SE449259B - Forfarande for behandling av vermekensliga material - Google Patents

Description

449_2s9 '2 termiskt utbyte. Sedan lång tid tillhaka har emellertid för- I f_ ? faranden för att åstadkomma kontakt mellan behandlingsmedier och behandlade material baserats på principen med slumpvis kontakt på grund av att man icke_kunnat åstadkomma en orga- niserad fördelning. I Man har av detta skäl i den franska patentskriften 2 257 326 föreslagit ett nytt förfarande för att åstadkomma kontakt och behandla material i form av minst två faser varvid man med åtminstone en fas åstadkommer en strömning av virvelschakttyp (puits-tourbillon) med axiell symmetri samt inför minst en andra fas i axeln till denna virvelschaktströmning, varvid man förlänar volymelement av den första strömningen en sådan rörel- sekvantitet, i förhållande till volymelement av den axiella fasen, att fasen utgående från virvelschaktströmningen åstad- kommer pulverisering av den axiella fasen och säkerställer kontakt och bemängning med volymelement av den axiella fasen, varvid denna rörelsekvantitet företrädesvis är minst 100 gånger större än rörelsekvantiteten hos den axiella fasen, samt separerar de erhållna faserna.

Med samma medel åstadkommes sålunda likformig bildning av dispersioneñ och likaledes likformig behandling av denna, från volymelement till volymelement räknat, I på-f' På ett förenklat sätt kan man sålunda ange att systemet fungerar samtidigt såsom en reaktor av kolvtyp och "flash"-typ. Med I hänsyn till denna tvåfaldiga karaktär är det möjligt att på ett likformigt sätt och under mycket kort tidrymd hehandla värmekänsligt material med hjälp av gaser upphettade till en temperatur över den temperatur dessa material kan_uthärda eftersom den verkliga temperatur som man måste ta hänsyn till icke är temperaturen hos den gasformiga behandlingsfasen utan den temperatur som i verkligheten uppnås av det behandladep ç materialet. Z ' I Detta förfarande har gett mycket goda resultat. Det är emeller- tla klart att behanallngstiaen, som är begränsad till den 449 2u9 , 3 i strömningens kolvzon belägna sträckan, är mycket kort.

I denna del blir i sådant fall avgivningen av fukt mycket kraftig och den härigenom nedströms erhållna miljön innefattar en fuktighetshalt som är svår att reglera invid väggarna.

Denna olägenhet förvärras genom det förhållandet, att mate- rialen icke ögonblickligen separeras och uppsamlas eftersom separationen i allmänhet genomföres i en cyklon anordnad efter och nedströms i förhållande till den behållare i vilken kon- taken åstadkommes} För att minska denna olägenhet har man i den franska patent- publikationen 77 ozols, 25 januari 1977, omedelbart ned- ströms i förhållande till kontaktzonen_åstadkommit en plötslig~ förändring av hastighetsfältet eller hastighetsområdet för åtminstone en fas, men denna lösning är icke alltid tillfreds- ställande eftersom man icke modifierar miljöns eller omgiv- ningens natur och dess fysikaliska betingelser.

Enligt föreliggande uppfinning har det emellertid visat sig att man undvika denna olägenhet genom att underkasta produkten inverkan av en andra termisk behandlingszon.

Det har i synnerhet_visat sig att ifråga om värmekänsliga material denna zon lämpligen bör utgöras av en avkylningszon '- som uppvisar en betydande temperaturgradient i förhållande till den första zonen erhållen genom en "flash"-behandling av det slag som anges i den franska patentskriften 2 257 326.

Man undviker på detta sätt kondensation i den nedströms be- lägna zonen. Dessutom möjliggör denna snabbkylningseffekt, som följer omedelbart efter det första "flash"-värmebehand- lingssteget att man utan att orsaka förstöring eller försäm- ring underkastar det behandlade materialet en hastig upphett- ning till en temperatur som tydligt överstiger den vanliga _värmekänslighetsgränsen.

Man kan vidare iaktta överraskande nya sekundära effekter, såsom förändringaf av volymvikten, porositeten, utseende .ß- -få - o ro (TI ~o eller habitus, etc.

Den andra värmebehandlingen kan genomföras före eller efter separationen.

Det är för praktisk tillämpning vid behandling av födoämñes- produkter, såsom äggula, mjölk, etc. lämpligt att genomföra den första behandlingen genom att införa gasen med en tempera- tur av 200-7OOOC och med behandling av produkten vid utloppet från reaktionsanordningen till en temperatur av 20-l20°C, var- vid materialet därefter separeras exempelvis med hjälp av en cyklon. f Den andra behandlingen kan genomföras med en anordning som är identisk med den som användes för genomförande av den första värmebehandlingen. Man kan likaledes använda en sepa- rationsmetod enligt den franska patentpublikationen 77 02015, som nämnts i det föregående. l sådant fall kan den andra värme- behandlingen utföras på produkten sedan denna separerats från den heta gasen eller dessförinnan¿ Såsom angivits i det föregående är förfarandet enligt upp- finningen tillämpbart på födoämnen, exempelvis för behandling av naturliga proteinprodukter eller extrakt därav.

Uppfinningen kan i synnerhet användas för behandling_av vege- tabiliska material, exempelvis halm, luzern, raps, soja, bönor (bondbönor), ärtor (petits poisl, alger och andra vegetabiliska ämnen. 7 7 7 Uppfinningen är även tillämpbar vid användning av ett flertal i följd genomförda värmebehandlingar.

Uppfinningen beskrives i det följande närmare under hänvis- ning till bifogade ritningsfigurer och med utföringsexempel som är avsedda att exemplifiera uppfinningen utan att begränsa denna. 5 Pig. 1 visar en anordning innefattande ett behandlingshuvud l enligt den franska patentpublikationen 2 257 326, en dubbel- kon 2, som verkar såsom behållare och i vars mantel behandlingen äger rum, ett ytterligare huvud 3, som likaledes är utfört på det sätt som anges i den franska patentpublikationen 2 257 326, en andra dubbelkon 4 samt en cyklon 5, i vilken slutlig separa- tion genomföres.

På fig. 2 visas en annan utföringsform. På figuren visas schema- _tiskt ett huvud l, som är identiskt med det på fig. l visade.

I överensstämmelse med vad som anges i den franska patentpub- likationen 77 02015 är emellertid detta huvud icke förlängt med en duhbelhon utan med ett cylindriskt kärl 6, i vilket separationen av faserna genomföras. Man inför därefter en be- handlingsgas genom ett rör 7 och tillvaratager det behandlade materialet med en cyklon 5.

På fig. 3 visas en utföringsform som innefattar en första värmebehandlingszon, som är identisk med den på fig. l visade, samt en andra behandlingszon, som är identisk med den på fig. 2 visade.

Såsom beskrivits utförligare införes enligt fig. l det material, som skall behandlas, i form av en pasta eller välling genom en axiell ledning 8 i huvudet l, vid vars utlopp materialet gripes av virvelschaktströmningen av en gasfas, som införes genom en tangentiell ledning och som erhåller sin form med hjälp av en perforerad mantel l0, vilken är anordnad i det inre av huvudet l, samt en förträngning ll.

Behandlingen äger rum vid utloppet från huvudet l i den övre delen av dubbelkonen 2. Mediet följer därefter en andra virvelschaktströmning, som åstadkommes av ett andra huvud 3, som är identiskt med huvudet l.

Vid utloppet från dubbelkonen 4 separeras därefter faserna i cyklonen 5. 449 259 Äe Enligt fig. 2 är den ursprungliga behandlingen identisk med den i det föregående angivna men den andra behandlingen genom- föres efter ett steg innefattande separation av faserna och n: genomföres endast på den âsta fasen genom inverkan av en turbu- lent blandning i rördelen 7.

Enligt en annan utföringsform, som icke visas på figurerna, kan man åstadkomma separationen av de varma faserna mednhjälp av en cyklon.

Enligt ytterligare en utföringsform, som icke visas på figurerna, kan man ersätta huvudet 3,på fig. l med en anordning enligt den franska patentpublikationen 2 276 086. En sådan anordning utmärkes av att den innefattar en oylindrisk eller stympat konisk yttre mantel, som avgränsar en sluten kamnare vid en av ändarna med en uppströms belägen vägg samt är åtminstone delvis öppen vid den nedströms belägna änden. En inre perforerad mantel, som är koaxiell med den yttre manteln, begränsar till- 'sï sammans med denna ett ringformigt rör, och anordningen är för- sedd med organ för införing i tangentiell riktning av en ytter- ligare fas i detta ringformiga rum.

På fig. 3'vfsas en anordning som användes vid de i det följande angivna exemplen. - '1- ' _' Huvudet 1 har innerdiametern 300 mm ooh höjden 250 mm, för- trängningen ll har diametern 45 mm, vilket motsvarar diametern hos den minsta sektionen av den perforerade manteln lO.

Utloppsdiametern för vätskan till den rätlinjiga fasen är lika med 8 mm.? ” Dubbelkonen 2, som verkar såsom behållare, har en diameter hos den största sektionen av l mm, en vinkel hos den övre delen av 90° och en vinkel hos den nedre delen av 6OO@ Al* Rördelen 7 för tillföring av komprimerad luft har en diameter av 100 mm. ' I ' I 4--f9 259 7 I följande exempel behandlade man, i följd, äggvita, vanilj, solros, luzern, koncentrerad mjölk, under följande betingelser: Ex. Typ av Tillförd Komprimerad lufttryck Temperatur m3 N/h i äggvita 220 iso i 1 , 3 240 ioo 75 2 - - - - 550 - - 3 - ^ - - - 7oo - - 4 vanilj ' 500 120 80 5 solros 7 - - - 615 108 80 6 luzern - y - I - 400 100 80 7 kom. i - - - 4oo los so mjölk För de tre första exemplen har man genomfört skumbildningsförsök enligt föreskrifter av Instituut Voor Pluimveeonderzoek "Het Spelderholt", rapport nr. 2872, avseende den relativa skum- volymen, skumstabiliteten och den erforderliga tiden till maxi- mal skumvolym.

Den relativa skumvolymen bestämmes genom att man inför 75 ml ägg» vita i visbanordning (enligt exemplen har man använt samma visp- anordning av typen Hobart N50) och i provrör eller mätrör upbl mäter den maximala bildade skumvolymen. Skumvolymen erhålles enligt formeln: vid genomförande av denna brovning på ett jämförelsepulver som icke representerade uppfinningen, erhölls ett resultat mellan 800 och 900. Enligt upnfinningen erhåller man 1175 vilket inne- bär en väsentlig förbättring.g Man bestämmer därefter skummets stabilitet genom att efter en timme uppmäta den viktmängd av produkten som ansamlats på bottnen av provkärlet. 449 259 I. .

Stabiliteten ursprunglig vikt - vikt av avsatt produkt i ursprunglig vikt nu man erhöll värdet 75 % di stället för 65 %, vilket bekräftar det föregående resultatet. ' Slutligen bestämde man den tidrymd som erfordrades för erhållan- de av maximal skumvolym. Man erhöll värdet 7 minuter vilket är ett normalt resultat.

Dessa resultat visar att kvaliteten hos den erhållna produkten icke minskar trots den höga utgångstemperaturen. Det är emeller- tid känt att enligt tidigare använd teknik och i en torknings- anordning av konventionell typ utgör inloppstemperaturen en kritisk gräns eftersom de kritiska utloppstemperaturerna uppnås hastigare än inloppstemperaturerna. Om arten av den behandlade produkten krävde en låg temperatur erhölls härav ett dåligt termiskt utbyte.

Exemplen 4, 5 och 6 med andra material bekräftar möjligheten att arbeta med förhöjd inloppstemperatur och sålunda en ny effekt enligt uppfinningen.

Exempel 7 visar ytterligare en fördel enligt uppfinningen, som samverkar med de i det föregående angivna och möjliggör be- handling av koncentrerade lösningar. vil*

Claims (5)

-sx Patentkrav

1. Förfarande för behandiing av värmekänsiiga materiai genom att material i form av minst två faser bringas i kontakt med varandra, varvid minst en fas ges en strömning av virvelschakttyp med axieiï symmetri och minst en andra fas införs iängs axein av virveïschaktströmningen; och ett voïymeiement av den första strömningen ges en sådan röreïsemängd i förhåilande tili ett voïymeïement av den axie11a fasen, att den fas som härrör från virveïschaktströmningen åstad- kommer pu1verisering,e11er finfördeining av den axieïia fasen och bemängning därav,Samtatt de erhåiina faserna separeras, k ä n n e t e c k n a t av att det medium som erhåiïs vid kontakten underkastas minst en andra termisk behand- iing, som utgörs av en avkyïningsbehandïing.

2. Förfarande eniigt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den andra behandlingen genomförs före separationsfasen.g

3. Förfarande enligt krav 1, k ä nfn e t e c k n a t *av att den andra behandlingen genomförs efter separationsfasen.

4. Förfarande enïigt något av kraven 1-3, k ä n.n e t e c k n a t av att man behandïar födoämnen vid en temperatur av 200-700°C vid den första ter- gmiska behandlingen och vid 20-120°C under den andra termiska behandïingen.

5. Förfarande eniigt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att de behand- 1ade födoämnena tiiihör gruppen äggvita, vaniïj, solros, ïuzern och koncentrerad (kondenserad) mjöik. i ' '