RU2415362C2

RU2415362C2 - Installation for freezing, transporting and defrosting fluid mediums

Info

Publication number: RU2415362C2
Application number: RU2008143701/06A
Authority: RU
Inventors: Ханс Петер МАЙЕР (CH); Ханс Петер МАЙЕР; Ян ХЕНГСТЛЕР (DE); Ян ХЕНГСТЛЕР
Original assignee: Цета Биофарма ГмбХ
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2011-03-27
Also published as: WO2007128151A1; DE502007002271D1; RU2008143701A; EP2016356A1; ATE451588T1; EP2016356B1; US20090308567A1

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: installation ((1, 1', 1") for freezing, transporting and defrosting fluid mediums, primarily, sterile fluids, solutions and suspensions for chemical, bio-technological, pharmaceutical and food industries consists of reservoir (10, 10') including cover (20, 20', 20"), wall (40, 40'), bottom (30, 30') and heat exchanging element (50, 50') which contacts fluid mediums loaded into reservoir where they are cooled or heated. Intake pipe (60, 80) contacts heat exchanging element (50, 50', 30, 30', 40, 40') on at least of section of its length. Overflow pipeline (70) is located on reservoir (10, 10') in zone over maximal height of filling (FMAX), preferably in cover (20, 20') so, that during defrosting fluid medium, preliminary heated liquefied and withdrawn via intake pipe (60, 80) from lower point of reservoir (10, 10'), can be transmitted through overflow pipeline (70) from above to still frosted fluid medium. ^ EFFECT: accelerated process of defrosting. ^ 9 cl, 8 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к устройству для замораживания, транспортировки и размораживания текучих сред, прежде всего стерильных жидкостей и суспензий для химической, биотехнологической, фармацевтической и пищевой промышленности, согласно п.1 формулы изобретения и способу размораживания таких жидкостей согласно п.9 формулы изобретения.This invention relates to a device for freezing, transporting and thawing fluids, especially sterile liquids and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, according to claim 1 and a method for thawing such liquids according to claim 9.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

При производстве в химической, фармацевтической и биотехнологической промышленности, однако также и в пищевой промышленности растущая глобализация производственных процессов привела к возрастающим требованиям материально-технического обеспечения по хранению и доставке полуфабрикатов, например, из клеточных структур для последовательной переработки и выделения целевого продукта. Для того чтобы соответствовать этой проблематике вновь и вновь, необходимо замораживать меньшие или большие партии жидких полуфабрикатов и/или конечных продуктов и транспортировать замороженные партии. Для этого из уровня техники известны различные устройства, которые содержат в себе резервуар с устройством замораживания-размораживания, с помощью которых можно замораживать партии объемом от нескольких до многих сотен литров.In production in the chemical, pharmaceutical and biotechnological industries, but also in the food industry, the growing globalization of production processes has led to increasing requirements for logistics for the storage and delivery of semi-finished products, for example, from cell structures for sequential processing and isolation of the target product. In order to meet this problem again and again, it is necessary to freeze smaller or larger batches of liquid semi-finished products and / or final products and transport frozen batches. To this end, various devices are known in the art which comprise a reservoir with a freeze-thaw device, with which it is possible to freeze batches of volumes from several to many hundreds liters.

Например, из патента США 5524706 известно устройство с вертикально расположенным цилиндрическим резервуаром с воронкообразным дном и с центральным выпускным отверстием. Стенка и дно резервуара выполнены двустенными и в процессе замораживания через них проходит охлаждающее вещество. Для обеспечения щадящего и равномерного замораживания в резервуаре установлены множество холодильных элементов. Холодильные элементы представляют собой полые цилиндры, диаметр и длина которых так согласованы друг с другом, что они концентрически расположены по отношению друг другу и проходят через внутреннее пространство резервуара от верхней области, которая задана максимальным уровнем заполнения, почти до дна. Расстояние холодильных элементов от дна резервуара и их расстояние по отношению друг к другу везде одинаковое. Через расположенные на верхней стороне трубопроводы, которые соединяют все холодильные элементы, может осуществляться подвод и отвод охлаждающего вещества по расположенному на верхней стороне крышки единственному подводящему и отводящему трубопроводу. Соответственно, для размораживания через холодильные элементы направляется теплая среда и после полной конденсации содержимого резервуара резервуар опорожняется через центральное нижнее выпускное отверстие в области низшей точки резервуара. Так как согласно патенту США 5524706 холодильные элементы занимают большую часть объема резервуара и имеют очень большую поверхность, замораживание и размораживание может происходить быстро и в щадящем режиме, без необходимости использования дополнительных стадий технологического процесса. Однако из экономических соображений является желательным значительное уменьшение холодильных элементов для экономии расходов и для увеличения полезного объема резервуара.For example, a device with a vertically arranged cylindrical tank with a funnel-shaped bottom and with a central outlet is known from US Pat. No. 5,524,706. The wall and bottom of the tank are double-walled and in the process of freezing, coolant passes through them. To ensure gentle and even freezing in the tank installed many refrigeration elements. The cooling elements are hollow cylinders, the diameter and length of which are so coordinated with each other that they are concentrically arranged with respect to each other and pass through the internal space of the tank from the upper region, which is given the maximum level of filling, almost to the bottom. The distance of the cooling elements from the bottom of the tank and their distance with respect to each other is the same everywhere. Through the pipelines located on the upper side that connect all the cooling elements, coolant can be supplied and discharged via a single supply and discharge pipe located on the upper side of the lid. Accordingly, for thawing through the cooling elements, a warm medium is sent and after the condensation of the contents of the tank is completely condensed, the tank is emptied through the central lower outlet at the lowest point of the tank. Since, according to US Pat. No. 5,524,706, cooling elements occupy a large part of the tank volume and have a very large surface, freezing and thawing can occur quickly and sparingly, without the need for additional process steps. However, for economic reasons, it is desirable to significantly reduce the cooling elements to save costs and to increase the useful volume of the tank.

Заявителем было разработано устройство замораживания и транспортировки, для которого процесс замораживания в своей временной и локальной характеристике количественно определялся температурами и фазовыми переходами в резервуаре. Устройство под товарным знаком FreezeContainer® изображено на фигурах 1а и 1b и при масштабируемом объеме до 300 литров имеет ряд преимуществ. Вес аппарата составляет на 10% меньше по сравнению с другими известными устройствами. Конструкция холодильных элементов обеспечивает по времени гомогенный фазовый переход по объему резервуара, что, с другой стороны, гарантирует короткое время процесса. Помимо этих преимуществ общая конструкция аппарата является достаточно изменчивой так, что устройство FreezeContainer® может быть интегрировано в сложные производственные процессы и при этом выполняет требования фармацевтической промышленности по эксплутационной и технологической безопасности.The applicant has developed a device for freezing and transportation, for which the freezing process in its time and local characteristics was quantitatively determined by temperatures and phase transitions in the tank. The device under the trademark FreezeContainer® is shown in figures 1a and 1b and with a scalable volume of up to 300 liters has several advantages. The weight of the device is 10% less compared to other known devices. The design of the cooling elements ensures a homogeneous phase transition over the tank volume over time, which, on the other hand, guarantees a short process time. In addition to these advantages, the overall design of the device is quite variable so that the FreezeContainer® device can be integrated into complex production processes and at the same time meets the requirements of the pharmaceutical industry for operational and technological safety.

Для размораживания теплая среда снова направляется через стенку резервуара, дно резервуара и охлаждающий змеевик. Процесс размораживания предпочтительно усиливается легким потряхиванием резервуара.To defrost, the warm medium is again routed through the wall of the tank, the bottom of the tank and the cooling coil. The defrosting process is preferably enhanced by lightly shaking the tank.

Закрытый резервуар заполняется сверху по закрепленной в крышке подводящей трубе текучими средами, прежде всего стерильными жидкостями и суспензиями для химической, биотехнологической, фармацевтической и пищевой промышленности, далее называемые продуктом. Подводящая труба входит точно над центральным выпускным отверстием в самой нижней точке дна таким образом, что продукт после полного размораживания может быть отобран через сливное отверстие в дне или через подводящую трубу.A closed reservoir is filled from above by flowing media fixed in the cover of the inlet pipe, primarily sterile liquids and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, hereinafter referred to as the product. The inlet pipe enters exactly above the central outlet at the lowest point of the bottom so that the product after complete defrosting can be taken through the drain hole in the bottom or through the inlet pipe.

Для того чтобы еще более увеличить и без того высокую степень функционального объема и приспособляемость к процессу, желательно наличие возможности перекачки продукта при размораживании, что с существующим оборудованием невозможно.In order to further increase the already high degree of functional volume and adaptability to the process, it is desirable to have the ability to pump the product during defrosting, which is impossible with existing equipment.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Исходя из этого, задачей данного изобретения является создание устройства для замораживания, транспортировки и размораживания текучих сред, прежде всего стерильных жидкостей и суспензий для химической, биотехнологической, фармацевтической и пищевой промышленности, которое позволяет избежать недостатков известных устройств и позволяет наивысшую степень эксплуатационных возможностей. Следующей задачей изобретения является создание устройства и способа, с помощью которых можно быстрее и бережнее, чем раньше, размораживать замороженный продукт при одновременном упрощении перемешивания оттаявшего субстрата.Based on this, the objective of the present invention is to provide a device for freezing, transporting and thawing fluids, especially sterile liquids and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, which avoids the disadvantages of the known devices and allows the highest degree of operational capabilities. The next objective of the invention is to provide a device and method by which it is possible to defrost a frozen product faster and more carefully than before, while simplifying the mixing of the thawed substrate.

Эта задача решена посредством устройства по п.1 и способа по п.9 формулы изобретения, которые включают в себя обогреваемую заборную трубку, которая заранее размораживается и поэтому делает возможным перекачку, то есть отбор и возврат оттаявшего и предпочтительно предварительно нагретого продукта во время всего процесса размораживания. Недостатки известного способа устраняются, и достигается более быстрое размораживание.This problem is solved by the device according to claim 1 and the method according to claim 9, which include a heated intake pipe, which is defrosted in advance and therefore makes it possible to pump, that is, select and return the thawed and preferably pre-heated product during the whole process defrosting. The disadvantages of the known method are eliminated, and faster defrosting is achieved.

Предлагаемое в изобретении устройство для замораживания, транспортировки и размораживания текучих сред, прежде всего стерильных жидкостей, растворов и суспензий для химической, биотехнологической, фармацевтической и пищевой промышленности, снабжено резервуаром, включающим в себя крышку, стенку и дно и по меньшей мере один теплообменный элемент, который находится в контакте с загруженными в резервуар текучими средами с возможностью их охлаждения или нагрева. При этом заборная труба находится в контакте с по меньшей мере одним теплообменным элементом на по меньшей мере одном участке ее протяженности, и на резервуаре в области над максимальной высотой заполнения, предпочтительно в крышке, расположен перепускной трубопровод так, что во время процесса размораживания сжиженная, отведенная через заборную трубу от низшей точки резервуара и предварительно нагретая текучая среда имеет возможность перекачки по перепускному трубопроводу сверху на еще замороженную текучую среду.The device of the invention for freezing, transporting and thawing fluids, especially sterile liquids, solutions and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, is equipped with a reservoir including a lid, a wall and a bottom and at least one heat exchange element, which is in contact with the fluids loaded into the tank with the possibility of cooling or heating. In this case, the intake pipe is in contact with at least one heat exchanger element in at least one portion of its length, and a bypass pipe is located in the region above the maximum filling height, preferably in the cap, so that during the defrosting process, the liquefied, diverted through the intake pipe from the lowest point of the tank and the preheated fluid has the ability to pump through the bypass pipe from above to still frozen fluid.

Таким образом, предлагаемое в изобретении устройство имеет по меньшей мере одну заборную трубу, которая находится в термическом контакте с теплообменными элементами на по меньшей мере участке ее протяженности, который предпочтительно простирается приблизительно от самой нижней точки резервуара до максимальной высоты заполнения. Максимальной высотой заполнения является высота заполнения, до которой резервуар заполняется подлежащим замораживанию продуктом, который может быть еще контролировано разморожен. Прежде всего, она определяется расположением теплообменных элементов, принимая во внимание объемное расширение теплообменных элементов вследствие изменений плотности. В представленных далее вариантах осуществления изобретения она находится между верхним краем резервуара и верхними составными частями теплообменных элементов. Предпочтительно, заборная труба находится в прямом контакте с по меньшей мере одним теплообменным элементом и является пассивно нагреваемой. При оттаивании сжиженный продукт можно отбирать через по меньшей мере одну обогреваемую заборную трубу, которая, в свою очередь, проходит предпочтительно сверху через внутреннее пространство резервуара и оканчивается над низшей точкой дна. По сравнению с известными устройствами с подводящей трубой, расположенной свободно во внутреннем пространстве резервуара и тем самым свободно в замороженном продукте, обогреваемая заборная труба обладает преимуществом, заключающимся в том, что замороженный продукт внутри заборной трубы очень быстро размораживается и отбор размороженного жидкого продукта заблокирован только в начальной фазе процесса размораживания. Кроме того, при отборе размороженный продукт при прохождении через заборную трубу бережно нагревается таким образом, что он при находящейся значительно выше точки замерзания температуре может подаваться предпочтительно сверху на еще замерзшие составные части продукта и ускорять процесс размораживания. Для этого в предпочтительной форме осуществления изобретения на внутренней стороне крышки резервуара расположены перепускные трубопроводы.Thus, the device according to the invention has at least one intake pipe which is in thermal contact with the heat exchange elements in at least a portion of its length, which preferably extends from approximately the lowest point of the tank to the maximum filling height. The maximum filling height is the filling height to which the tank is filled with the product to be frozen, which can still be controlled thawed. First of all, it is determined by the location of the heat exchange elements, taking into account the volume expansion of the heat exchange elements due to density changes. In the following embodiments, it is located between the upper edge of the tank and the upper components of the heat exchange elements. Preferably, the intake pipe is in direct contact with at least one heat exchange element and is passively heated. During thawing, the liquefied product can be taken through at least one heated intake pipe, which, in turn, passes preferably from above through the interior of the tank and ends above the lowest point of the bottom. Compared with known devices with a supply pipe located freely in the interior of the tank and thereby free in the frozen product, the heated intake pipe has the advantage that the frozen product inside the intake pipe is very quickly defrosted and the selection of the thawed liquid product is blocked only in initial phase of the defrosting process. In addition, during selection, the thawed product, when passing through the intake pipe, is carefully heated in such a way that, at a temperature much higher than the freezing point, it can preferably be supplied from above to the still frozen component parts of the product and accelerate the defrosting process. To this end, in a preferred embodiment of the invention, bypass lines are arranged on the inside of the tank lid.

Нагревание оттаявшего продукта в заборной трубе во время отбора имеет существенное преимущество по сравнению с отбором на выпускном отверстии в дне. Если у известного из патента США 5524706 устройства оттаявший продукт отбирается через нижнее выпускное отверстие, то продукт имеет температуру лишь немного выше точки замерзания. Если эта холодная жидкость закачивается через расположенный в крышке заливной патрубок на замороженный продукт, то это едва ли приводит к ускорению процесса размораживания. Согласно данному изобретению теперь перекачанный продукт подается предварительно нагретым на еще замороженные составные части, что значительно ускоряет процесс размораживания. Кроме того, отвод оттаявшего продукта через выпускное отверстие в дне технически невыгодно.Heating the thawed product in the intake pipe during sampling has a significant advantage compared to sampling at the outlet in the bottom. If a defrosted product is taken from the bottom of the outlet known from US Pat. No. 5,524,706, the product has a temperature only slightly above the freezing point. If this cold liquid is pumped through a filler pipe located in the lid onto a frozen product, this hardly leads to an acceleration of the defrosting process. According to this invention, the pumped product is now fed preheated to still frozen components, which greatly accelerates the defrosting process. In addition, the removal of the thawed product through the outlet in the bottom is technically disadvantageous.

Следующее преимущество нового устройства состоит в том, что путь, который должен проходить жидкий продукт при перекачке за пределами резервуара, может поддерживаться очень коротким, так как нет необходимости направлять его от сливного отверстия в дне к загрузке в крышке резервуара. Тем самым, с одной стороны, можно избежать нежелательных трубопроводов на внешней стороне резервуара, а с другой стороны, с новым устройством можно сверху удобно осуществлять заполнение и опорожнение, а также перекачку, так как все соединительные элементы могут располагаться в крышке или по меньшей мере в верхней области резервуара.A further advantage of the new device is that the path that the liquid product must pass when pumping outside the tank can be kept very short, since there is no need to direct it from the drain hole in the bottom to the load in the tank lid. Thus, on the one hand, it is possible to avoid unwanted pipelines on the outside of the tank, and on the other hand, with the new device, it is convenient to top up and empty, as well as pump, since all the connecting elements can be located in the lid or at least upper area of the tank.

В частных предпочтительных вариантах осуществления изобретения заборная труба может обеспечивать сообщающееся соединение между первым нижним отверстием в области низшей точки внутри резервуара и вторым отверстием, расположенным с верхней стороны на резервуаре или на крышке.In particular preferred embodiments of the invention, the intake pipe may provide a communicating connection between the first lower hole at the lowest point within the tank and the second hole located on the upper side of the tank or on the lid.

Далее, заборная труба со звеном может находиться в термическом контакте с теплообменным элементом примерно от низшей точки резервуара до по меньшей мере максимальной высоты заполнения.Further, the intake pipe with the link may be in thermal contact with the heat exchange element from about the lowest point of the tank to at least the maximum filling height.

В предпочтительном исполнении теплообменный элемент включает в себя охлаждающий змеевик, а заборная труба на участке своей протяженности проложена соосно в звене охлаждающего змеевика и находится с ним в термическом контакте, предпочтительно в прямом контакте.In a preferred embodiment, the heat exchange element includes a cooling coil, and the intake pipe along its length is laid coaxially in the link of the cooling coil and is in thermal contact with it, preferably in direct contact.

В этом случае звено заборной трубы в области, которая простирается примерно от максимальной высоты заполнения до низшей точки резервуара, может быть проложено вертикально и соосно в центральном участке охлаждающего змеевика и вдоль продольной оси. При этом звено заборной трубы может образовывать внутреннюю стенку имеющего форму полого цилиндра центрального участка охлаждающего змеевика так, что заборная труба и охлаждающий змеевик в этой области интегрально соединены между собой по принципу «труба в трубе».In this case, the link of the intake pipe in the region, which extends from approximately the maximum filling height to the lowest point of the tank, can be laid vertically and coaxially in the central portion of the cooling coil and along the longitudinal axis. In this case, the link of the intake pipe can form the inner wall of the hollow cylinder shaped central section of the cooling coil so that the intake pipe and the cooling coil in this area are integrally interconnected according to the “pipe in pipe” principle.

Теплообменный элемент может включать в себя двойное дно и двойную стенку, а заборная труба на участке своей протяженности может быть проведена внутри или снаружи дна и стенки и может находиться с ними в термическом контакте, предпочтительно в прямом контакте.The heat exchange element may include a double bottom and a double wall, and the intake pipe in the section of its length can be held inside or outside the bottom and the wall and can be in thermal contact with them, preferably in direct contact.

Перепускной трубопровод может проходить сквозь крышку и оканчиваться по меньшей мере в одном, предпочтительно в двух разгрузочных отверстиях выше максимальной высоты заполнения, которые расположены таким образом, что перекачанная текучая среда направляется на верхние звенья теплообменных элементов, предпочтительно охлаждающего змеевика, и уменьшается ценообразование.The bypass pipe can pass through the cover and terminate in at least one, preferably two discharge openings above the maximum filling height, which are arranged so that the pumped fluid is directed to the upper links of the heat exchange elements, preferably a cooling coil, and pricing is reduced.

Предлагаемый в изобретении способ размораживания замороженных текучих сред, прежде всего стерильных жидкостей, растворов и суспензий для химической, биотехнологической, фармацевтической и пищевой промышленности, осуществляется в описанном выше устройстве и отличается тем, что теплую среду направляют через по меньшей мере один теплообменный элемент и размораживают замороженную текучую среду в заборной трубе, которая находится в термическом контакте с по меньшей мере одним теплообменным элементом, и затем оттаявшая текучая среда от низшей точки внутри резервуара через заборную трубу может быть отобрана и предварительно нагрета, до того как ее перекачивают по перепускному трубопроводу сверху на еще находящуюся в резервуаре текучую среду.The method according to the invention for thawing frozen fluids, especially sterile liquids, solutions and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, is carried out in the device described above and is characterized in that the warm medium is guided through at least one heat exchange element and thawed frozen fluid in an intake pipe that is in thermal contact with at least one heat exchange element, and then thawed fluid from zshey point inside the tank through the intake pipe may be selected and preheated, before it is pumped through the bypass conduit on top of another in the reservoir fluid.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Предпочтительные формы осуществления смесителя согласно изобретению далее описываются на основании чертежей.Preferred embodiments of the mixer according to the invention are further described based on the drawings.

Фиг.1а - продольный разрез резервуара для замораживания и размораживания согласно уровню техники с холодильным элементом во внутреннем пространстве резервуара и донным выпускным отверстием.Figa - longitudinal section of the tank for freezing and thawing according to the prior art with a refrigerating element in the inner space of the tank and the bottom outlet.

Фиг.1b - вид сбоку резервуара согласно фиг.1а, на котором видна подводящая труба, при этом расположенные внутри устройства представлены пунктирными линиями.Fig.1b is a side view of the tank according to figa, which shows the supply pipe, while located inside the device are represented by dashed lines.

Фиг.2а - продольный разрез резервуара устройства согласно варианту осуществления изобретения, при этом холодильный элемент и заборная труба изображены не в разрезе.Fig. 2a is a longitudinal section through the reservoir of a device according to an embodiment of the invention, while the refrigeration element and the intake pipe are not shown in section.

Фиг.2b - вид сверху под наклоном на заборную трубу согласно варианту осуществления изобретения в контакте с охлаждающим змеевиком, при этом показаны только составные части, которые оказываются расположенными внутри резервуара.Fig.2b is a top view obliquely on the intake pipe according to an embodiment of the invention in contact with a cooling coil, while only components are shown that are located inside the tank.

Фиг.3 - продольный разрез устройства согласно следующему варианту осуществления изобретения с проходящей со стороны стенки заборной трубой, при этом холодильный элемент снова изображен не в разрезе.Figure 3 is a longitudinal section of a device according to a further embodiment of the invention with an intake pipe extending from the side of the wall, while the refrigeration element is again not shown in section.

Фиг.4 - вид сбоку устройства согласно следующему варианту осуществления изобретения, на котором расположенные внутри устройства представлены пунктирными линиями.4 is a side view of a device according to a further embodiment of the invention, in which the devices located inside are represented by dashed lines.

Фиг.5а - вид снизу под наклоном на крышку устройства согласно фиг.2 с расположенными на ней холодильными, погружными и перепускными элементами.Fig. 5a is a bottom view obliquely to the cover of the device according to Fig. 2 with refrigerating, immersion and bypass elements disposed thereon.

Фиг.5b - вид сбоку крышки и холодильных, погружных и перепускных элементов согласно фиг.5а.Fig.5b is a side view of the lid and refrigeration, immersion and bypass elements according to figa.

Подробное описание предпочтительных форм осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

На фигуре 1а изображен в продольном разрезе принадлежащий заявителю резервуар В для замораживания и размораживания. Как уже изложено выше, этот резервуар известен из уровня техники под названием FreezeContainer. Резервуар В плотно закрывается верхней крышкой BD. Вместе с нижним дном ВВ и боковой стенкой BS крышка BD задает внутреннее пространство I резервуара В, в котором расположен охлаждающий змеевик KS. Как показано на фиг.1а, охлаждающий змеевик находится в сообщающейся связи с внутренней двойной стенкой резервуара по изолированному охлаждающему трубопроводу KL. Охлаждающее вещество, которое подается по соответствующему подводящему трубопроводу AM к двойной стенке резервуара BW, после протекания по стенке резервуара BW и дну ВВ направляется по охлаждающему трубопроводу KL в охлаждающий змеевик KS. Для специалиста является очевидным, что при замораживании и оттаивании речь идет о технически обратимых процессах, которые можно осуществлять с помощью изображенного на фигуре 1 устройства и похожими по типу устройствами согласно изобретению. Поэтому, для простоты в последующем описании существенные элементы устройств описаны в первую очередь как пригодные для охлаждения. Если в последующем речь идет о холодильных элементах, охлаждающих змеевиках и схожих элементах, то ясно, что эти теплообменные элементы являются пригодными не только для пропускания холодного средства или среды при процессе замораживания, но и также для пропускания и взаимодействия с теплой жидкостью во время размораживания.Figure 1a is a longitudinal sectional view of the applicant's freezing and thawing tank B owned by the applicant. As already stated above, this tank is known in the art under the name FreezeContainer. Tank B is tightly closed with the top cover BD. Together with the lower bottom BB and the side wall BS, the cover BD defines the interior space I of the tank B in which the cooling coil KS is located. As shown in FIG. 1 a, the cooling coil is in communication with the inner double wall of the tank through an insulated cooling pipe KL. The coolant that is fed through the corresponding supply pipe AM to the double wall of the tank BW, after flowing along the wall of the tank BW and the bottom of the BB, is directed through the cooling pipe KL to the cooling coil KS. For a specialist it is obvious that when freezing and thawing, we are talking about technically reversible processes that can be carried out using the device shown in figure 1 and similar in type devices according to the invention. Therefore, for simplicity, in the following description, the essential elements of the devices are described primarily as being suitable for cooling. If in the following we are talking about refrigeration elements, cooling coils and similar elements, it is clear that these heat exchange elements are suitable not only for passing a cold product or medium during the freezing process, but also for passing and interacting with a warm liquid during defrosting.

Геометрия охлаждающего змеевика KS определена множеством вертикально проходящих участков Е_V, каждый из которых соединен друг с другом посредством верхних или, соответственно, нижних горизонтальных участков Е_Н для оптимальной временной и локальной характеристики температур и фазовых переходов во внутреннем пространстве 1 резервуара. В то время как верхние и нижние горизонтальные участки Е_Н лежат, соответственно, приблизительно в одной плоскости, расположенный по центру в резервуаре вертикальный участок E_Z простирается дальше вниз до почти низшей точки резервуара. Тем самым обеспечивается заблаговременное оттаивание находящейся непосредственно над центральным спускным отверстием А в дне ВВ резервуара области. Это зарекомендовало себя как особенно благоприятно, так как в области донного выпускного отверстия размещение теплообменных элементов в дне резервуара является очень затруднительным. Обращенные к крышке BD верхние горизонтальные звенья Е_НО проходят в области, находящиеся непосредственно под максимальной высотой заполнения F_Н резервуара В, соответственно, они определяют максимальную высоту заполнения. Вертикальные звенья в начале и в конце охлаждающего змеевика проходят сквозь крышку BD резервуара и соединены, соответственно, с впуском ZM охлаждающего средства и с охлаждающим трубопроводом KL, а тем самым косвенно с выпуском AM.The geometry of the cooling coil KS is defined by a plurality of vertically extending sections E _V , each of which is connected to each other by means of upper or, respectively, lower horizontal sections E _H for optimal temporal and local characteristics of temperatures and phase transitions in the inner space 1 of the tank. While the upper and lower horizontal sections E _H lie respectively in approximately the same plane, the central vertical section E _Z located centrally in the tank extends further down to the almost lowest point of the tank. This ensures early defrosting of the area located directly above the central drain hole A in the bottom BB of the reservoir. This has proved to be particularly favorable, since in the area of the bottom outlet, the placement of heat exchange elements in the bottom of the tank is very difficult. The upper horizontal links E _HO turned to the cover BD extend into the areas directly below the maximum filling height F _{N of the} tank B, respectively, they determine the maximum filling height. The vertical links at the beginning and at the end of the cooling coil pass through the lid BD of the tank and are connected respectively to the inlet ZM of the cooling medium and to the cooling pipe KL, and thereby indirectly to the AM outlet.

Резервуар В для замораживания и размораживания согласно фиг.1 с полезным объемом 300 литров имеет по существу цилиндрическую форму с центральной продольной осью L. Известные из уровня техники резервуары В обычно имеют объем от нескольких до многих сотен литров.The freezing and thawing tank B of FIG. 1 with a useful volume of 300 liters has a substantially cylindrical shape with a central longitudinal axis L. The tanks B known in the art usually have a volume of from several to many hundreds liters.

На фиг.1b показан резервуар В для замораживания и размораживания согласно фиг.1а в виде сбоку, повернутом на 90°, на котором видна подводящая труба ZR, которая образует сообщающее соединение от верхней стороны крышки до почти низшей точки во внутреннем пространстве I резервуара В. Подводящая труба ZR с верхним вертикальным отрезком ZV трубы проведена между двумя вертикальными участками Е_V на практически равномерном удалении от них. Над нижним горизонтальным участком Е_HU она сгибается и со скошенным участком ZS проходит до низшей точки Т резервуара, где оканчивается в отверстии ZO.Fig. 1b shows the freezing and thawing tank B according to Fig. 1a in a side view rotated 90 °, in which a supply pipe ZR is visible, which forms a communication connection from the upper side of the lid to almost the lowest point in the inner space I of the tank B. The inlet pipe ZR with the upper vertical length ZV of the pipe is drawn between two vertical sections E _V at an almost uniform distance from them. Above the lower horizontal section E _HU, it bends and, with a beveled section ZS, extends to the lowest point T of the tank, where it ends in the hole ZO.

Резервуар В предпочтительно в закрытом состоянии, то есть с надетой крышкой, наполняется продуктом, подлежащим замораживанию через подводящую трубу ZR. После достижения желаемой высоты заполнения соответствующий вентиль подачи на верхней стороне конца подводящий трубы закрывается и запускается процесс охлаждения, во время которого холодная среда направляется через контур охлаждения, который наряду с охлаждающим змеевиком, стенкой резервуара и дном резервуара включает в себя еще по меньшей мере не изображенный на чертеже насос, и также не изображенный холодильный агрегат или резервуар с охлаждающим средством, до тех пор пока продукт во внутреннем пространстве резервуара не будет контролированно заморожен и не будет достигнута желаемая отрицательная температура для хранения или транспортировки. В этом состоянии продукт, находящийся внутри подводящей трубы ZR, является замороженным и труба заблокирована. Для размораживания через контур охлаждения направляется теплая среда и для ускорения процесса размораживания резервуар, смонтированный на установочной плите Р, слегка встряхивается. Глубоко опущенный центральный вертикальный участок EZ обеспечивает, что область над центральным выпускным отверстием оттаивает относительно быстро. Хотя подводящая труба ZR оканчивается точно в этой области, оттаявший продукт можно отсасывать только тогда, когда оттает внутренний канал подводящей трубы. Как уже вкратце было изложено выше, это достигается только тогда, когда оттает практически весь продукт. Через нижнее центральное выпускное отверстие А, которое через спускной трубопровод AL соединено с соединительным выпускным элементом АА на торцевой стороне установочной плиты Р, может в процессе размораживания относительно рано сливаться оттаявший продукт. Но так как в известном резервуаре отсутствует возможность возвращения этого сжиженного продукта, то он не может быть перекачан. Кроме того, полученный через нижнее центральное выпускное отверстие А продукт является еще очень холодным и при возврате во внутреннее пространство резервуара едва ли способствует процессу размораживания.The tank B is preferably in a closed state, that is, with the lid on, is filled with the product to be frozen through the inlet pipe ZR. After reaching the desired filling height, the corresponding supply valve on the upper side of the end of the supply pipe closes and the cooling process starts, during which the cold medium is guided through the cooling circuit, which, along with the cooling coil, the tank wall and the tank bottom, includes at least not shown in the drawing a pump, and also not shown refrigeration unit or tank with coolant, until the product in the interior of the tank is not rolirovanno frozen and is not achieved the desired negative temperature for storage or transport. In this state, the product inside the ZR inlet pipe is frozen and the pipe is blocked. For defrosting, a warm medium is directed through the cooling circuit and, to accelerate the defrosting process, the tank mounted on the mounting plate P is slightly shaken. The deep-lowered central vertical section EZ ensures that the area above the central outlet defrosts relatively quickly. Although the ZR inlet pipe terminates precisely in this area, the thawed product can only be suctioned when the inner channel of the inlet pipe is thawed. As already briefly stated above, this is achieved only when almost the entire product thaws. Through the lower central outlet A, which is connected via the drain pipe AL to the connecting outlet element AA on the end side of the mounting plate P, the thawed product can relatively early merge during defrosting. But since there is no possibility of returning this liquefied product in a known tank, it cannot be pumped. In addition, the product obtained through the lower central outlet A is still very cold and hardly returns to the defrosting process when returned to the interior of the tank.

На фиг.2 показан предпочтительный вариант осуществления устройства 1 для замораживания-размораживания согласно изобретению, которое основывается на вышеописанном резервуаре В для замораживания-размораживания.Figure 2 shows a preferred embodiment of the device 1 for freezing-thawing according to the invention, which is based on the above-described tank B for freezing-thawing.

В продольном разрезе на фиг.2 показано, что теперь в резервуаре 10 для замораживания-размораживания расположена заборная труба 60. Предпочтительно, заборная труба на своем первом конце над крышкой 20 несет арматуру 64, которая включает в себя соединительный элемент 65 для подачи и соединительный элемент 66 для отбора, соответствующие клапаны 67, 68 и запорный клапан 69. От арматуры 64 заборная труба 60 со своим первым вертикальным участком проложена вниз, проходит через крышку 20 и еще проходит над нижней кромкой 21 крышки под небольшим наклоном через радиальное звено 52 к центру почти цилиндрического внутреннего пространства 11 резервуара. При достижении продольной оси L резервуара заборная труба 60 снова отгибается и простирается со звеном 63 (второе центральное вертикальное звено) вдоль центральной оси L примерно до низшей точки внутреннего пространства резервуара и оканчивается там в отверстии 63о. Заборная труба 60 почти на всем протяжении вдоль продольной оси L концентрически окружена вертикальным звеном 51 холодильного элемента. Остальные составные части холодильного элемента по конфигурации следуют по существу зарекомендовавшему себя формообразованию, которое имеет известные из вышеописанных FreezeContainer заявителя охлаждающие змеевики. Стенка 40 и дно 30 резервуара 10 также снова сконструированы известным образом с двойными стенками и способствуют теплообмену. Посредством новых технических признаков согласно данному изобретению достигается то, что участок заборной трубы 60, который лежит между дном 30 резервуара и максимальной высотой заполнения F_MAX, находится в оптимальном контакте со свободно проходящим во внутреннем пространстве резервуара теплообменным элементом, т.е. с охлаждающим змеевиком 50.In a longitudinal section in FIG. 2, it is shown that a sampling pipe 60 is now located in the freezing-thawing tank 10. Preferably, the sampling pipe at its first end above the cover 20 carries an armature 64, which includes a supply connection 65 and a connection element 66 for selection, the corresponding valves 67, 68 and the shut-off valve 69. From the valve 64, the intake pipe 60 with its first vertical section is laid down, passes through the cover 20 and still passes over the lower edge of the cover 21 at a slight angle through p dially link 52 to the center of nearly cylindrical inner space 11 of the tank. When the longitudinal axis L of the tank is reached, the intake pipe 60 again bends and extends with a link 63 (second central vertical link) along the central axis L to approximately the lowest point of the interior of the tank and ends there in the opening 63 °. The intake pipe 60 is almost everywhere along the longitudinal axis L concentrically surrounded by a vertical link 51 of the refrigeration element. The remaining constituent parts of the refrigeration element follow the configuration of the substantially proven shaping which has cooling coils known from the applicant’s FreezeContainer described above. The wall 40 and the bottom 30 of the tank 10 are also again constructed in a known manner with double walls and facilitate heat transfer. By means of new technical features according to the present invention, it is achieved that the portion of the intake pipe 60, which lies between the bottom of the tank 30 and the maximum filling height F _MAX , is in optimal contact with the heat exchange element freely passing in the interior of the tank, i.e. with cooling coil 50.

Если для размораживания необходима перекачка, то с помощью описываемого расположения заборной трубы и охлаждающего змеевика и/или других теплообменных элементов обеспечивается, что внутренний канал заборной трубы очень скоро после начала пропуска теплой среды через контур охлаждения оттаивает. Оттаявший продукт, который снова собирается в низшей точке резервуара, может быть отобран наверх в ранний момент процесса размораживания через заборную трубу 60. В качестве второго чрезвычайно благоприятного эффекта добавляется то, что еще очень холодный сжиженный продукт нагревается при транспортировке через центральное звено 63, так как это звено омывается теплой средой.If pumping is necessary for defrosting, then using the described location of the intake pipe and the cooling coil and / or other heat exchange elements, it is ensured that the internal channel of the intake pipe thaws very soon after the passage of the warm medium through the cooling circuit. The thawed product, which is again collected at the lowest point of the tank, can be taken up at the very beginning of the defrosting process through the intake pipe 60. As a second extremely favorable effect, it is added that the still very cold liquefied product is heated during transportation through the central link 63, since this link is washed by a warm environment.

Предпочтительно, звено 63 заборной трубы 60 образует внутреннюю стенку звена 51 охлаждающего змеевика, который имеет форму полого цилиндра таким образом, что заборная труба и охлаждающий змеевик интегрально соединены друг с другом в виде «труба в трубе» и заборная труба интегрирована в непосредственную термическую область воздействия охлаждающего элемента. Нижний участок 63' звена 63 заборной трубы не окружен далее вертикальным звеном 51 охлаждающего змеевика и на несколько сантиметров выступает из него. Нижний участок 63' может быть очень просто подогнан к размеру резервуара 10 посредством обрезания по размеру так, что обеспечивается, что нижнее отверстие заборной трубы и в теплом состоянии (т.е. при оттаивании и перекачке) еще находится на желательном незначительном расстоянии - предпочтительно 5 мм, однако по меньшей мере 1 мм, от дна резервуара или над нижним выпускным отверстием в дне. Существующие устройства можно, например, дооснастить комбинацией по изобретению из холодильного элемента и заборной трубы так, как она изображена на фигуре 2b с находящимися под крышкой составными частями, а длина заборной трубы может точно и просто подгоняться непосредственно на месте. Таким образом, можно минимизировать потерю продукта, который не может быть откачан из резервуара. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, как это показано на фигуре 2b, заборная труба имеет внутренний диаметр 18,1 мм и толщину стенки 1,6 мм. Центральное звено 51 охлаждающего змеевика имеет, например, для резервуара полезным объемом 300 литров диаметр 42,4 мм, остальные участки охлаждающего змеевика соответственно 21,3 мм. Тем самым свободное сечение потока поддерживается примерно одинаковым во всех звеньях. Отдельные участки заборной трубы и охлаждающего змеевика изготовлены предпочтительно из аустенитовой стали, например 4435/316L и сплава Хастеллой и сварены друг с другом вручную способом сварки вольфрамовым электродом в инертном газе. Для того чтобы по возможности эффективно создать соединение «труба в трубе» и обеспечить беспроблемную чистку, оказалось наиболее благоприятным закрыть верхнее место входа звена 63 заборной трубы 60 в центральное вертикальное звено 51 охлаждающего змеевика 50 и соответствующее нижнее выходное отверстие с помощью кольцеобразной заглушки 53. Среда теплообменника подводится и/или отводится от центрального вертикального звена 51 охлаждающего змеевика 50 через верхнее горизонтальное звено 56 и нижнее наклонное звено 57, каждое из которых сбоку оканчивается в вертикальном звене 51 в непосредственной близости от его соответствующих концов.Preferably, the link 63 of the intake pipe 60 forms the inner wall of the cooling coil link 51, which is in the form of a hollow cylinder so that the intake pipe and the cooling coil are integrally connected to each other in the form of a “pipe in pipe” and the intake pipe is integrated into the direct thermal area of influence cooling element. The lower section 63 'of the link 63 of the intake pipe is not further surrounded by a vertical link 51 of the cooling coil and protrudes from it by several centimeters. The lower portion 63 'can be very simply adapted to the size of the tank 10 by cutting to size so that it is ensured that the lower opening of the intake pipe is still at a desired insignificant distance in the warm state (i.e. during thawing and pumping) - preferably 5 mm, however, at least 1 mm, from the bottom of the tank or above the lower outlet in the bottom. Existing devices can, for example, be retrofitted with a combination according to the invention of a refrigeration element and an intake pipe, as shown in figure 2b with components under the cover, and the length of the intake pipe can be precisely and simply adjusted directly in place. Thus, the loss of product that cannot be pumped out of the tank can be minimized. In a preferred embodiment of the invention, as shown in FIG. 2b, the intake pipe has an inner diameter of 18.1 mm and a wall thickness of 1.6 mm. The central link 51 of the cooling coil has, for example, a diameter of 42.4 mm for the reservoir with a useful volume of 300 liters, the remaining sections of the cooling coil are respectively 21.3 mm. Thus, the free flow cross section is maintained approximately the same in all links. The individual sections of the intake pipe and the cooling coil are preferably made of austenitic steel, for example 4435 / 316L and Hastelloy, and are manually welded to each other by a tungsten electrode in an inert gas. In order to effectively create a pipe-in-pipe connection and ensure trouble-free cleaning, it turned out to be most favorable to close the upper entry point of the intake 63 of the intake pipe 60 into the central vertical link 51 of the cooling coil 50 and the corresponding lower outlet using the ring-shaped plug 53. Medium the heat exchanger is supplied and / or withdrawn from the central vertical link 51 of the cooling coil 50 through the upper horizontal link 56 and the lower inclined link 57, each of which ends in a vertical link 51 in the immediate vicinity of its respective ends.

Заборная труба и охлаждающий змеевик могут быть целесообразно изготовлены из двух частей и быть вставлены друг в друга так, что стенка заборной трубы вступает в контакт с внутренней стенкой центрального звена 51. Для резервуаров, которые используются многократно, предлагается цельная (в виде единой детали) форма осуществления, так как ее чистка проходит существенно быстрее.The intake pipe and the cooling coil can be expediently made of two parts and can be inserted into each other so that the wall of the intake pipe comes into contact with the inner wall of the central link 51. For tanks that are used repeatedly, a one-piece (in the form of a single part) form is offered implementation, since its cleaning is much faster.

Далее, со ссылкой на фиг.2 описывается процесс размораживания и отбора оттаявшего продукта. Авторы исходят из того, что резервуар 10 для замораживания-размораживания заполнен замороженным продуктом до максимальной высоты заполнения F_MAX. Если же теплая среда направляется через охлаждающий змеевик, то субстрат S в области воздействия WB теплообменных элементов, то есть в области воздействия охлаждающего змеевика и двойной стенки резервуара и двойного дна резервуара, предпочтительно медленно оттаивает в щадящем режиме.Next, with reference to figure 2 describes the process of defrosting and selection of thawed product. The authors proceed from the fact that the tank 10 for freezing and thawing is filled with frozen product to a maximum filling height of F _MAX . If the warm medium is directed through the cooling coil, then the substrate S in the area of influence of the WB heat exchange elements, that is, in the area of influence of the cooling coil and the double wall of the tank and the double bottom of the tank, preferably slowly thaws in a gentle mode.

На фиг.2а показано, что глубоко опущенные составные части охлаждающего змеевика, а именно, нижние наклонное радиальное звено 57 охлаждающего змеевика и нижняя область центрального звена 51 обеспечивают, что при оттаивании продукт на низшей точке резервуара и вокруг нее оттаивает очень рано. Согласно изобретению внутренний канал центрального участка 63 заборной трубы 60 освобождается ото льда одной из первых областей во внутреннем пространстве резервуара. Оттаявший продукт, который собирается на низшей точке резервуара 10, может тем самым отбираться из резервуара 10 на самой ранней стадии процесса размораживания. Сжиженный продукт нагревается при транспортировке через центральный участок заборной трубы наверх и при открытых клапанах 69 и 68 подается через соединительный элемент 66 арматуры 64 для отбора на не изображенный на фигурах блок транспортировки текучей среды, предпочтительно транспортер или насос. От этого блока предварительно нагретый продукт снова подается вовнутрь резервуара 10 по перепускному трубопроводу 70, который показан на фиг.5 со своими составными частями на верхней стороне крышки и на нижней стороне крышки. На виде сбоку согласно фиг.5b на крышке 20 не изображены средство транспортировки (например, насос) и трубопроводы, которые над крышкой соединяют друг с другом соединительный элемент 66 арматуры 64 заборной трубы и соединительный элемент 71 для подачи. При открытом клапане 72 подогретый продукт возвращается назад в резервуар по перепускному трубопроводу 70, который вертикальным звеном 73 проходит сквозь крышку 20 и соединяется с расположенным под углом коленом 74. Концевое разгрузочное отверстие 75 колена 74 соединяется сбоку с вертикальным звеном охлаждающего змеевика над уровнем, определяющим максимальную высоту заполнения F_MAX. Предварительно нагретый продукт при перекачке подается сверху на замороженную поверхность продукта и тем самым содействует процессу размораживания. Размещение разгрузочного отверстия 75 колена 74 обусловлено тем, что перекачанный продукт направляется на вертикальное звено охлаждающего змеевика. Тем самым при перекачке продукта возможно значительно уменьшить пенообразование.Figure 2a shows that the deeply lowered components of the cooling coil, namely the lower inclined radial link 57 of the cooling coil and the lower region of the central link 51, ensure that when thawing the product at the lowest point of the tank and around it thaws very early. According to the invention, the inner channel of the central portion 63 of the intake pipe 60 is freed from ice of one of the first areas in the interior of the tank. A thawed product that collects at the lowest point of the tank 10 can thereby be taken from the tank 10 at the very early stage of the defrosting process. The liquefied product is heated during transportation through the central section of the intake pipe upward and, with the valves 69 and 68 open, is supplied through a connecting element 66 of the valve 64 for selection to a fluid transport unit, not shown in the figures, preferably a conveyor or pump. From this unit, the preheated product is again fed inside the tank 10 via the bypass pipe 70, which is shown in FIG. 5 with its components on the upper side of the lid and on the lower side of the lid. On the side view according to fig.5b on the cover 20 is not shown a means of transportation (for example, a pump) and pipelines that above the cover connect to each other the connecting element 66 of the fitting 64 of the intake pipe and the connecting element 71 for supply. With valve 72 open, the heated product is returned back to the tank via the bypass pipe 70, which passes through the cover 20 with a vertical link 73 and is connected to an angled elbow 74. An end discharge opening 75 of the elbow 74 is connected laterally to the vertical link of the cooling coil above the level determining the maximum filling height F _MAX . The preheated product is pumped from above onto the frozen surface of the product and thereby facilitates the defrosting process. The placement of the discharge opening 75 of the elbow 74 is due to the fact that the pumped product is sent to the vertical link of the cooling coil. Thus, when pumping the product, it is possible to significantly reduce foaming.

Сочетание отбора и предварительного нагрева оттаявшего продукта посредством погружного элемента 60 согласно изобретению с непосредственным возвратом по перепускному трубопроводу 70 в ранний момент времени, в который большая часть продукта во внутреннем пространстве 11 резервуара 10 является еще замороженной, позволяет осуществить быстрое и щадящее оттаивание.The combination of the selection and preheating of the thawed product by means of the immersion element 60 according to the invention with the direct return through the bypass pipe 70 at an early time, in which most of the product in the interior 11 of the tank 10 is still frozen, allows quick and gentle thawing.

Вместо прокладки заборной трубы так, как описано выше, через центральное звено охлаждающего змеевика, в следующей предпочтительной форме осуществления изобретения, которая изображена на фиг.4, она проводится альтернативно. В этом случае, заборная труба 60' проходит через звено 51' охлаждающего змеевика 50', который проходит в верхней области параллельно между стенкой 40 резервуара и продольной осью L, а в нижней области наклонена по направлению к низшей точке резервуара 10. Благодаря этой конструкции вновь обеспечивается, что заборная труба на всем расстоянии от низшей точки резервуара до максимальной высоты заполнения концентрически окружена соответственно подогнанным звеном 51' охлаждающего змеевика 50'.Instead of laying the intake pipe as described above through the center link of the cooling coil, in the following preferred embodiment of the invention, which is shown in FIG. 4, it is alternatively carried out. In this case, the intake pipe 60 'passes through the link 51' of the cooling coil 50 ', which passes in the upper region parallel between the wall 40 of the tank and the longitudinal axis L, and in the lower region is inclined towards the lowest point of the tank 10. Thanks to this design, it is ensured that the intake pipe at the entire distance from the lowest point of the tank to the maximum filling height is concentrically surrounded by a suitably fitted link 51 'of the cooling coil 50'.

В следующих вариантах осуществления изобретения заборная труба охватывает охлаждающий змеевик так, что при конструкции «труба в трубе» заборная труба находится снаружи и охлаждается или нагревается звеном охлаждающего змеевика, лежащим внутри. В отношении теплопроводности эти варианты осуществления являются менее предпочтительными. То же самое применимо к вариантам осуществления, в которых заборная труба и взаимодействующее с ней звено охлаждающего змеевика выполнены в виде примыкающих друг к другу половин трубы, при этом здесь добавляется также ухудшенная динамика потока.In further embodiments, the intake pipe encompasses the cooling coil so that, in the “pipe in pipe” design, the intake pipe is outside and is cooled or heated by a cooling coil link lying inside. With regard to thermal conductivity, these embodiments are less preferred. The same applies to the embodiments in which the intake pipe and the cooling coil unit interacting with it are made in the form of adjacent pipe halves, in addition to which the impaired flow dynamics is added.

На фиг.3 показан следующий вариант осуществления, в котором заборная труба 80 находится в соединении не с охлаждающим змеевиком KS, а с двойной стенкой резервуара 40' и двойным дном 30' резервуара. Для того чтобы не осложнять чистку внутреннего пространства резервуара, заборная труба 80 полностью утоплена в стенку 40' и дно 30' и оканчивается в нижнем отверстии 81 в области низшей точки резервуара 10', предпочтительно в центральном выпускном отверстии 31' в дне 30'. В верхней области стенки 40' резервуара заборная труба выступает наружу и через боковой соединительный элемент 82 образует сообщающееся соединение с внутренним пространством резервуара. Для того чтобы негативно не влиять на поток среды теплообменника в стенке резервуара и дне, заборная труба может быть проложена на наружных сторонах двойной стенки 40' резервуара и двойного дна 30', то есть по существу в изоляционном корпусе 12.Figure 3 shows the following embodiment, in which the intake pipe 80 is not connected to the cooling coil KS, but to the double wall of the tank 40 'and the double bottom 30' of the tank. In order not to complicate the cleaning of the interior of the tank, the intake pipe 80 is completely recessed into the wall 40 'and the bottom 30' and ends in the lower hole 81 in the region of the lowest point of the tank 10 ', preferably in the central outlet 31' in the bottom 30 '. In the upper region of the wall of the tank 40 ', the intake pipe extends outward and through the lateral connecting element 82 forms a communicating connection with the interior of the tank. In order not to adversely affect the flow of the heat exchanger medium in the tank wall and the bottom, the intake pipe can be laid on the outer sides of the double wall 40 'of the tank and the double bottom 30', that is, essentially in the insulating casing 12.

Идея изобретения соединить заборную трубу с теплообменными элементами не ограничивается уже конкретно описанными и изображенными на фигурах элементами, а может быть перенесена на множество других элементов. Элементы для замораживания-размораживания с расположенными в виде спирали теплообменниками можно также соединять с заборной трубой для отбора и предварительного нагрева продукта такими, как пластинчатые и звездообразные теплообменные элементы.The idea of the invention to connect the intake pipe to the heat exchange elements is not limited to the elements already specifically described and shown in the figures, but can be transferred to many other elements. Freeze-thaw elements with spiral-shaped heat exchangers can also be connected to an intake pipe to select and preheat the product, such as plate and star-shaped heat exchangers.

Решающим является то, что между теплообменным элементом и по меньшей мере участком заборной трубы, который лежит в области замороженного продукта, то есть примерно от самой низшей точки резервуара до максимальной высоты заполнения, соответственно в замороженном состоянии заполнен им, существует тепловой контакт. Прямой контакт между погружным элементом и теплообменным элементом согласно вышеуказанному выполнению «труба в трубе» и «труба в стене» не является обязательным, однако преимущественным.It is crucial that between the heat exchange element and at least the section of the intake pipe that lies in the region of the frozen product, i.e. from about the lowest point of the tank to the maximum filling height, respectively, in the frozen state it is filled, there is thermal contact. Direct contact between the immersion element and the heat exchange element according to the aforementioned “pipe in pipe” and “pipe in wall” design is not necessary, but advantageous.

Техническая идея изобретения может быть перенесена на одноразовые устройства, которые пользуются большой популярностью в силу их особой экономичности благодаря уменьшению расходов в области безразборной мойки и стерилизации оборудования (CIP/SIP). У таких «одноразовых» устройств, все устройство в своей настоящей одноразовой версии может быть изготовлено из подходящих синтетических материалов. В других вариантах осуществления изобретения термически пассивные составные части, т.е. по существу дно, крышка, стенка резервуара и заборная труба, изготавливаются из синтетического материала в виде «одноразовых», а теплообменные элементы - из металла и после использования отсоединяются от резервуара, очищаются и используются снова.The technical idea of the invention can be transferred to disposable devices, which are very popular due to their particular cost-effectiveness due to reduced costs in the field of CIP and equipment sterilization (CIP / SIP). For such “disposable” devices, the entire device in its current disposable version can be made of suitable synthetic materials. In other embodiments, thermally passive components, i.e. essentially the bottom, the lid, the wall of the tank and the intake pipe are made of synthetic material in the form of “disposable” ones, and the heat exchange elements are made of metal and after use they are disconnected from the tank, cleaned and used again.

На фиг.5 изображен распылительный трубопровод 90, который при очистке/CIP резервуара используется вместе со своими встроенными элементами. Раствор для очистки подается через соединительный элемент 91, который в изображенном примере осуществления распыляется через распылительные головки, закрепленные на конце двух распылительных трубопроводов. Так как охлаждающий змеевик и заборная труба свободны от занимающих большую площадь стабилизаторов потока, встроенных элементов и направляющих щитков, то до минимума сокращаются не только подлежащие очистке поверхности, но также и труднодоступные для распыления места. Это также способствует тому, что очистка, безразборная мойка и стерилизация оборудования CIP/SIP осуществляются чрезвычайно просто и эффективно.FIG. 5 shows a spray line 90, which is used with its integrated elements in the cleaning / CIP tank. The cleaning solution is supplied through a connecting element 91, which in the illustrated embodiment is sprayed through the spray heads fixed to the end of the two spray lines. Since the cooling coil and the intake pipe are free from flow stabilizers, built-in elements and guide shields, which occupy a large area, not only the surfaces to be cleaned, but also places difficult to spray, are reduced to a minimum. It also makes cleaning, CIP and sterilization of CIP / SIP equipment extremely easy and efficient.

В следующем варианте осуществления изобретения заборная труба, которая по размерам и размещению по существу соответствует подводящей трубе ZR в устройстве согласно фиг.1b, является электрически или индуктивно нагреваемой. Для электрического варианта предпочтительно в стенке заборной трубы изолированно от продукта и окружающей среды расположены нагревательные провода, нагревательные катушки или другие нагревательные элементы. Для индуктивного варианта заборная труба по меньшей мере на важных участках изготавливается предпочтительно из ферромагнитного материала. Так как для электрического обогрева заборной трубы необходим источник напряжения и для индуктивного обогрева соответственно сильный магнитный источник, эти оба варианта используются только при определенных условиях.In a further embodiment of the invention, the intake pipe, which in size and placement substantially corresponds to the supply pipe ZR in the device according to FIG. 1b, is electrically or inductively heated. For the electric variant, preferably, heating wires, heating coils or other heating elements are located in the wall of the intake pipe in isolation from the product and the environment. For the inductive embodiment, the intake pipe, at least in important areas, is preferably made of ferromagnetic material. Since a voltage source is required for electric heating of the intake pipe and, accordingly, a strong magnetic source is necessary for inductive heating, both of these options are used only under certain conditions.

Claims

1. Device (1, 1 ', 1'') for freezing, transporting and thawing fluids, especially sterile liquids, solutions and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, with a reservoir (10, 10'), including includes a cover (20, 20 ', 20''), a wall (40, 40') and a bottom (30, 30 ') and at least one heat exchange element (50, 50'), which is in contact with the loaded reservoir fluid with the possibility of cooling or heating, characterized in that the intake pipe (60, 80) is in contact with at least at least one heat exchange element (50, 50 ', 30, 30', 40, 40 ') in at least one section of its length, and that on the tank (10, 10') in the area above the maximum filling height (F _MAX ) preferably in the lid (20, 20 '), a bypass line (70) is located so that during the defrosting process, the liquefied, diverted through the intake pipe (60, 80) from the lowest point of the tank (10, 10') and preheated has the ability to pump through the bypass pipe (70) from above to the still frozen fluid.

2. The device (1, 1 ', 1``) according to claim 1, characterized in that the intake pipe (60, 60', 80) provides a communicating connection between the first lower hole (81) in the lowest point inside the tank (10 , 10 ') and a second hole (82) located on the upper side of the tank (10, 10') or on the lid (20, 20 ', 20``).

3. The device (1, 1 ', 1``) according to claim 1, characterized in that the intake pipe (60, 60', 80) with the link (63) is in thermal contact with the heat exchange element (50, 50 ', 30, 30 ', 40, 40') from about the lowest point of the tank to at least the maximum filling height (F _MAX ).

4. The device (1, 1 ', 1``) according to claim 1, characterized in that the heat-exchange element includes a cooling coil (50, 50'), and a sampling pipe (60, 60 ') is laid in its length coaxially in the link (51, 51 ') of the cooling coil (50, 50') and is in thermal contact with it, preferably in direct contact.

5. The device (1, 1 ', 1``) according to claim 4, characterized in that the link (63) of the intake pipe in an area that extends from approximately the maximum filling height (P _MAX ) to the lowest point of the tank (10), laid vertically and coaxially in the central portion (51) of the cooling coil (50) and along the longitudinal axis (L).

6. The device (1, 1 ', 1``) according to claim 5, characterized in that the link (63) of the intake pipe (60) forms the inner wall of a hollow cylinder-shaped central section (51) of the cooling coil (50) so that the intake pipe (60) and the cooling coil (50) in this area are integrally interconnected according to the principle “pipe in pipe”.

7. The device (1, 1 ', 1' ') according to claim 1, characterized in that the heat-exchange element includes a double bottom (30, 30') and a double wall (40, 40 '), and an intake pipe (60 , 60 ') in a section of its length held inside or outside the bottom (30, 30') and the wall (40, 40 ') and is in thermal contact with them, preferably in direct contact.

8. The device (1, 1 ', 1'') according to claim 1, characterized in that the bypass pipe (70) passes through the cover (20, 20') and ends in at least one, preferably two discharge openings ( 76, 77) above the maximum filling height (F _MAX ), which are arranged so that the pumped fluid is directed to the upper links of the heat exchange elements (50, 50 ', 40, 40'), preferably a cooling coil (50, 50 '), and foaming is reduced.

9. The method of thawing frozen fluids, especially sterile liquids, solutions and suspensions for the chemical, biotechnological, pharmaceutical and food industries, in the device (1, 1 ', 1' ') according to one of the preceding claims, characterized in that the warm medium is directed through at least one heat exchange element (50, 50 ', 30, 30', 40, 40 '), and the frozen fluid is thawed in the intake pipe (60, 80), which is in thermal contact with at least one heat exchange element (50 , 50 ', 30, 30', 40, 40 '), and then the thawed fluid from the lowest point inside the tank (10, 10') through the intake pipe can be taken and preheated before it is pumped through the bypass pipe ( 70) on top of the fluid still in the tank.