkrijgt.

Met het bovenbeschreven systeem wordt bereikt dat binnen elke te kiezen grootte-fractie vaste delen en binnen 15 de dragervloeistoffractie met de vrij meestromende fractie kleinste delen de thermische behandeling voor elk van deze fracties zodanig gekozen kan worden, dat geen van deze fracties een zwaardere dan de minimaal verlangde thermische behandeling behoeft te ondergaan. Daardoor wordt een optimaal 20 proces verkregen, waarbij nadelige effecten zoals kleur- en smaakveranderingen tot een minimum beperkt kunnen blijven.

Tevens wordt met dit systeem bereikt dat de verblijftijden van de diverse grootte-fracties vaste delen bij een bepaald gewenst temperatuurniveau van de dragervloeistof, door middel van de 25 dimensionering van de opeenvolgende tegenhoudinrichtingen berekenbaar zijn en dat de onzekerheid ten aanzien van de verblijftijdspreiding van vaste delen binnen een vrij-stromende dragervloeistof althans voor het ontwerp en de berekening van een thermisch proces worden geëlimineerd.

30 In vergelijking is in figuur 2a (analoog aan figuur 2) het temperatuursverloop weergegeven van de dragervloeistof en het temperatuursverloop in het thermische centrum van vaste delen van verschillende grootte tijdens het warmtebehandelingsproces in een inrichting analoog aan de 35 inrichting van figuur 1, echter zonder tegenhoudinrichtingen • .8802714 -12- 23, 24 en 25. In plaats van de in de inrichting van figuur 1 toegepaste warmhoudinriching 8 is een gebruikelijke warmhoudinrichting toegepast (bijvoorbeeld in de vorm van een lange leiding). De lijnen A' t/m E' geven wederom het 5 temperatuursverloop weer van de vloeistof en het thermisch centrum van de vaste delen met dezelfde afmetingen als in het geval van figuur 2. De verblijftijd in de warmhoudinrichting is voor alle vaste delen hetzelfde en gelijk aan de verblijftijd van de vloeistof t'v^. Het temperatuursverloop van de grootste 10 vaste delen is in figuur 2a (lijn E') hetzelfde als in figuur 2 (lijn E). Het temperatuursverloop van de kleinere vaste delen en de vloeistof is in figuur 2a en figuur 2 verschillend. Wanneer geen tegenhoudinrichtingen worden toegepast (figuur 2a), wordt de verblijftijd van de vaste delen en de vloeistof 15 bepaald door de grootste vaste delen. De kleinere vaste delen en de vloeistof worden daardoor onnodig lang op hoge temperatuur gehouden, hetgeen zich uit in een achteruitgang van de kwaliteit ervan, zoals hierna nog nader zal worden toegelicht.

20 De tegenhoudinrichtingen 23, 24 en 25 kunnen op ver schillende wijze zijn uitgevoerd. Belangrijk daarbij is dat een grootte-fractie vaste delen welke in één of meer van de opeenvolgende tegenhoudinrichtingen gedurende een instelbare tijd wordt tegengehouden, ondertussen niet wordt afgescheiden 25 van de vloeistofstroom en gedurende de verblijftijd binnen de opeenvolgende tegenhoudinrichtingen vrijelijk wordt omstroomd door de dragervloeistof met daarin de fractie vaste delen kleiner dan die welke in de betreffende tegenhoudinrichting tijdelijk worden tegengehouden, zodat op deze wijze bereikt 30 wordt dat aan de betreffende tegengehouden fractie voldoende thermische energie uit de vrij doorstromende dragervloeistof wordt afgegeven.

De in fig. 3 en 4 weergegeven uitvoeringsvorm van een tegenhoudinrichting is in het algemeen aangegeven met 30 en 35 omvat een in hoofdzaak gesloten cilindrisch vat 31 met een .8802714 -13- omtreksrand 32 en twee eindwanden 33 en 34. Op de omtreksrand zijn een toevoerleiding 35 en een afvoerleiding 36 aangesloten.

Binnen in het vat 31 is een tegenhoudorgaan in de vorm van een roterend schoepenwiel 37 aangebracht dat bestaat uit 5 een as 38 met daarop aangebracht een aantal, in dit geval zes, schoepen 39. De draaiingsas van het schoepenwiel valt samen met de as van het cilindrische vat 31. De vrije omtreksrand van elk van de schoepen 39 is nabij de binnenzijde van de cilindrische omtreksrand 32 en de beide kopse eindwanden 33 en 34 10 van het vat 31 gelegen. De schoepen 39 zijn doorlatend, en kunnen daartoe, zoals in fig. 4 te zien is, een zeefconstructie bezitten. Het is echter ook mogelijk om de schoepen 39 te voorzien van sleuven.

Het schoepenwiel 38 kan via een door één of beide kopse 15 eindwanden 33 en 34 van het vat 31 stekende as worden aangedreven met een regelbare rotatiesnelheid. De aandrijfinrichting is hier niet verder weergegeven.

Het produktmengsel dat gedurende een bepaalde tijd op een bepaalde temperatuur moet worden gehouden kan worden toege-20 voerd via de toevoerleiding 35 en worden afgevoerd door de afvoerleiding 36. De dragervloeistof kan direct vanaf de toevoerleiding 35 via de openingen in de schoepen vrij in alle richtingen door het vat stromen naar de afvoerleiding 36. De vloeistof zal daarbij de weg van de minste weerstand kiezen.

25 De in de vloeistof opgenomen vaste delen 40 zullen daarentegen worden tegengehouden door de draaiende schoepen 39 en daardoor verhinderd worden om de kortste weg vanaf de toevoerleiding 35 naar de afvoerleiding 36 te volgen. De vaste delen worden tussen de schoepen 39 van het aangedreven schoe-30 penwiel opgevangen en in de draairichting van het schoepenwiel meegevoerd totdat ze bij de afvoerleiding 36 aankomen. Daar verlaten de vaste delen 40 de ruimte tussen de schoepen 39 weer, doordat ze worden meegenomen door de door het vat 31 stromende dragervloeistof, en komen in de afvoerleiding 36 35 terecht. Door het instellen van de draaisnelheid van het schoe- .8802714 t -14- penwiel 37 kan de verblijftijd van de vaste delen 40 in het vat 31 worden bepaald, onafhankelijk van de verblijftijd van de vloeistof in het vat. De verblijftijd van de vaste delen 40 in het vat kan zodanig worden ingesteld dat de vaste delen 40 5 voldoende worden doorgewarmd.

In fig. 5 en 6 is een andere uitvoeringsvorm van een tegenhoudinrichting weergegeven die in het algemeen is aangegeven met 41. De inrichting omvat eveneens een in hoofdzaak cilindrisch vat 42 met een cilindrische omtrekswand 43 en 10 eindwanden 44 en 45. Op het vat zijn eveneens een toevoerlei- ding 46 en een afvoerleiding 47 aangesloten, waarbij de afvoerleiding 47 enigszins anders gesitueerd is als bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 en 4. Ook bij deze uitvoeringsvorm is een schoepenwiel 48 aangebracht bestaande uit een aantal, in 15 dit geval vier, op een as 49 aangebrachte schoepen 50.

Elke schoep 50 bestaat uit een aantal zich loodrecht vanaf de as 49 naar buiten toe uitstrekkende, in de richting van de as 49 op afstand van elkaar liggende pennen 51, waarvan de uiteinden nabij de binnenzijde van de cilindrische wand 43 van 20 het vat 42 zijn gelegen. In de weergegeven uitvoeringsvorm zijn de pennen 51 gebogen. Het is echter ook mogelijk om de pennen recht uit te voeren.

De werking van de tegenhoudinrichting volgens fig. 5 en 6 komt overeen met die van fig. 3 en 4.

25 Voor het van de schoepen 50 verwijderen van de vaste delen 40, is in het vat 42 ter plaatse van de afvoerleiding 47 een element 52 aangebracht, dat bestaat uit een reeks in de lengterichting van het vat naast elkaar en op afstand van elkaar aangebrachte pennen 53 die zich vanaf de cilindrische 30 wand 43 van het vat 42 in de richting van de as 49 uitstrekken en tussen de pennen 31 van de schoepen 30 grijpen. Daardoor kan gezorgd worden dat er geen vaste delen op de schoepen achterblijven die anders eventueel een tweede keer door het vat gevoerd zouden kunnen worden, waardoor de verblijftijd van deze 35 vaste delen in de warmhoudinrichting de maximale verblijftijd .8802714 -15- zou overschrijden. In fig. 7 is schematisch de as 49 met daarop een uit pennen 51 bestaande schoep 50 weergegeven, alsmede het uit de pennen 53 bestaande element 52. Vaste delen 40 die zich tussen de pennen 51 zouden hebben vastgezet, worden als het ware 5 door de pennen 53 in de lengterichting van de pennen 51 uit de tussen de pennen 51 aanwezige sleuven geschoven.

De figuren 8 t/m 10 geven een beeld van de resultaten van een warmtebehandeling van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen, uitgevoerd in 10 - een installatie volgens de stand der techniek met een warmhoudinrichting zonder tegenhoudinrichtingen (figuur 8), - een installatie volgens de uitvinding met een warmhoudinrichting met drie tegenhoudinrichtingen of een drietraps tegenhoudinrichting (figuur 9), en 15 - een installatie volgens de uitvinding met een warmhoudinrichting met een groot aantal tegenhoudinrichtingen of een meertraps (meer dan drie) tegenhoudinrichtingen (figuur 10).

In de figuren 8a, 9a en 10a is de proceswaarde FQ in het 20 thermische centrum van de vaste delen als functie van de thermische afmeting van de vaste delen, alsmede de proceswaarde Fq in de vloeistof (afmeting 0) weergegeven.

F0 stelt de letaliteit voor en wordt gedefinieerd als: t T-121,1 f 10 F0 = / 10 .dt , 0 25 waarin t de tijd en T de temperatuur van het thermisch centrum van het vaste deel of van de vloeistof is.

Fq is een maat voor de biologische inactivering van het thermisch centrum van de vaste delen en van de vloeistof.

In de figuren 8b, 9b en 10c is de proceswaarde CQ van de 30 vaste delen als functie van de thermische afmeting van de .8802714 -16- vaste delen alsmede de proceswaarde CQ van de vloeistof weergegeven.

t T-100,0 ( 33

Co = I 10 .dt , 0 CQ stelt de kookwaarde voor en wordt gedefinieerd als: 5 waarin t de tijd en T over het gehele vaste deel geïntegreerde temperatuur is of de temperatuur van de vloeistof.

CQ is een maat voor de thermische degradatie van de vaste delen.

10 De figuren 8 t/m 10 gelden voor de warmtebehandeling van een produktmengsel waarin de grootste vaste delen een thermische afmeting hebben van 30 mm.

Figuur 8a,b laat zien welke F - en C0~waarden bereikt worden bij een warmtebehandeling in een inrichting volgens de 15 stand der techniek met een warmhoudinrichting zonder tegenhoudinrichtingen. Het temperatuursverloop van de vloeistof en het thermisch centrum van de vaste delen tijdens een dergelijke warmtebehandeling is weergegeven in fig. 2a.

Figuur 8a laat zien dat als gevolg van de lange 20 verblijftijd van het totale produktmengsel in de warmhoudinrichting, welke verblijftijd nodig is om in het thermisch centrum van de grootste vaste delen de minimum F -waarde (F„ „) te bereiken, het thermisch centrum van de o o mm kleinere vaste delen en in het bijzonder de vloeistof, een 25 zeer hoge FQ-waarde bereiken. Belangrijker is echter dat ook de CQ-waarde (fguur 8b), die een maat is voor de thermische degradatie, zeer hoog wordt voor de kleinere vaste delen en voor de vloeistof, hetgeen nadelig is voor de kwaliteit ervan. Figuur 9a, b laat zien welke F - en CQ-waarden bereikt 30 worden bij een warmtebehandeling in een inrichting volgens de .8802714 -17- uitvinding, in het bijzonder een inrichting volgens figuur 1 met een warmhoudinrichting 8 met drie tegenhoudinrichtingen (23, 24 en 25) of een drietraps tegenhoudinrichting. Het temperatuursverloop van de vloeistof en het thermisch centrum 5 van de vaste delen tijdens deze warmtebehandeling is weergegeven in figuur 2. De tegenhoudinrichtingen zijn zo ingesteld dat het thermisch centrum van de grootste vaste delen in elke grootte-fractie tijdens de warmtebehandeling de 10 minimum F -waarde bereikt, o

Uit figuur 9a, b blijkt dat de F - en CQ-waarden voor de vaste delen waarvan de thermische afmetingen tussen 20 en 30 mm liggen gelijk zijn aan die in figuur a, b. De Fq- en C -waarden voor de kleinere vaste delen met thermische o 15 afmetingen kleiner dan 20 mm, en de vloeistof zijn echter aanzienlijk lager dan in figuur 8a, b. In het bijzonder de lagere CQ-waarde voor de kleinere vaste delen en de vloeistof heeft een gunstige invloed op de kwaliteit van het produktmengsel.

20 Figuur 10a, b tenslotte laat zien welke F - en CQ-waarden worden bereikt als in plaats van drie tegenhoudinrichtingen, zoals in figuur 1 is aangegeven, of een drietraps tegenhoudinrichting, een groot aantal (in dit geval zeven) tegenhoudinrichtingen of een meertraps (zeventraps) 25 tegenhoudinrichting wordt toegepast. De FQ-waarde in het thermisch centrum van de vaste delen ligt voor alle vaste delen binnen vrij nauwe grenzen juist boven de minimum FQ-waarde (figuur 10a). De CQ-waarde neemt vanaf de CQ-waarde van de grootste vaste delen trapsgewijs af naar de CQ-waarde voor de 30 kleinste vaste delen en de vloeistof (figuur 10b).

Door toepassing van een tegenhoudinrichting met doorlaatopeningen voor de vaste delen die continue vanaf de produktinvoer naar de produktuitvoer afnemen, zou een constante of nagenoeg constante FQ-waarde voor de vaste delen 35 kunnen worden bereikt, terwijl de Co~waarde gelijkmatig afneemt vanaf de CQ-waarde voor de grootste vaste delen naar de CQ-waarde voor de kleinste vaste delen en de vloeistof.

.8802714

Claims

1. Werkwijze voor het in continue doorstroming thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloeistof met daarin opgenomen vaste delen, waarbij het mengsel in een of meerdere warmtewisselingssecties wordt verwarmd tot 5 een bepaalde gewenste temperatuur, in een warmhoudsectie gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur wordt gehouden en vervolgens in een of meerdere warmtewisselingssecties tot de gewenste eindtemperatuur wordt afgekoeld, met het kenmerk, dat de verblijftijd van de vaste delen in 10 de warmhoudsectie afzonderlijk wordt geregeld onafhankelijk van de verblijftijd van de vloeistof in de warmhoudsectie, terwijl de vaste delen voortdurend door de vloeistof worden omstroomd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat bij 15 aanwezigheid van vaste delen van verschillende grootte in de vloeistof de verblijftijd van de verschillende grootte-frac-ties vaste delen afzonderlijk wordt geregeld afhankelijk van de grootte van de vaste delen in een bepaalde fractie.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de 20 verblijftijd van een bepaalde grootte-fractie vaste delen in de warmhoudsectie groter is naarmate de afmetingen van de vaste delen in deze fractie groter zijn.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het ken-25 merk, dat aan de vloeistof en aan elk van de in de vloeistof opgenomen verschillende grootte-fracties vaste delen een verschillende thermische behandeling wordt gegeven.

5. Inrichting voor het in continue doorstroming thermisch behandelen van een produktmengsel bestaande uit een vloei- 30 stof met daarin opgenomen vaste delen, omvattende een of meerdere warmtewisselaars waarin het mengsel van vloeistof en vaste delen kan worden verwarmd tot een bepaalde gewenste . 88027 14 4 -ΐ- temperatuur, een warmhoudinrichting waarin de vloeistof en de vaste delen gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur kunnen worden gehouden en een of meerdere warmtewisselaars waarin het mengsel tot de gewenste eindtemperatuur kan 5 worden afgekoeld, met het kenmerk, dat de warmhoudinrichting (8) tegenhoudmiddelen omvat waarmee de verblijftijd van de vaste delen in de warmhoudinrichting afzonderlijk kan worden geregeld onafhankelijk van de verblijftijd van de vloeistof in de warmhoudinrichting, terwijl de vaste delen voortdurend 10 door de vloeistof kunnen worden omstroomd.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de tegenhoudmiddelen meerdere achter elkaar opgestelde tegenhoud-inrichtingen (23, 24, 25)voor het tegenhouden van vaste delen omvatten waarin zich van doorlaatopeningen voorziene tegenhoud- 15 organen (26) bevinden, waarbij de grootte van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen van een bepaalde tegenhoudin-richting in hoofdzaak hetzelfde is en de grootte van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen van verschillende tegenhoudinrichtingen voor elk van de tegenhoudinrichtingen ver-20 schillend is.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat in de richting vanaf de warmtewisselaars (5, 6, 7) voor het verwarmen van het produktmengsel naar de warmtewisselaars (9, 10, 11) voor het afkoelen van het produktmengsel de grootte 25 van de doorlaatopeningen in de tegenhoudorganen (26) van de opeenvolgende tegenhoudinrichtingen (23, 24, 25) afneemt.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de tijd gedurende welke de verschillende tegenhoudinrichtingen (23, 24, 25) de vaste delen kunnen tegenhouden voor elk 30 van de tegenhoudinrichtingen afzonderlijk instelbaar is.

9. Inrichting volgens een der conclusies 6-8, met het .8802714 * -2P- kenmerk, dat elk van de tegenhoudinrichtingen (23, 24, 25; 30, 41) ten minste bestaat uit een vat (31, 42) waarin het produkt-mengsel gedurende enige tijd verblijft en waarop een toevoeren afvoerleiding (35; 46 resp. 36; 47) voor het produktmengsel 5 zijn aangesloten en een in het vat (31; 42) aangebracht selectief op een fractie vaste delen (40) inwerkend tegenhoudorgaan (37; 48) waarmee de transportsnelheid en mitsdien de verblijftijd van de vaste delen in het vat kan worden geregeld.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het 10 vat (31; 42) in hoofdzaak cilindrisch uitgevoerd is en het tegenhoudorgaan (37; 48) een met variabele snelheid draaibaar tegenhoudorgaan is waarvan de draaiingsas samenvalt met de as van het cilindrische vat (31; 42) en dat voorzien is van tenminste één vloeistofdoorlatend tegenhoudelement 39; 50).

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk dat het vloeistofdoorlatende tegenhoudelement 39; 50) gelegen is in een zich vanaf de as (38; 49) van het tegenhoudorgaan (37; 48) naar buiten toe uitstrekkend en evenwijdig aan deze as (38; 49) verlopend vlak, en de vrije omtreksrand van het tegenhoudele-20 ment (39; 50) nabij de binnenzijde van de cilindrische omtreks-wand (32, 43) en de kopse eindwanden (33, 34; 44, 45) van het vat (31; 42) is gelegen.

12. Inrichting volgens conclusie 11. met het kenmerk, dat het vlak waarin het tegenhoudelement (39) is gelegen, een plat vlak 25 is.

13. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het vlak waarin het tegenhoudelement (50) is gelegen, een gekromd vlak is.

14. Inrichting volgens één der conclusies 10-13, met het 30 kenmerk dat het tegenhoudelement (39) een zeefstructuur bezit. .8802714 k * -B-

15. Inrichting volgens één der conclusies 10-13, met het kenmerk dat het tegenhoudelement (50) voorzien is van sleuven.

16. Inrichting volgens één of meer der conclusies 11-15, met het kenmerk, dat het tegenhoudelement (50) bestaat uit een 5 aantal zich loodrecht vanaf de as (49) van het transportorgaan (48) naar buiten toe uitstrekkende, in de richting van deze as (49) op afstand van elkaar liggende pennen (51) waarvan de uiteinden nabij de binnenzijde van de cilindrische wand (43) van het vat zijn gelegen.

17. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk dat ter plaatse van de afvoerleiding (47) voor het mengsel een element (52) voor het van het tegenhoudelement (50) verwijderen van de vaste delen (40) in het vat (42) is aangebracht, dat bestaat uit een reeks in de lengterichting van het vat (42) naast 15 elkaar en op afstand van elkaar aangebrachte pennen (53) die zich vanaf de cilindrische wand (43) van het vat in de richting van de as (49) van het tegenhoudorgaan (48) uitstrekken en tussen de pennen (51) van het tegenhoudelement (50) grijpen. .8802714