WO2003103340A1 - Product heating installation in particular for viscous products - Google Patents
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- WO2003103340A1 WO2003103340A1 PCT/FR2002/001834 FR0201834W WO03103340A1 WO 2003103340 A1 WO2003103340 A1 WO 2003103340A1 FR 0201834 W FR0201834 W FR 0201834W WO 03103340 A1 WO03103340 A1 WO 03103340A1
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/60—Heating arrangements wherein the heating current flows through granular powdered or fluid material, e.g. for salt-bath furnace, electrolytic heating
Definitions
- the present invention relates to an installation for heating products, in particular viscous products, comprising at least one heating pipe for the flow of said products.
- 11 may in particular be food products which must be subjected to cooking, sterilization, pasteurization, the ⁇ nisation or any other essential treatment in food processing. It could also be the treatment of effluents for the recovery of certain by-products.
- the treatment must be carried out in the most effective way possible, and the quality of the products must remain excellent, goal sought in all the food-processing industries, where one must respect the regulations and prescriptions as regards vitamin content, texture, color of products etc.
- the product is continuously heated, the product flowing continuously in a pipe with a heat-conducting wall and heated from the outside.
- the speed of the product remains zero on the wall, and its laminar flow is the cause of poor heat transmission and significant heterogeneity in the heating of the product, which is significantly less at the center of the flow than 'in the vicinity of the wall. This is all the more troublesome as the wall temperature must be relatively high due to the low heat exchange coefficient.
- the heating time is also important, the transferable power per unit of power being low.
- the object of the present invention is to remedy these drawbacks of the prior art, and to homogenize much more heat treatment of the product, therefore increasing the quality of the treated product, without having to increase the heating power involved for a given flow rate.
- an installation in accordance with the present invention is characterized in that the heating pipe comprises at least one tubular section of electrically insulating material, the two ends of which can be closed each by an electrode, the two electrodes being connected to a source of electric power supply, and volumes of the product to be heated being brought sequentially between the electrodes to stay there for a determined ohmic heating time, the current passing between the electrodes passing through its entire section the volume of product introduced and immobilized between them, then what the volume of the treated product is discharged from said line.
- Ohmic and volume heating is thus carried out in the mass of the product and in a perfectly homogeneous manner, since the product does not flow in the pipe during its treatment, and there is no hot wall. The product does not flow into it until it enters or leaves the pipe. We can therefore bring into play a lower heating energy than in known installations, while obtaining a better result, due to the reduction in losses. Admittedly the product is stopped in the pipe during its treatment, but by implementing several pipes fed in parallel and operating with a certain offset, it will be possible to obtain a significant flow rate, with a flow of the treated product practically uninterrupted.
- the installation can also be characterized in that the tubular section of the pipe is round and in that the electrodes, in the form of circular discs of corresponding diameter, are permanently mounted at its two ends being movable in rotation about a diametrical axis, and this between two positions: an open position parallel to the axis of the pipe, for which the electrodes free the passage and allow the introduction of the volume of product in the section before heating as well as its evacuation after heating, and a closed position perpendicular to this axis of the pipe, for which this section is closed, during the heating operation.
- each electrode is connected on the one hand mechanically to a motor axis capable of rotating it between its open and closed positions, and on the other hand electrically to the electric power source via a connection terminal, these mechanical and electrical connections being provided by leaktight passages through the wall of the pipe.
- the pipe will consist of several tubular sections al igneous so as to constitute a continuous and smooth passage, two adjacent sections being separated by a tubular connecting section of electrically insulating material and constituting a housing for an intermediate electrode, which section of the iaison will be connected to the two neighboring sections by fixing flanges, sections constituting electrode housings of the same type being provided at the two ends of said pipe and being connected by flanges to pipes with metal fittings, respectively inlet and outlet .
- each pipe will consist of two successive sections and will consequently comprise three electrodes disposed respectively in three connecting sections.
- the intermediate electrode will then advantageously be connected to a phase of a single-phase alternating current source via an isolation transformer, the end electrodes being connected to the other phase as well as to the earth.
- a three-phase supply with four electrodes defining three heating sections, the extreme electrodes being connected to earth.
- the pipe then consists of three successive sections and consequently comprises four electrodes disposed respectively in four connecting sections, the intermediate electrodes being connected to the phases of a three-phase alternating current source by means of an isolation transformer, and the end electrodes being grounded.
- this installation will comprise several pipes supplied with volumes of product. in parallel m 'is with staggered heating cycles, so that one pipe is in the supply phase or product discharge while another pipe will be in the heating phase.
- the electrical supply may be common to the various pipes, by implementing a power unit which in turn connects the supply to the pipe which is to be brought into the heating phase.
- the heat treatment pipe of the installation comprises two tubular sections 1 with a round cross section, aligned and separated from each other by an intermediate connecting section 2i of the same section and constituting a housing for a disk-shaped electrode. thick circular with rounded edges, of corresponding diameter, referenced in 3.
- the material constituting the sections and sections of the pipe is an electrically insulating material having good mechanical temperature resistance, such as for example polypropylene which can be used up to temperatures of the order of 100 ° C., or the PEEK usable up to 200 to 250 ° C.
- a jack or other motor capable of pivoting the electrode on command about its vertical diametrical axis, to bring it either into the open position shown in the figure, for which the electrode disc 3 is parallel to the axis of the pipe and allows the passage of products, either in a closed position for which the electrode 3 is brought into a position perpendicular to this axis and completely closes the pipe.
- an electrical connection terminal for ensuring the electrical connection between the electrode 3 and an alternating current supply source, not shown. The crossings of the wall of the pipe by these mechanical and electrical connections are ensured by watertight passages 6m and 6e of any known type.
- the sections 1 are connected to two other exactly similar sections and serving as housings for similar electrodes and connected in the same way as in the intermediate section; it is an inlet section 2e and an outlet section 2s, themselves connected to short stainless steel pipes fitted with standardized metal fittings 7.
- the connections between sections 1 and sections on the one hand , between end sections 2e, 2i and fittings 7 on the other hand, are provided by flanges 8.
- the central terminal 5 is connected to a phase of the alternating current network single-phase via an isolation transformer in order to avoid any current looping with the distribution network, and the terminal 5 terminals are connected to the other phase as well as to earth.
- a measuring toroid can be inserted in this link in order to control the leakage current and to be able to cut the power supply if a predetermined threshold is exceeded, this for safety.
- the entire installation is fixed horizontally on a base made of insulating material, and a cover (also not shown) covers the entire working area to avoid contact of operators with live parts during operation. This operation of the installation, the different phases of which can be managed by a PLC, is as follows:
- the material of the electrodes will be chosen according to the nature of the product treated, the current density and its frequency. In principle, there should be no corrosion or electrochemical reaction with the product.
- the present invention has the advantage of allowing the heating of very viscous and heat-sensitive products, and of eliminating a large number of the drawbacks of conventional installations, whatever the viscosity of the product. There is no risk of overheating, in the absence of a hot wall, and the heating of the product has excellent homogeneity and can be relatively rapid, even with reduced electrical energy involved. It should be noted that the products should preferably have an electrical conductivity of less than 20 S / m.
Abstract
The invention relates to a product heating installation in particular for viscous
products, comprising at least one heating duct for the flow of said products.
Said duct comprises at least one tubular section (1) made from an electrically-insulating
material, the two ends of which may each be closed by an electrode (3). The two electrodes
are connected to an electrical supply source and aliquots of product are sequentially
placed between the electrodes (3) to remain for a fixed period of ohmic heating.
The current passes between the electrodes (3) crossing the entire section of
the product introduced and immobilised between the above, after which the treated
product is removed from said duct.
Description
Instal lation de chauffage de produits, notamment visqueux. Installation for heating products, especially viscous ones.
La présente invention concerne une instal lation de chau ffage de produits, notamment visqueux, comprenant au moins une conduite chauffante pour l'écoulement desdits produits. 11 pourra s'agir en particulier de produits alimentaires qui doivent être soumis à des traitements de cuisson, stérilisation, pasteurisation, theπnisation ou tout autre traitement essentiel dans la transformation des aliments. II pourrait s'agir aussi du traitement d'effluents pour la valorisation de certains sous- produits.The present invention relates to an installation for heating products, in particular viscous products, comprising at least one heating pipe for the flow of said products. 11 may in particular be food products which must be subjected to cooking, sterilization, pasteurization, theπnisation or any other essential treatment in food processing. It could also be the treatment of effluents for the recovery of certain by-products.
Lors de ces opérations, le traitement doit être réalisé de la façon la plus efficace possible, et la qualité des produits devra rester excellente, but recherché dans toutes les industries agro-alimentaires, où l'on doit respecter les règlements et prescriptions en matière de teneur en vitamines, texture, couleur des produits etc.During these operations, the treatment must be carried out in the most effective way possible, and the quality of the products must remain excellent, goal sought in all the food-processing industries, where one must respect the regulations and prescriptions as regards vitamin content, texture, color of products etc.
Dans certaines installations connues, on effectue un chauffage en continu du produit, celui-ci s'écoulant sans interruption dans une conduite à paroi conductrice de la chaleur et chauffée de l'extérieur. La vitesse du produit reste cependant nulle sur la paroi, et son écoulement laminaire est la cause d'une mauvaise transmission de la chaleur et d'une hétérogénéité importante dans le chauffage du produit, qui est sensiblement moins important au centre de l'écoulement qu'au voisinage de la paroi. Ceci est d'autant plus gênant que la température de paroi doit être relativement élevée du fait du faible coefficient d'échange thermique. En outre, le temps de chauffage est également important, la puissance transférable par unité de puissance étant faible.In certain known installations, the product is continuously heated, the product flowing continuously in a pipe with a heat-conducting wall and heated from the outside. However, the speed of the product remains zero on the wall, and its laminar flow is the cause of poor heat transmission and significant heterogeneity in the heating of the product, which is significantly less at the center of the flow than 'in the vicinity of the wall. This is all the more troublesome as the wall temperature must be relatively high due to the low heat exchange coefficient. In addition, the heating time is also important, the transferable power per unit of power being low.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients de la technique antérieure, et d'homogénéiser beaucoup plus
le traitement thermique du produit, donc d'augmenter la qualité du produit traité, sans devoir augmenter la puissance de chauffage mise en jeu pour un débit donné.The object of the present invention is to remedy these drawbacks of the prior art, and to homogenize much more heat treatment of the product, therefore increasing the quality of the treated product, without having to increase the heating power involved for a given flow rate.
A cet effet, une installation conforme à la présente invention est caractérisée en ce que la conduite chauffante comporte au moins une section tubulaire en matériau électriquement isolant dont les deux extrémités peuvent être obturées chacune par une électrode, les deux électrodes étant reliées à une source d'alimentation en courant électrique, et des volumes du produit à chauffer étant amenés séquentiellement entre les électrodes pour y séjourner pendant un temps de chauffage ohmique déterminé, le courant passant entre les électrodes en traversant dans toute sa section le volume de produit introduit et immobilisé entre elles, ensuite de quoi le volume du produit traité est évacué de ladite conduite.To this end, an installation in accordance with the present invention is characterized in that the heating pipe comprises at least one tubular section of electrically insulating material, the two ends of which can be closed each by an electrode, the two electrodes being connected to a source of electric power supply, and volumes of the product to be heated being brought sequentially between the electrodes to stay there for a determined ohmic heating time, the current passing between the electrodes passing through its entire section the volume of product introduced and immobilized between them, then what the volume of the treated product is discharged from said line.
On effectue ainsi un chauffage ohmique et volumique dans la masse du produit et de façon parfaitement homogène, puisque le produit ne s'écoule pas dans la conduite pendant son traitement, et qu'il n'y a pas de paroi chaude. Le produit ne s'y écoule que pendant son introduction ou son évacuation de la conduite. On pourra donc mettre en jeu une énergie de chauffage moins importante que dans les installations connues, tout en obtenant un résultat meilleur, du fait de la diminution des pertes. Certes le produit est stoppé dans la conduite pendant son traitement, mais en mettant en œuvre plusieurs conduites alimentées en parallèle et fonctionnant avec un certain décalage, on pourra obtenir un débit important, avec un écoulement du produit traité pratiquement ininterrompu.Ohmic and volume heating is thus carried out in the mass of the product and in a perfectly homogeneous manner, since the product does not flow in the pipe during its treatment, and there is no hot wall. The product does not flow into it until it enters or leaves the pipe. We can therefore bring into play a lower heating energy than in known installations, while obtaining a better result, due to the reduction in losses. Admittedly the product is stopped in the pipe during its treatment, but by implementing several pipes fed in parallel and operating with a certain offset, it will be possible to obtain a significant flow rate, with a flow of the treated product practically uninterrupted.
L'installation pourra encore être caractérisée en ce que la section tubulaire de la conduite est ronde et en ce que les électrodes, en forme de disques circulaires de diamètre correspondant, sont montées à demeure à
ses deux extrémités en étant mobiles en rotation autour d'un axe diamétral, et ceci entre deux positions : une position d'ouverture parallèle à l'axe de la conduite, pour laquelle les électrodes libèrent le passage et permettent l'introduction du volume de produit dans la section avant chauffage ainsi que son évacuation après chauffage, et une position de fermeture perpendiculaire à cet axe de la conduite, pour laquelle cette section est obturée, pendant l'opération de chauffage.The installation can also be characterized in that the tubular section of the pipe is round and in that the electrodes, in the form of circular discs of corresponding diameter, are permanently mounted at its two ends being movable in rotation about a diametrical axis, and this between two positions: an open position parallel to the axis of the pipe, for which the electrodes free the passage and allow the introduction of the volume of product in the section before heating as well as its evacuation after heating, and a closed position perpendicular to this axis of the pipe, for which this section is closed, during the heating operation.
On peut encore prévoir que chaque électrode est reliée d'une part mécaniquement à un axe moteur propre à la faire pivoter entre ses positions d'ouverture et de fermeture, et d'autre part électriquement à la source d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'une borne de raccordement, ces liaisons mécanique et électrique étant assurées par des passages étanches de traversée de la paroi de la conduite. Avantageusement, la conduite sera constituée de plusieurs sections tubulaires al ignées de sorte à constituer un passage continu et lisse, deux sections voisines étant séparées par un tronçon de liaison tubulaire en matériau électriquement isolant et constituant un logement pour une électrode intermédiaire, lequel tronçon de l iaison sera relié aux deux sections voisines par des brides de fixation, des tronçons constituant logements à électrode du même type étant prévus aux deux extrémités de ladite conduite et étant reliés par des brides à des tuyauteries à raccords métalliques, respectivement d'entrée et de sortie.It is also possible to provide that each electrode is connected on the one hand mechanically to a motor axis capable of rotating it between its open and closed positions, and on the other hand electrically to the electric power source via a connection terminal, these mechanical and electrical connections being provided by leaktight passages through the wall of the pipe. Advantageously, the pipe will consist of several tubular sections al igneous so as to constitute a continuous and smooth passage, two adjacent sections being separated by a tubular connecting section of electrically insulating material and constituting a housing for an intermediate electrode, which section of the iaison will be connected to the two neighboring sections by fixing flanges, sections constituting electrode housings of the same type being provided at the two ends of said pipe and being connected by flanges to pipes with metal fittings, respectively inlet and outlet .
On pourra prévoir par exemple que chaque conduite sera constituée de deux sections successives et comportera par suite trois électrodes disposées respectivement dans trois tronçons de liaison. L'électrode intermédiaire sera alors avantageusement raccordée à une phase d'une source de courant alternati f monophasé par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement, les électrodes d'extrémité étant reliées à
l'autre phase ainsi qu'à la terre. On pourra aussi utiliser, pour les puissances importantes, une alimentation en triphasé, avec quatre électrodes définissant trois sections de chauffage, les électrodes extrêmes étant raccordées à la terre. En d'autres termes, la conduite est alors constituée de trois sections successives et comporte par suite quatre électrodes disposées respectivement dans quatre tronçons de liaison, les électrodes intermédiaires étant raccordées aux phases d'une source de courant alternatif triphasé par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement, et les électrodes d'extrémité étant reliées à la terre. Afin d'augmenter le débit d'une installation conforme à l'invention et de faire en sorte que le produit traité s'en écoule de façon quasi continue, il sera encore avantageux de prévoir que cette installation comportera plusieurs conduites alimentées en volumes de produit en parallèle m' i s avec des cycles de chauffage décalés, de sorte qu'une conduite soit en phase d'alimentation ou d'évacuation en produit tandis qu'une autre conduite sera en phase de chauffage. L'alimentation électrique pourra être commune aux différentes conduites, par mise en œuvre d'un organe de puissance connectant à tour de rôle l'alimentation sur la conduite qui doit être mise en phase de chauffage. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif avec référence à la figure unique du dessin ci-annexé qui représente de façon schématique une installation à trois électrodes et deux sections.It will be possible, for example, to provide that each pipe will consist of two successive sections and will consequently comprise three electrodes disposed respectively in three connecting sections. The intermediate electrode will then advantageously be connected to a phase of a single-phase alternating current source via an isolation transformer, the end electrodes being connected to the other phase as well as to the earth. It is also possible to use, for large powers, a three-phase supply, with four electrodes defining three heating sections, the extreme electrodes being connected to earth. In other words, the pipe then consists of three successive sections and consequently comprises four electrodes disposed respectively in four connecting sections, the intermediate electrodes being connected to the phases of a three-phase alternating current source by means of an isolation transformer, and the end electrodes being grounded. In order to increase the throughput of an installation in accordance with the invention and to ensure that the treated product flows therefrom almost continuously, it will still be advantageous to provide that this installation will comprise several pipes supplied with volumes of product. in parallel m 'is with staggered heating cycles, so that one pipe is in the supply phase or product discharge while another pipe will be in the heating phase. The electrical supply may be common to the various pipes, by implementing a power unit which in turn connects the supply to the pipe which is to be brought into the heating phase. An embodiment of the invention will now be described by way of non-limiting example with reference to the single figure of the attached drawing which schematically represents an installation with three electrodes and two sections.
La conduite de traitement thermique de l'installation comporte deux sections tubulaires 1 à section transversale ronde, alignées et séparées l'une de l'autre par un tronçon de liaison intermédiaire 2i de même section et constituant un logement pour une électrode en forme de disque circulaire épais et à bords arrondis, de diamètre correspondant,
référencée en 3. La matière constituant les sections et tronçons de la conduite est une matière électriquement isolante présentant une bonne tenue mécanique en température, telle que par exemple le polypropylène utilisable jusqu'à des températures de l'ordre de 100°C, ou le PEEK utilisable jusqu'à 200 à 250 °C. On peut aussi envisager d'utiliser de la céramique, du verre ou encore un composite en résine imprégnée de fibres de verre. En 4 on a schématisé un vérin ou autre moteur propre à faire pivoter sur commande l'électrode autour de son axe diamétral vertical, pour l'amener soit dans la position d'ouverture représentée sur la figure, pour laquelle le disque d'électrode 3 est parallèle à l'axe de la conduite et autorise le passage des produits, soit dans une position de fermeture pour laquelle l'électrode 3 est amenée dans une position perpendiculaire à cet axe et obture complètement la conduite. En 5 on a représenté aussi schématiquement une borne de raccordement électrique pour assurer la liaison électrique entre l'électrode 3 et une source d'alimentation en courant alternati f, non représentée. Les traversées de la paroi de la conduite par ces liaisons mécanique et électrique sont assurées par des passages étanches 6m et 6e de tout type connu.The heat treatment pipe of the installation comprises two tubular sections 1 with a round cross section, aligned and separated from each other by an intermediate connecting section 2i of the same section and constituting a housing for a disk-shaped electrode. thick circular with rounded edges, of corresponding diameter, referenced in 3. The material constituting the sections and sections of the pipe is an electrically insulating material having good mechanical temperature resistance, such as for example polypropylene which can be used up to temperatures of the order of 100 ° C., or the PEEK usable up to 200 to 250 ° C. One can also consider using ceramic, glass or a resin composite impregnated with glass fibers. In 4 there is shown schematically a jack or other motor capable of pivoting the electrode on command about its vertical diametrical axis, to bring it either into the open position shown in the figure, for which the electrode disc 3 is parallel to the axis of the pipe and allows the passage of products, either in a closed position for which the electrode 3 is brought into a position perpendicular to this axis and completely closes the pipe. In 5 there is also shown schematically an electrical connection terminal for ensuring the electrical connection between the electrode 3 and an alternating current supply source, not shown. The crossings of the wall of the pipe by these mechanical and electrical connections are ensured by watertight passages 6m and 6e of any known type.
A l'opposé du tronçon intermédiaire 2i, les sections 1 sont raccordées à deux autres tronçons exactement semblables et servant de logements à des électrodes semblables et connectées de la même manière que dans le tronçon intermédiaire ; il s'agit d'un tronçon d'entrée 2e et d'un tronçon de sortie 2s, eux-mêmes reliés à de courtes tuyauteries en acier inoxydable équipées de raccords métalliques normalisés 7. Les connexions entre sections 1 et tronçons d'une part, entre tronçons extrêmes 2e, 2i et raccords 7 d'autre part, sont assurées par des brides 8.In contrast to the intermediate section 2i, the sections 1 are connected to two other exactly similar sections and serving as housings for similar electrodes and connected in the same way as in the intermediate section; it is an inlet section 2e and an outlet section 2s, themselves connected to short stainless steel pipes fitted with standardized metal fittings 7. The connections between sections 1 and sections on the one hand , between end sections 2e, 2i and fittings 7 on the other hand, are provided by flanges 8.
Au point de vue du schéma électrique (non représenté), la borne 5 centrale est raccordée à une phase du réseau de courant alternatif
monophasé par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement afin d'éviter tout bouclage de courant avec le réseau distributeur, et les bornes 5 d'extrémité sont rel iées à l'autre phase ainsi qu'à la terre. Un tore de mesure peut être inséré dans cette liaison afin de contrôler le courant de fuite et de pouvoir couper l'alimentation en cas de dépassement d'un seuil prédéterminé, ceci par sécurité. L'ensemble de l'installation est fixé horizontalement sur un socle en matière isolante, et un capot (également non représenté) recouvre toute la zone de travail pour éviter un contact des opérateurs avec les parties sous tension lors du fonctionnement. Ce fonctionnement de l'installation, dont les di fférentes phases peuvent être gérées par un automate, est le suivant :From the point of view of the electrical diagram (not shown), the central terminal 5 is connected to a phase of the alternating current network single-phase via an isolation transformer in order to avoid any current looping with the distribution network, and the terminal 5 terminals are connected to the other phase as well as to earth. A measuring toroid can be inserted in this link in order to control the leakage current and to be able to cut the power supply if a predetermined threshold is exceeded, this for safety. The entire installation is fixed horizontally on a base made of insulating material, and a cover (also not shown) covers the entire working area to avoid contact of operators with live parts during operation. This operation of the installation, the different phases of which can be managed by a PLC, is as follows:
- commande de la rotation des électrodes 3 pour les amener dans une position d'ouverture parallèle à l'axe de la conduite j de traitement ; - introduction, par l'extrémité d'entrée de la conduite, du produit à traiter grâce à un système de pompage et éventuellement à un gaveur en cas de produit extrêmement visqueux ;- Control of the rotation of the electrodes 3 to bring them into an open position parallel to the axis of the treatment pipe j; - introduction, through the inlet end of the pipe, of the product to be treated using a pumping system and possibly a booster in the event of an extremely viscous product;
- commande de la rotation des électrodes 3 pour les amener dans une position de fermeture perpendiculaire à l'axe de la conduite, déterminant ainsi deux sections de chauffage identiques ;- Control of the rotation of the electrodes 3 to bring them into a closed position perpendicular to the axis of the pipe, thus determining two identical heating sections;
- mise en tension des électrodes pendant le temps nécessaire à la montée en température jusqu'à la valeur choisie, puis coupure de l'alimentation, éventuellement après un palier de maintien en température ;- tensioning of the electrodes for the time necessary for the temperature to rise to the selected value, then cutting of the power supply, possibly after a temperature holding level;
- rotation en sens inverse des électrodes pour les ramener en position d'ouverture ; et
remise en marche du système de pompage, le produit arrivant dans la conduite chassant le produit traité qui en est ainsi évacué. Un nouveau cycle identique au précédent peut alors être réalisé. On comprend que les caractéristiques géométriques et électriques de l'installation seront déterminées à partir d'un cahier des charges spécifiant les températures initiale et finale du produit, ses conductivités électriques à ces températures ainsi que le débit horaire du produit, nombre d'opérations horaires ou temps de chauffage. Les dimensionnements seront calculés en prenant en compte notamment la tension maximale applicable sur les électrodes et la densité de courant admissible à leur surface qui, avec certains matériaux, pourra être de l'ordre de 2500 A/m" en continu, avec une fréquence de 50 Hz.- rotation of the electrodes in the opposite direction to bring them back to the open position; and restarting of the pumping system, the product arriving in the pipe chasing the treated product which is thus discharged therefrom. A new cycle identical to the previous one can then be performed. It is understood that the geometrical and electrical characteristics of the installation will be determined from a specification specifying the initial and final temperatures of the product, its electrical conductivities at these temperatures as well as the hourly flow rate of the product, number of hourly operations. or heating time. The dimensions will be calculated taking into account in particular the maximum voltage applicable on the electrodes and the admissible current density on their surface which, with certain materials, may be of the order of 2500 A / m " continuously, with a frequency of 50 Hz.
Le matériau des électrodes sera choisi en fonction de la nature du produit traité, de la densité de courant et de sa fréquence. Il ne devra y avoir en principe ni corrosion ni réaction électrochimique avec le produit.The material of the electrodes will be chosen according to the nature of the product treated, the current density and its frequency. In principle, there should be no corrosion or electrochemical reaction with the product.
De tels matériaux sont proposés dans le brevet français n° 98 03 154 au nom de la demanderesse.Such materials are proposed in French patent n ° 98 03 154 in the name of the applicant.
La présente invention a l'avantage de permettre le chauffage de produits très visqueux et thermosensibles, et d'éliminer un grand nombre des inconvénients des instal lations classiques, quelle que soit la viscosité du produit. Il n'y a pas risque de surchauffe, en absence de paroi chaude, et le chauffage du produit présente une excellente homogénéité et peut être relativement rapide, même avec une énergie électrique mise en jeu réduite. 11 est à noter que les produits devront avoir de préférence une conductivité électrique inférieure à 20 S/m.The present invention has the advantage of allowing the heating of very viscous and heat-sensitive products, and of eliminating a large number of the drawbacks of conventional installations, whatever the viscosity of the product. There is no risk of overheating, in the absence of a hot wall, and the heating of the product has excellent homogeneity and can be relatively rapid, even with reduced electrical energy involved. It should be noted that the products should preferably have an electrical conductivity of less than 20 S / m.
Enfin et comme déjà indiqué plus haut, on peut augmenter encore le débit d'une telle installation en mettant en œuvre plusieurs
conduites alimentées, au point de vue produit, en parallèle, avec décalage dans le temps des différentes phases de fonctionnement, une conduite étant par exemple en phase d'introduction ou d'évacuation du produit tandis qu'une autre sera en phase de chauffage. Ces phases seront de préférence commandées par un automate ou autre organe de commande, lequel pourra aussi connecter automatiquement, par l'intermédiaire d'un organe de puissance, l'alimentation en courant alternatif sur les électrodes de la seule conduite qui sera en phase de chauffage. De la sorte on pourra rendre pratiquement continue la production de produit traité, sans augmenter le besoin en puissance électrique installée.
Finally and as already indicated above, it is possible to further increase the throughput of such an installation by implementing several pipes supplied, from the product point of view, in parallel, with time lag of the various operating phases, a pipe being for example in the introduction or discharge phase of the product while another will be in the heating phase. These phases will preferably be controlled by an automaton or other control member, which may also automatically connect, via a power member, the supply of alternating current to the electrodes of the only pipe which will be in the phase of heater. In this way it will be possible to make the production of treated product practically continuous, without increasing the need for installed electrical power.
Claims
1 . Instal lation de chauffage de produits, notamment visqueux, comprenant au moins une conduite chauffante pour l'écoulement desdits produits, caractérisée en ce que cette conduite comporte au moins une section tubulaire ( 1 ) en matériau électriquement isolant dont les deux extrémités peuvent être obturées chacune par une électrode (3), les deux électrodes (3) étant reliées à une source d'alimentation en courant électrique, et des volumes du produit à chauffer étant amenés séquentiellement entre les électrodes (3) pour y séjourner pendant un temps de chauffage ohmique déterminé, le courant passant entre les électrodes en traversant dans toute sa section le volume de produit introduit et immobilisé entre el les, ensuite de quoi le volume du produit traité est évacué de ladite conduite. 1. Installation for heating products, in particular viscous products, comprising at least one heating pipe for the flow of said products, characterized in that this pipe comprises at least one tubular section (1) of electrically insulating material, the two ends of which can be closed each by an electrode (3), the two electrodes (3) being connected to a source of electric current supply, and volumes of the product to be heated being brought sequentially between the electrodes (3) to remain there for an ohmic heating time determined, the current passing between the electrodes through its entire section the volume of product introduced and immobilized between them, after which the volume of the treated product is removed from said line.
2. Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la section tubulaire est ronde et en ce que les électrodes (3), en forme de disques circulaires de diamètre correspondant, sont montées à demeure à ses deux extrémités en étant mobiles en rotation autour d'un axe diamétral, et ceci entre deux positions : une position d'ouverture parallèle à l'axe de la conduite, pour laquelle les électrodes (3) libèrent le passage et permettent l'introduction du volume de produit dans la section ( 1 ) avant chauffage ainsi que son évacuation après chauffage, et une position de fermeture perpendiculaire à cet axe de la conduite, pour laquelle cette section ( 1 ) est obturée, pendant l'opération de chauffage. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the tubular section is round and in that the electrodes (3), in the form of circular disks of corresponding diameter, are permanently mounted at its two ends while being movable in rotation around of a diametral axis, and this between two positions: an open position parallel to the axis of the pipe, for which the electrodes (3) free the passage and allow the introduction of the volume of product into the section (1 ) before heating and its evacuation after heating, and a closed position perpendicular to this axis of the pipe, for which this section (1) is closed, during the heating operation.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque électrode (3) est reliée d'une part mécaniquement à un axe moteur propre à la faire pivoter entre ses positions d'ouverture et de fermeture, et d'autre part électriquement à la source d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'une borne de raccordement (5), ces liaisons mécanique et électrique étant assurées par des passages étanches (6m, 6e) de traversée de la paroi de la conduite.3. Installation according to claim 2, characterized in that each electrode (3) is connected on the one hand mechanically to a motor axis capable of rotating it between its open and closed positions, and on the other hand electrically to the power source by via a connection terminal (5), these mechanical and electrical connections being provided by sealed passages (6m, 6e) through the wall of the pipe.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la conduite est constituée de plusieurs sections tubulaires alignées ( 1 ) de sorte à constituer un passage continu et lisse, deux sections voisines étant séparées par un tronçon de liaison (2i) tubulaire en matériau électriquement isolant et constituant un logement pour une électrode (3) intermédiaire, lequel tronçon de liaison (2i) est relié aux deux sections voisines ( 1 ) par des brides de fixation (8), des tronçons (2e, 2s) constituant logements à électrode du même type étant prévus aux deux extrémités de ladite conduite et étant reliés par des brides (8 ) à des tuyauteries à raccords métalliques (7), respectivement d'entrée et de sortie. i 4. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the pipe consists of several aligned tubular sections (1) so as to constitute a continuous and smooth passage, two adjacent sections being separated by a connecting section (2i ) tubular of electrically insulating material and constituting a housing for an intermediate electrode (3), which connecting section (2i) is connected to the two adjacent sections (1) by fixing flanges (8), sections (2e, 2s) constituting electrode housings of the same type being provided at the two ends of said pipe and being connected by flanges (8) to pipes with metal fittings (7), respectively inlet and outlet. i
5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la conduite est constituée de deux sections ( 1 ) successives et comporte par suite trois électrodes (3) disposées respectivement dans trois tronçons de liaison (2e, 2i, 2s), l'électrode (3) intermédiaire étant raccordée à une phase d'une source de courant alternatif monophasé par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement, et les électrodes (3) d'extrémité étant reliées à l'autre phase ainsi qu'à la terre.5. Installation according to claim 4, characterized in that the pipe consists of two successive sections (1) and consequently comprises three electrodes (3) disposed respectively in three connecting sections (2e, 2i, 2s), the electrode (3) intermediate being connected to a phase of a single-phase alternating current source by means of an isolation transformer, and the end electrodes (3) being connected to the other phase as well as to the Earth.
6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la conduite est constituée de trois sections successives et comporte par suite quatre électrodes disposées respectivement dans quatre tronçons de liaison, les électrodes intermédiaires étant raccordées aux phases d'une source de courant alternatif triphasé par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement, et les électrodes d'extrémité étant reliées à la terre. 6. Installation according to claim 4, characterized in that the pipe consists of three successive sections and consequently comprises four electrodes disposed respectively in four connecting sections, the intermediate electrodes being connected to the phases of a three-phase alternating current source by through an isolation transformer, and the end electrodes being grounded.
7. Instal lation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs conduites alimentées en volumes de produit en parallèle mais ayant des cycles de chauffage décalés, de sorte qu'une conduite est en phase d'alimentation ou d'évacuation en produit tandis qu'une autre conduite est en phase de chauffage.7. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises several pipes supplied with product volumes in parallel but having staggered heating cycles, so that a pipe is in the supply phase or product evacuation while another pipe is in the heating phase.
8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites conduites sont constituées de polypropylène, de PEEK, de céramique, de verre ou d'un composite en résine imprégnée de fibres de verre ou analogues. 8. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that said pipes are made of polypropylene, PEEK, ceramic, glass or a resin composite impregnated with glass fibers or the like.
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|---|---|---|---|
| PCT/FR2002/001834 WO2003103340A1 (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Product heating installation in particular for viscous products |
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| WO2003103340A1 true WO2003103340A1 (en) | 2003-12-11 |
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| WO (1) | WO2003103340A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2887392A1 (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-22 | Electricite De France | Fluid product e.g. agri-food product, ohmic heating device for e.g. physical treatment of fluid product, has phase electrode, detector to control product level, and ground electrode with ovoid portion such that product flows around portion |
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-
2002
- 2002-05-31 WO PCT/FR2002/001834 patent/WO2003103340A1/en not_active Application Discontinuation
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