NL9200429A

NL9200429A - Device for electrically heating a conductive flowable medium

Info

Publication number: NL9200429A
Application number: NL9200429A
Authority: NL
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1993-10-01

Abstract

The invention provides a device for heat-treating an electrically conductive, at least initially flowable medium, such as foods. This device comprises a conduit 1 through which the medium can flow, the conduit being provided with electrodes 2 which are at a distance from each other, are insulated from one another and from the conduit 1 and are connected to a current source (power supply), regions of the electrodes being exposed to the interior of the conduit. For the sake of increased hygiene, the conduit inner wall which comes into contact with the said medium is coated with a layer of vitreous material 7 such as enamel. In this arrangement, the electrodes 2, if disposed along the conduit inner wall, can be embedded in the coating layer 7 of vitreous material. <IMAGE>

Description

Titel: Inrichting voor het elektrisch verhitten van een geleidend stroombaar medium.Title: Device for electrically heating a conductive flowable medium.

De uitvinding betreft een inrichting voor het warmtebehandelen van een elektrisch geleidend, ten minste aanvankelijk stroombaar medium, zoals voedingsmiddelen, omvattende een leiding waardoorheen het medium kan stromen, welke leiding is voorzien van zich op afstand van elkaar bevindende, van elkaar en van de leiding geïsoleerde en met een stroombron verbonden elektroden, waarvan gebieden zijn blootgesteld aan het inwendige van de leiding.The invention relates to a device for heat treating an electrically conductive, at least initially flowable medium, such as foodstuffs, comprising a conduit through which the medium can flow, which conduit is provided with spaced apart, insulated from each other and from the conduit and electrodes connected to a current source, areas of which are exposed to the interior of the lead.

Een dergelijke inrichting is bekend uit GB-A-2067390* doch deze inrichting bezit een aantal nadelen. Zo bestaat de binnenwand van de veelal dubbelwandige leiding van een dergelijke inrichting, die elektrisch isolerend doch warmte-geleidend dient te zijn, uit roestvrij staal, bekleed met een laag kunststofmateriaal, zoals Teflon. Verschillende van deze buisstukken zijn middels pakkingen op elkaar aangesloten, waarbij speciale korte buisstukken zijn tussengeplaatst. waarvan de binnenwand is bekleed met elektrodemateriaal, of waarbij door de buiswand een tot in het binnenste van de leiding stekende elektrode loopt.Such a device is known from GB-A-2067390 *, but this device has a number of drawbacks. The inner wall of the mostly double-walled pipe of such a device, which should be electrically insulating but heat-conducting, consists of stainless steel, covered with a layer of plastic material, such as Teflon. Several of these pipe pieces are connected to each other by means of gaskets, with special short pipe pieces placed in between. the inner wall of which is covered with electrode material, or wherein an electrode protruding into the interior of the pipe runs through the pipe wall.

Door een dergelijke opbouw van de inrichting is de hygiëne onvoldoende gewaarborgd. Zo kan de kunststoffen bekleding van de leidingbinnenwand worden aangevreten door het door de leiding stromende, te verhitten medium. Hierdoor kan dat medium zich op de leidingbinnenwand hechten. Aldus raakt de leiding vervuild, waarbij zich in de vervuiling bacteriën kunnen ophopen, terwijl de vervuiling ook kan verbranden. Doordat gedeelten van deze vervuiling weer in het door de leiding stromende medium terecht kunnen komen, wordt de kwaliteit van dit medium nadelig beïnvloed. Ook wordt het medium vervuild door van de bekleding afkomstig materiaal. Hoewel dergelijke leidingen van tijd tot tijd inwendig worden gereinigd, is het noodzakelijk gebleken de leiding of gedeelten daarvan te vervangen wanneer de kwaliteit van het door de leiding stromende medium tot een onaanvaardbaar niveau is afgenomen.Hygiene is insufficiently ensured by such a construction of the device. For example, the plastic lining of the pipe inner wall can be corroded by the medium flowing through the pipe to be heated. This allows that medium to adhere to the pipe inner wall. The pipe thus becomes contaminated, whereby bacteria can accumulate in the pollution, while the pollution can also burn. Because parts of this contamination can return to the medium flowing through the pipe, the quality of this medium is adversely affected. The medium is also contaminated by material from the coating. Although such pipes are internally cleaned from time to time, it has been found necessary to replace the pipe or parts thereof when the quality of the medium flowing through the pipe has declined to an unacceptable level.

Voorts is bij de gebruikelijke inrichtingen de overgang tussen verschillende leidingdelen, alsmede tussen de elektroden en de leidingdelen onvoldoende om spleetvorming te voorkomen. Ter plaatse van deze overgangen kunnen zich daarom eveneens bacteriën verzamelen, evenals mediumresten met alle nadelige gevolgen van dien. Bij bekende in het binnenste van de leiding stekende elektroden kan voorts medium daarop vasthechten, hetgeen eveneens tot een bron van bacterievorming en verbrandingsprodukten voor het medium kan leiden.Furthermore, in the usual devices, the transition between different conduit parts, as well as between the electrodes and the conduit parts, is insufficient to prevent gaps. At the location of these transitions bacteria can therefore also accumulate, as well as medium residues with all the adverse consequences that entails. In the case of known electrodes protruding into the interior of the conduit, medium can further adhere thereto, which can also lead to a source of bacteria formation and combustion products for the medium.

De uitvinding stelt verschillende oplossingen voor ter verbetering van de hygiëne en de kwaliteit van het met de inrichting verhitte medium.The invention proposes various solutions for improving the hygiene and the quality of the medium heated with the device.

Volgens een eerste aspekt van de uitvinding wordt hiertoe daarom de leidingbinnenwand bekleed met een laag verglaasd materiaal, zoals emaille. Gebleken is dat dit bekledingsmateriaal, in vergelijking met het bekende kunststof bekledingsmateriaal, nauwelijks door het medium wordt aangetast. Ook is het risico dat medium hecht aan de verglaasde bekleding bijzonder klein. Hoewel het bekledingsmateriaal volgens de uitvinding en het daarmee bekleden van een leiding duurder is dan het gebruikelijke kunststoffen bekledingsmateriaal, is gebleken dat de standtijd van een met een dergelijk verglaasd materiaal beklede leiding aanzienlijk is toegenomen, onder verhoging van de produktkwaliteit en -hygiëne. Dientengevolge resulteert desondanks een economisch effektiever en doelmatiger inrichting.According to a first aspect of the invention, the pipe inner wall is therefore coated for this purpose with a layer of vitrified material, such as enamel. It has been found that, in comparison with the known plastic coating material, this coating material is hardly affected by the medium. The risk of medium adhering to the vitrified coating is also very small. Although the coating material according to the invention and the coating of a pipe therewith is more expensive than the usual plastic coating material, it has been found that the service life of a pipe coated with such a vitrified material has increased considerably, while increasing the product quality and hygiene. Consequently, an economically more effective and efficient device nevertheless results.

Door de toegenomen standtijd van met verglaasd materiaal beklede leidingen in vergelijking met de bekende met kunststof beklede leidingen is het voorts bijzonder voordelig en doelmatig voortzettingen van de leidingbinnenwand vormende elektroden te integreren. Dergelijke elektroden kunnen in de verglaasde bekledingslaag worden ingebed. Hierdoor wordt op bijzonder doelmatige en effektieve wijze 'een naadloze overgang met dergelijke elektroden verkregen. Bacteriën en/of medium kunnen zich dan ook niet ophopen t.p.v. een dergelijke overgang. Bij voorkeur wordt in de leidingbinnenwand in het gebied van de elektroden een uitsparing aangebracht, waarin een laag niet-geleidend, bij voorkeur verglaasd materiaal. is gebracht, en welke laag bedekt wordt door de elektrode. Hierdoor resulteert niet alleen een relatief eenvoudig te fabriceren leidingdeel met naadloze binnenwand voorzien van elektroden, doch is het tevens mogelijk de bekledingslaag zo dun mogelijk te maken hetgeen de vervaardiging en de kostprijs ten goede komt. Tevens verdient het de voorkeur, de doorvoer voor de met de elektrode verbonden stroomgeleider te bedekken met een laag verglaasd materiaal. Hierdoor ontstaat een goede elektrische isolatie van de gebruikelijk dubbelwandige leiding van roestvrijstaal.Due to the increased service life of pipes coated with vitrified material compared to the known plastic-coated pipes, it is furthermore particularly advantageous and efficient to integrate continuations of electrodes forming the pipe inner wall. Such electrodes can be embedded in the vitrified coating layer. As a result, a seamless transition with such electrodes is obtained in a particularly efficient and effective manner. Bacteria and / or medium can therefore not accumulate at the such a transition. Preferably, a recess is provided in the conduit inner wall in the region of the electrodes, in which a layer of non-conductive, preferably vitrified material. which layer is covered by the electrode. This not only results in a relatively easy-to-manufacture pipe section with a seamless inner wall provided with electrodes, but it is also possible to make the coating layer as thin as possible, which benefits production and the cost price. It is also preferable to cover the lead-through for the current conductor connected to the electrode with a layer of vitrified material. This creates good electrical insulation of the usual double-walled stainless steel pipe.

De elektroden kunnen bijvoorbeeld aan de vrije uiteinden van een leidingdeel met koppelflens worden · geïntegreerd. Hiertoe wordt de elektrode zodanig bevestigd aan het van de flens voorziene buiseinde, dat deze flens ten minste gedeeltelijk wordt bedekt door de elektrode.The electrodes can, for example, be integrated at the free ends of a pipe section with coupling flange. To this end, the electrode is attached to the flanged tube end such that this flange is at least partially covered by the electrode.

Om het vasthechten van medium op in het binnenste van de leiding stekende elektroden te voorkomen verdient het volgens een ander aspekt van de uitvinding de voorkeur, het door de leiding stromende medium t.p.v. een dergelijke elektrode een hogere stroomsnelheid te geven dan stroomopwaarts of stroomafwaarts van zo'n elektrode. Om een dergelijke verhoging van de stroomsnelheid te bewerkstelligen wordt voorgesteld, ter plaatse van de elektrode de doorsnede van het doorstroomkanaal te vernauwen tot 70-90%, in het bijzonder 80%, van de onvernauwde doorsnede stroomopwaarts of stroomafwaarts daarvan. Het kan voordelig zijn wanneer de leidingbinnenwand in het de elektrode omgevendè gebied is voorzien van een uitsparing voor het vormen van de juistevernauwing van dat doorstroomkanaal. Voorts verdient het de voorkeur, een dergelijke in de mediumstroom stekende elektrode bolvormig uit te voeren. Hierdoor worden zgn. dode zones, alwaar het medium nauwelijks beweegt verregaand vermeden. Ook is de verdeling van de stroomafgifte over een dergelijke bolvormige elektrode gelijkmatiger. Hiermede wordtde kans aanzienlijk verkleind, dat medium op de elektrode kan aankoeken en daarop kan verbranden. Voorts is het met een dergelijke bolvormige elektrode mogelijk, deze slechts éénzijdig met de leidingbinnenwand te bevestigen, waardoor het aantal noodzakelijk af te dichtendoorvoeren voor de elektrode door de leiding wordt verkleind.According to another aspect of the invention, in order to prevent the adherence of medium to electrodes protruding in the interior of the pipe, it is preferable to use the medium flowing through the pipe at the give such an electrode a higher flow rate than upstream or downstream of such an electrode. To effect such an increase in the flow rate, it is proposed to narrow the cross section of the flow passage at the electrode to 70-90%, in particular 80%, of the narrow section upstream or downstream thereof. It may be advantageous if the conduit inner wall in the region surrounding the electrode is provided with a recess to form the correct narrowing of that flow-through channel. It is further preferable to design such an electrode protruding into the medium flow in a spherical shape. This avoids so-called dead zones, where the medium hardly moves at all. Also, the distribution of the current output over such a spherical electrode is more uniform. This considerably reduces the chance that medium can stick on the electrode and burn on it. Furthermore, with such a spherical electrode it is possible to fix it only on one side with the conduit inner wall, whereby the number of necessary passages for sealing the electrode through the conduit is reduced.

De uitvinding zal in het hierna volgende nader worden verduidelijkt aan de hand van enkele niet-beperkende, in de figuren getoonde uitvoeringsvoorbeelden. Hierbij toont:The invention will be further elucidated hereinbelow on the basis of some non-limiting exemplary embodiments shown in the figures. Hereby shows:

Fig. 1 een aanzicht in langsdoorsnede van de leiding van een inrichting volgens de uitvinding in het gebied van een elektrode;Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the lead of a device according to the invention in the region of an electrode;

Fig. 2 een aanzicht in langsdoorsnede van een deel van het leidingeinde van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding; enFig. 2 is a longitudinal sectional view of part of the lead end of the device of the present invention; and

Fig. 3 een aanzicht in doorsnede van de leiding ter plaatse van een in het binnenste van de leiding stekende elektrode.Fig. 3 is a cross-sectional view of the lead at an electrode protruding into the interior of the lead.

Fig. 1 toont de leiding 1 voor de inrichting volgens de onderhavige uitvinding. In de leiding 1, met een cilindrische vorm, is een elektrode 2 met eveneens cilindrische vorm aangebracht, welke elektrode 2 een gedeelte van de leidingbinnenwand bedekt. Deze elektrode 2 is middels een door een opening 4 in de leidingwand 1 geleide stroomgeleider 3 verbonden met een (niet-weergegeven) stroombron. In het gebied dat wordt bedekt door de elektrode 2 is in de binnenwand van de leiding 1 een uitsparing 5 aangebracht. Hierin is een niet-geleidende laag emaille 6 aangebracht.Fig. 1 shows conduit 1 for the device of the present invention. In the conduit 1, which has a cylindrical shape, an electrode 2 of likewise cylindrical shape is arranged, which electrode 2 covers a part of the inner pipe wall. This electrode 2 is connected to a current source (not shown) by means of a current conductor 3 guided through an opening 4 in the pipe wall 1. In the area covered by the electrode 2, a recess 5 is provided in the inner wall of the lead 1. A non-conductive layer of enamel 6 is arranged therein.

Daaroverheen is de cilindrische elektrode 2 in de leiding 1 geschoven, waarna een emaillelaag 7 is aangebracht met een dikte gelijk aan die van de wanddikte van de elektrode 2. Deze emaillelaag 7 bedekt de gehele binnenwand van de leiding 1, met uitzondering van de elektrode 2. Op deze wijze wordt een bijzonder harde en voor het door de inrichting stromende medium vrijwel onaantastbare bekledingslaag verschaft. Doordat de elektroden zijn ingebed in de bekledingslaag is hier een naadloze overgang gecreëerd. Ter plaatse van de doorvoeropening 4 voor de stroomgeleider 3 is de emaillelaag 6 uitgebreid, om ook deze doorvoeropening 4 te bekleden. Hierdoor wordt de stroomgeleider 3 afdoende elektrisch geïsoleerd van de leiding 1.The cylindrical electrode 2 is slid over it in the line 1, after which an enamel layer 7 is applied with a thickness equal to that of the wall thickness of the electrode 2. This enamel layer 7 covers the entire inner wall of the line 1, with the exception of the electrode 2 In this way a particularly hard coating layer which is virtually untouchable for the medium flowing through the device is provided. Because the electrodes are embedded in the coating layer, a seamless transition is created here. At the location of the passage opening 4 for the current conductor 3, the enamel layer 6 is extended to also coat this passage opening 4. As a result, the current conductor 3 is sufficiently electrically insulated from the line 1.

Fig. 2 toont een uitvoering, waarbij de elektrode 2 geïntegreerd is met de leiding 1 aan het uiteinde daarvan. Daarbij is het leidingeinde voorzien van een flens 8 ten behoeve van het aansluiten op bij voorbeeld een andere leiding enz. De elektrode 2 is eveneens voorzien van een flens 9, welke de flens 8 gedeeltelijk bedekt. De binnenwand van het leidingeinde is voorzien van een uitsparing 5 waarin een laag emaille 6 is aangebracht, welke tevens de flens 8 op de weergegeven wijze bedekt.Fig. 2 shows an embodiment in which the electrode 2 is integrated with the lead 1 at the end thereof. The conduit end is provided with a flange 8 for connection to, for example, another conduit, etc. The electrode 2 is also provided with a flange 9, which partially covers the flange 8. The inner wall of the pipe end is provided with a recess 5 in which a layer of enamel 6 is provided, which also covers the flange 8 in the manner shown.

Op deze emaillelaag 6 is de elektrode 2 met flens 9 aangebracht. Een stroomgeleider 3 is verbonden met de flens 9 van de elektrode 2.The electrode 2 with flange 9 is arranged on this enamel layer 6. A current conductor 3 is connected to the flange 9 of the electrode 2.

Vervolgens is een emaillelaag 7 aangebracht, waarin zowel de elektrode 2 als de flens 9 daarvan zijn ingebed, terwijl deze emaillelaag 7 de leidingbinnenwand bekleedt en naadloos aansluit op de elektrode 2.' Bij voorbeeld kunnen twee van op deze wijze uitgevoerde leidingeinden op elkaar worden aangesloten.An enamel layer 7 is then provided, in which both the electrode 2 and its flange 9 are embedded, while this enamel layer 7 covers the inner pipe wall and connects seamlessly to the electrode 2. ' For example, two of the pipe ends designed in this way can be connected to each other.

Fig. 3 toont een detail van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding in het gebied van een in het binnenste van de leiding stekende elektrode. Hierbij is de elektrode 2 aangebracht in een passtuk 10, waarop ter weerszijden met flenzen 8 leidingen 1 zijn aangesloten. Deze elektrode 2 is bolvormig uitgevoerd, en steekt éénzijdig uit. Met deze bolvormige elektrode 2 is een stroomgeleider 3 verbonden. Ter vergroting van de stroomsnelheid rondom de elektrode 2 is de afmeting van het . doors troomkanaal in het passtuk 10 80# van de afmeting van het doorstroomkanaal in de leiding 1. Hiertoe is dit passtuk 10 zoals getoond voorzien van een zich geleidelijk verdiepende uitsparing 13 rondom de elektrode 2. Hiermede wordt op geschikte wijze een geleidelijke, aanhoudende versnelling van het medium gewaarborgd over vrijwel de gehele lengte van het passtuk 10, tot dit medium de elektrode is gepasseerd.Fig. 3 shows a detail of the device of the present invention in the region of an electrode protruding into the interior of the lead. The electrode 2 is herein arranged in a fitting piece 10, to which lines 1 are connected on both sides with flanges 8. This electrode 2 is spherical in shape and protrudes on one side. A current conductor 3 is connected to this spherical electrode 2. To increase the flow rate around the electrode 2, the size of the. flow channel in the fitting 10 80 # of the size of the flow-through channel in the conduit 1. For this purpose, this fitting 10 is provided, as shown, with a gradually recess 13 around the electrode 2. With this, a gradual, sustained acceleration of the medium is guaranteed over almost the entire length of the adapter 10, until this medium has passed the electrode.

Voor een afdichtende aansluiting tussen de bolvormige elektrode 2 en het passtuk 10, alsmede tussen de leidingen 1 en het passtuk 10 zijn vlakke afdichtringen 11 aangebracht. Deze ring is van een relatief moeilijk vervormbare, harde kunststof, waarop een rondom lopende strook 12 van rubber is aangebracht. De rand van de ring 11 waaraan deze strook 12 is bevestigd is verjongd en steekt in deze strook. In déze verjongde rand zijn gaten aangebracht, waarin het materiaal van de strook 12 steekt. De strook 12 is voorzien van een uit het vlak van de ring 11 stekende ril (niet weergegeven), welke in de getoonde, gemonteerde toestand van de afdichtring naar binnen is geperst tot in het vlak van de afdichtring. De vrije rand van de strook 12 wordt hierdoor naar buiten geperst, waardoor een naadloze overgang wordt gecreëerd tussen de verschillende, met elkaar te verbinden onderdelen.Flat sealing rings 11 are provided for a sealing connection between the spherical electrode 2 and the fitting piece 10, as well as between the lines 1 and the fitting piece 10. This ring is made of a relatively hard-deformable, hard plastic, on which an all-round strip 12 of rubber is arranged. The edge of the ring 11 to which this strip 12 is attached is tapered and protrudes into this strip. Holes are provided in this rejuvenated edge, into which the material of strip 12 protrudes. The strip 12 is provided with a groove (not shown) protruding from the plane of the ring 11, which is pressed inwards into the plane of the sealing ring in the shown assembled state of the sealing ring. The free edge of the strip 12 is hereby pressed outwards, creating a seamless transition between the different parts to be joined together.

Natuurlijk beperkt de uitvinding zich niet tot de hierboven beschreven en getoonde uitvoeringsvoorbeelden. Bij voorbeeld kunnen de verschillende kenmerken van de verschillende uitvoeringsvoorbeelden onderling worden gekombineerd. De uitvinding wordt daarom meer bepaald door de bijgevoegde conclusies.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiments described and shown above. For example, the different features of the different embodiments can be combined with one another. The invention is therefore more particularly defined by the appended claims.

Claims

Device for heat-treating an electrically conductive, at least initially impermeable medium, such as foodstuffs, comprising a conduit through which the medium can flow, which conduit is provided with spaced apart, insulated from one another and with the conduit electrodes connected to a current source, areas of which are exposed to the interior of the conduit, characterized in that the conduit inner wall contacting with said medium is coated with a layer of vitrified material (7). like enamel.

The device according to claim 1, wherein the electrodes (2) are arranged along the inner pipe wall, and wherein these electrodes are embedded in the coating layer (7) of vitrified material.

Device as claimed in claim 2, wherein in the region of an electrode (2) a recess (5) is provided in the inner pipe wall, in which recess a layer of non-conductive, preferably vitrified material (6) is covered, which layer covers through the electrode. k. A device according to any one of the preceding claims, wherein a current conductor (3) connected to the electrode (2) protrudes through an opening (4) in the conduit (1), which opening is coated with vitrified material.

Device as claimed in any of the foregoing claims 1 to 4, wherein an electrode (2) is located at a lead end, the lead end being provided with a flange (8), which flange is at least partly covered by the electrode.

6. Device for heat treating an electrically conductive medium, at least initially flowable medium, such as foodstuffs, comprising a conduit through which the medium can flow, which conduit is provided with spaced apart, insulated from one another and with the conduit electrodes connected to a current source, areas of which are exposed to the interior of the lead, one or more electrodes protruding from the lead inner wall into the interior of the lead, so that a medium flow-through channel is formed between the lead inner wall and the electrode, optionally in combination with one one of the preceding claims, characterized in that in the region of said protruding electrode (2) the shape of the inner pipe wall is designed such that in said region a preferably gradually narrowing flow-through channel is formed.

Device as claimed in claim 6, wherein the flow-through channel narrows to 70 - 90 #, preferably 80 # of the flow-through channel upstream and / or downstream thereof.

8. Device as claimed in claim 6 or 7, wherein the flow-through channel is formed between the lead inner wall and the electrode (2), and wherein the lead inner wall in the area surrounding the electrode is provided with a recess (13).

9. Device for heat treating an electrically conductive, at least initially flowable medium, such as foodstuffs, comprising a conduit through which the medium can flow, which conduit is provided with spaced apart, insulated from one another and with the conduit electrodes connected to a current source, areas of which are exposed to the interior of the lead, one or more electrodes protruding into the interior of the lead, so that a medium flow-through channel is formed between the lead inner wall and the electrode, possibly in combination with one of the preceding claims characterized in that the part of the electrode (2) protruding into the interior of the lead is of substantially spherical shape.

The device of claim $, wherein the electrode is attached to the lead wall (1) only on one side.