[发明专利]一种液态物料保温装置及其应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及物料保温技术，具体涉及一种液态物料的保温装置及保温方法。本发明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Ultra Heat Treatment)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。

背景技术

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(Clean In Place)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。