一种液态物料保温装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液态物料保温装置及其应用，该保温装置包括保温塔、进料管、清洗装置、出料管，保温塔包括塔体，塔体具有沿竖直方向排列的至少多个隔层，其中最上层的隔层与所述的进料管连通，最下层的隔层与出料管连通，相邻两个隔层之间连通且在连通处设置有开关阀。本发明专利技术的液态物料保温装置适用于所有液态物料的保温，可以是单纯的保温，也可以是为特定目的例如实现灭菌或达成某些生物或化学反应如美拉德反应等的保温，液态物料尤其是液态的食品与药品(包括但不限于原料药)。该保温装置尤其适用于当液态物料的流量较大和/或所需的保温时间较长时的保温，且设备占地面积小，运行可靠，投资成本低，节能效果好并具备多种用途。

A liquid material insulation device and its application

The invention relates to a liquid material insulation device and its application, which comprises a heat preservation tower, a feeding tube, a cleaning device, a feeding tube, and a heat preservation tower comprising a tower body, and the tower body has at least a plurality of layers arranged in a vertical direction, among which the upper layer is connected with the feed pipe, the lowest layer and the discharging pipe. The adjacent two interlayers are connected, and a switch valve is arranged at the connecting point. The liquid material insulation device of the invention is suitable for the insulation of all liquid materials, can be pure heat preservation, or can be used for sterilization for specific purposes or to achieve certain biological or chemical reactions, such as Mallad reaction, liquid materials, especially liquid food and medicine (including but not limited to raw materials). The heat preservation device is especially suitable for heat preservation when the flow of liquid material is large and / or the heat preservation time required for a long time, and the equipment has small area, reliable operation, low investment cost, good energy saving effect and many uses.

【技术实现步骤摘要】
一种液态物料保温装置及其应用
本专利技术涉及物料保温技术，具体涉及一种液态物料的保温装置及保温方法。本专利技术保温装置尤其适合于大流量和/或较长保温时间情况下，需要通过加热的方式进行灭菌(包括巴氏灭菌Pasteurization和超高温灭菌UltraHeatTreatment)以获得生物稳定性的液态物料，或者，需要通过高温长时间的加热以促使物料发生反应(包括但不限于美拉德反应等)的液态物料。该液态物料包括但不限于食品、药品(含原料药)等。
技术介绍
出于安全的考虑，食品、药品(含原料药)无论是作为提供给大众消费者的最终产品或者是作为其它工业生产者的原料，在生产过程中一般都需要进行灭菌处理以提高其生物稳定性。此外，对于一些有着特殊要求的生产工艺，如美拉德反应，需要将物料在某个温度下维持一定时间以保证化学反应有足够的进行时间。已知，连续的生产过程比批次生产过程更为高效。并且，当物料在该生产过程中需要先升温后降温时(例如巴氏杀菌、超高温灭菌等均需要保证物料在被加热到杀菌温度后随即在该杀菌温度下保持一定的时间)，在连续的生产过程可通过低温物料(一般是最初的进料)与高温物料(一般是保持在杀菌温度的物料)之间的热交换，通过预热最初的进料达成热回收，实现节能的目的。在连续的生产过程中，物料保温都是通过一定长度的管道来实现所需的保温时间。这对于小流量和/或较短的保温时间是合适的，但是，一旦流量较大或者保温时间较长，甚至于流量大并且保温时间又长时，由于管道的长度以公里计，这种方案就不适合了。在同等容积条件下，如果把这些以公里计的管道看成是一根直管道，并且将管道的直径扩大，那么管道的长度就缩短了。理论上来说，当管道直径足够大时，管道的长度可以缩短至数米或者十数米。但是，由于进入这个管道的物料的流量是一定的，当物料突然进入直径很大的管道时，物料在该管道内的流速就很低。流速一旦很低，一则无法在这个大管道内发生“先进先出”的活塞流，这样也就无法保证所有的物料在这个保温段中有相同的保温时间。二则，对于某些需要进行原位清洗(CleanInPlace)或者容易结垢的物料，流速过低就会带来清洗不干净或者由于流速低导致物料流体流经管道内表面时速度不够而产生沉淀(结垢)。因此，比较合理的解决方案就是3个保温罐平行排列、先后进出料的系统。在某一个时刻，总是1个罐在进料，1个罐在出料，另1个罐内物料处于保温状态下。这样，进料与出料之间进行热回收。虽然该系统会有总量等于4个罐的容积的物料无法进行热回收，但是，只要物料总量超过4个罐的容积的总和，那么热回收效果就开始出现了。当液态物料的流量较大和/或保温时间较长时，如果采用常规的方式，即通过一定长度的保温管道来获得足够的保温时间的方式，将十分不可行：举例说明，物料的流量是30m3/h，保温时间要求30分钟。合理的管道管径选择是内径100mm，此时，流速是1.06m/s。为了实现保温30分钟，意味着将有15m3的物料需要暂存在100mm直径的管道内，这时对应的管道长度大约是1911m，即约2Km(公里)长。显然，在实际工业化生产中不可行。对于上述这种情况，目前常见的、最经济的解决方案，就是采用3个净容积为15m3(相当于流量为30m3/h时，30分钟的总量)的、带保温的保温罐的方式。首先，第1个罐进料，30分钟后注满。此时第2、第3个罐空的，待第1个罐注满后，第2个罐进料，同样也是在30分钟后注满。当第2个罐注满时，第1个罐内的物料则已在罐内停留了30分钟(即保温了30分钟)。于是第1个罐内物料以30m3/h的流量开始排出，与此同时，第3个罐以30m3/h的流量开始进料。第1个罐排出的物料与第3个罐的进料之间通过热交换进行热能回收。当第1个罐完全排空时，第3个罐正好注满，与此同时第2个罐内的物料则也已经在罐内停留了30分钟(即保温了30分钟)。于是，第2个罐在第1个罐排空后，立即以30m3/h的流量开始排出。在第2个罐开始排出时，第1个罐由于已经排空，所以可以第二次进料，以此类推。系统开始稳定地连续进、出料，并在进、出料之间进行热交换以节能。这种采用3个保温罐方式的方案，存在以下不足：1)系统启动后的第1和第2个罐在进料时，没有出料；系统停车时的第2和第3个罐出料时，没有进料。因此，这4个罐的物料是无法进行热回收的，即总共有120分钟时间是无法进行热回收的。所以，只有当物料的总量能够连续供给超过120分钟时以上时，节能的效果方才显现。2)3个保温罐的造价较高：除了罐体本身外，需要配置许多阀门用于各罐之间的切换，每个罐均需要相应的控制仪表，还需要配置复杂的物料进、出管路系统，此外，对应的自控系统的成本也比较高；3)3个罐子是平行布置的，包括其预留的维修空间，总占地面积比较大，造成土地成本和建筑成本的提高；4)如果再考虑其它的附加功能，如保温时伴随蒸发冷凝/抽真空脱气等，则气体管路复杂、压力损失大，真空能耗高，造价也高；5)如果将3个保温罐的解决方案进一步提升：将目前的固定的保温时间改进为保温时间连续无级可调，则3个保温罐的控制仪表以及自控方面的成本将更高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种新的液态物料保温装置以及保温方法。本专利技术同时还提供本专利技术保温装置的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：一种液态物料保温装置，该保温装置包括垂直设置的保温塔、进料管、清洗装置、出料管，所述保温塔包括塔体，所述塔体具有沿竖直方向排列的多个隔层，所述隔层的数量至少有3个，其中最上层的隔层与所述的进料管连通，最下层的隔层与所述出料管连通，相邻两个隔层之间连通且在连通处设置有开关阀。根据本专利技术，理论上来说，所述隔层的数量可以无穷。一般地，所述隔层的数量为3～8个。优选地，所述隔层的数量为4～7个。更优选5～7个。在根据本专利技术的某些具体实施方式中，所述隔层的数量分别为4个，5个，6个或7个。优选地，所述塔体外设置有保温层或者塔体本身具有保温效果。优选地，所述保温塔还包括横向设于所述塔体内的多个隔板，所述多个隔板将所述塔体分隔为所述多个隔层，在各所述隔板上设有液态物料出口，所述的隔板上方的隔层与下方的隔层通过所述液态物料出口连通，所述的开关阀设于所述液态物料出口处用于控制所述液态物料出口的开启和关闭。优选地，所述隔板的液态物料出口具有大口径，使得将其上方隔层的物料排放至其下方的隔层内所需的时间越短越好。具体地，所述液态物料出口的口径为300～500毫米。根据本专利技术的一个具体且优选方面，所述的液态物料出口位于所述的隔板的最低点位置。在一个具体实施方式中，所述的隔板的纵截面的形状为开口朝上的“V形”，这也有利于物料尽可能快地从上层隔层流向下层隔层且利于排净。进一步地，所述的液态物料保温装置还包括外部导气管或设于所述塔体上的接口，所述外部导气管或接口用于将所述塔体内部与大气连通，或者实现塔体与真空系统、冷凝系统或气体供应系统等外部装置连接。根据本专利技术的某些实施方式，所述的液态物料保温装置包括外部导气管，所述外部导气管具有分别位于所述多个隔层内的多个内端口与位于所述保温塔之外的外端口，该所述外端口与大气连通，或者该所述外端口连通真空系统、冷凝系统或气体供应系统。根据本专利技术的另一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态物料保温装置，其特征在于：所述保温装置包括垂直设置的保温塔、进料管、清洗装置、出料管，所述保温塔包括塔体，所述塔体具有沿竖直方向排列的多个隔层，所述隔层的数量至少有3个，其中最上层的隔层与所述的进料管连通，最下层的隔层与所述出料管连通，相邻两个隔层之间连通且在连通处设置有开关阀。

【技术特征摘要】
1.一种液态物料保温装置，其特征在于：所述保温装置包括垂直设置的保温塔、进料管、清洗装置、出料管，所述保温塔包括塔体，所述塔体具有沿竖直方向排列的多个隔层，所述隔层的数量至少有3个，其中最上层的隔层与所述的进料管连通，最下层的隔层与所述出料管连通，相邻两个隔层之间连通且在连通处设置有开关阀。2.根据权利要求1所述的液态物料保温装置，其特征在于：所述隔层的数量为3个、4个、5个、6个、7个或8个。3.根据权利要求1所述的液态物料保温装置，其特征在于：所述保温塔还包括横向设于所述塔体内的多个隔板，所述多个隔板将所述塔体分隔为所述多个隔层，在各所述隔板上设有液态物料出口，所述的隔板上方的隔层与下方的隔层通过所述液态物料出口连通，所述的开关阀设于所述液态物料出口处用于控制所述液态物料出口的开启和关闭。4.根据权利要求3所述的液态物料保温装置，其特征在于：所述隔板的液态物料出口的口径为300～500毫米。5.根据权利要求3所述的液态物料保温装置，其特征在于：所述的液态物料保温装置还包括外部导气管或设于所述塔体上的接口，所述外部导气管或接口用于将所述塔体内部与大气连通，或者实现塔体与真空系统、冷凝系统或气体供应系统连接，各所述的隔板上还设置有内部导气管，所述内部导气管直立设置、用于将所述的隔板上方的隔层与下方的隔层相气连通。6.根据权利要求1所述的液态物料保温装置，其特征在于：所述的液态物料保温装置还包括控制系统，分别用于检测最上层的所述隔层、最下层的所述隔层内物料量的液位传感器，所述的开关阀、液位传感器分别与所述控制系统相连接且所述的控制系统根据所述液位传感器的信号来控制所述的开关阀的开启与关闭以及进料与出料流量。7.根据权利要求1所述的液态物料保温装置，其特征在于：所述的清洗装置包括分别对应设于所述多个隔层内的清洗部件。8.根据权利要求1所述的液态物料保温装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沐清洲，
申请(专利权)人：沐清洲，
类型：发明
国别省市：上海,31