产品管流加热器制造技术

在用于加热产品管流，特别是包含水果或水果片的食物产品管流的设备及方法中，产品４７流经产品－运选槽２，设备包括用于生成高交变电场的装置，其中装置包括电极，电极终端和交变电场发生器。本发明专利技术的特征在于电极被提供在产品－运送槽内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于加热产品管流，且更特别地，涉及一种加热水果或包含食物产品管流的水果片的设备，其中，该设备包括产品所流经的产品运送槽，和用于生成交变电场的包括电极，电极终端和交变电场发生器的设备。该类型的设备已为本领域所熟知。一般地，这些设备的目的在于加热产品，且特别是食物产品，使得细菌被杀死从而获得更长的产品存储时间。由此，重要的是，品质特征，例如颜色，味道，浓度和质地没有明显地改变。这对于水果或包含食物产品的水果片来说特别地重要，因为水果的结构可以轻易地被热量破坏。因此，挑战基于一个事实，即加工方法和设备必须得到发展以使得所要求的产品特征可以被尽可能地保留。用于产品管流的加热或杀菌设备已被熟知，例如美国US6246040B1。在其所述的设备中，在玻璃管或聚四氟乙烯管中移动的产品管流被强大的交变电场电加热。为了达到该目的，射频电场被应用在位于管外部的电极上。极性，即，电不对称，包含在待加热产品中的分子由于其适应电场的趋向而易于产生运动。因此，分子的运动生成热。在下文中，该加热方法将被称为射频加热法。甚至在非均匀产品混合物中该设备使得加热能够快速而均匀。然而在这些系统中，大部分的能量损失在管壁上，这使得设备的效率较低。而且，由于仅由复杂能量电子学所产生的高电压的存在，存在火花击穿的风险。由于这些原因，该类型设备的生产率低，且因此，生产成本相应地高。在另一熟知的设备中，电阻加热法被使用。因此，电流流经待加热的介质。为了达到该目的，低频电压源(最高60Hz)被使用。电极直接地接触产品从而使能量损失保持在非常低的水平。然而，该方法仅可成功地使用于均匀产品管流的情况。由于产品槽必须相对较窄(大约1cm)，该方法不能轻易地被用于充满水果片的流体且所获得的流速较低。而且，存在电解的风险，由此生成氢。这将导致主要由碳制成的电极寿命相对较短。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种设备和方法，使得在较高的生产率下以高效，节能，经济的方式安全经济地对包含非均匀产品的产品管流，特别是水果或包含流体的水果片进行加热或杀菌。本目的通过具有权利要求1特征的设备和具有权利要求23特征的方法解决。根据本专利技术的设备，电极设置在运送产品的槽(下文中被称为产品运送槽)的内部，其中，通过交变电场发生器在两电极之间生成的高频电场加热或，如果需要对位于槽内部的产品进行杀菌。所谓高频电场，电场意味着具有高于格栅频率且特别地，具有在KHz-MHz范围内的频率。交变电场使得电介质材料例如水分子被直接均匀地深穿透地加热。由此，特别地，不均匀产品，例如充满水果或水果片的食物流被经济地加热。该专利技术的解决方法由于没有额外的材料例如电介质材料位于电极和产品之间避免了不必要的能量损失，且因此使得使用时高效，节能且生产率高。而且，使用该设备，积极影响温度控制的反应时间较短。虽然电极直接与产品接触，但由于电流可能流经产品，除了射频加热同样存在电阻加热，该效应也可额外地提高设备的效率。电极适宜放置于产品运送槽的相对侧，其中设备包括至少一个电极对。相对设置的电极生成具有基本上平行电力线的相对均匀的电场，该电力线基本上垂直于产品管流。在本专利技术的一个优选实施例中，槽可以由食物安全电介质材料制成，由此使得电极绝缘。然而，其他材料，特别是陶瓷材料，也可以被用于槽。在本专利技术的另一优选实施例中，产品-运送槽可具有矩形的横截面。由此，大的横截面可以被获得，从而确保高的产品流动速度。而且，在大的槽中，不均匀流体例如充满水果或水果片的食物流体，同样可以在不产生不需要堵塞的情况下被运送。槽的角适宜被倒圆以防止产品的积累，从而确保产品槽的清洁程度可以持续较长的时间且清洁更加方便。因此，该槽的配置同样可以用于过程-内部清洁(CIP)。有利的是，运送产品的槽可以由多个，特别是两个具有基本上相同设置的槽结构部分构成。例如，在正方形横截面的情况下，槽可能由两个基本上U-形的槽结构部分构成。该结构部分容易形成且能够打开槽并在维护时提供电极的入口。在一个特别优选的实施例中，产品运送槽的横截面被构成尺寸以使得通过气体压力或低泵能源，产品可以经济地特别是由底部至顶部地被运送以通过设备。由于产品在产品运送-槽中的经济的传输，产品的高视觉和高味觉性质成为可能，尤其在用于水果或包含产品的水果片的传输时。电极适宜由高级铁制造，然而，任何亲食物的不锈电导材料可以被使用。高级铁确保了较长的寿命，和较长的维护间隔，且成本相对更低，因为高级铁为普遍使用的材料。电极适宜具有延伸且椭圆的形状，其经过计算从而在槽的内部生成基本上均匀的与存在于槽内的产品的多种速度相对应的电场以使得能量能够传输入产品管流。产品速度较慢的槽的边缘，产生一个相对电场最高的中心而言较低的电场。借助于电极形状，由此确保对于设备中每一体积元素，产品的每元素体积的能量分布以及停留时间基本上相同，从而产品管流被均匀的加热。同时，这将导致简化的过程控制。由此，存在于设备中的小产品体积将被理解为产品体积元素。所有产品体积元素的总和为整个产品管流。电极形状进一步的优选实施例涉及在面向并远离槽壁的侧部的电极的边缘为被倒圆的。这将防止强局部电场的积累，否则可能将导致该区域内产品的过加热。特别有利的是当电极边缘——特别与由塑料形成的槽或由相似材料形成的槽相连接——在面对槽壁的一侧被加厚，其中槽壁同样具有对应于该加厚部的凹穴。这使得电极以受控的方式配合入槽壁。由此，被加厚部可再次被配合入相对应的凹穴。因此，特别地，由于使用食物安全硅粘结剂，可以避免产品在电极后的积累。而且，这确保槽内电极的精确定位。进一步的好处在于槽内实际形成的电场基本上对应于之前模拟的电场。有利地，电极借助至少一个螺钉或其他可施加拉力的固紧装置与位于产品运送槽外部的电极终端连接。由此，在电极和电极终端之间作用的力使得电极被压在槽壁上并被固定，然而，另一方面，如果需要，这将确保简单的替换。用于在电极上施加交变电场电压的交变电场发生器适宜生成方波交变电压。由此，频率范围应在100KHz和1000KHz之间且特别是在200KHz和500KHz之间为合适。方波交变电场的优势在于其由多个频率(傅立叶分析)重叠构成。由此频谱到达KHz至MHz区域。由于频谱的存在，可能生成长波振荡，其允许均匀的湛透，和更均匀的加热，特别是对特别地不均匀产品。而且，交变电场发生装置在最高为100A的电流范围内且特别地，在50-60A的范围内生成高达1KV或特别地，500V的电压。在同时相对较高的电流下的相对较低的电压将带来多个优点。一方面，火花击穿的风险由于低电压被最小化，当气泡存在于产品中时特别有利。另一方面，高电流致使高能量的传送，由此，导致产品的高效加热。此外，槽横截面可以被选择地足够大以确保高的产品生产量。同时，设备的长度保持较短，由此使得设备紧凑且同时设备的清理更加方便。上述的电子特性可以通过标准能量电子设备实现，由此，使得设备以经济且易维护的方式实现。交变电场发生器和电极终端被设置使得交变电场发生器可以无需任何额外的线路连接。在一个特别简单且由此易于维护的实施例中，交变电场发生器可无需工具连接。加强元件可适宜设置在槽的外侧以提供防止电介质槽材料变形的保护。由于产品槽内相对较高的压力，可能存在槽不期望的变形，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于加热产品管流，特别是包含水果或水果片的食物产品管流的设备，包括：产品所通过的产品－运送槽（２）；和用于生成高频交变电场的装置，所述装置包括电极（８，９），电极终端（１０，１１，３２）和交变电场发生器（７７），其中 电极（８，９）被设置在产品－运送槽（２）内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯彼得维尔德，布拉德莱贡恩，克劳斯洛赫比勒，
申请(专利权)人：INDAG工业品有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]