专利名称：用于提高在容器中初始处于至少部分固化状态的物质的温度的方法、设备、系统和换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提高在容器中初始处于至少部分固化状态的物质的温度的方法，其中将至少一个换热器布置在该容器中。本发明还涉及一种设备、系统和换热器。
背景技术：
通常用于保持物质的罐可以配备有浸没在该物质中的螺旋形换热器或者配备有缠绕该罐用于加热这种物质的螺旋形换热器。可以出于不同的目的对该物质进行加热，例如为了烹饪该物质、为了改变物质的粘度，为了加速该物质中的化合物之间的化学作用等。
换热器的有效表面被加热到至少与物质所需温度相同高的温度，即存在温差。为了在短时间获得所需的温度，通常增大温差。但是，倘若物质、或者该物质的一个或多个部分对高温度敏感，换热器的温度必须保持低于或者等于允许的最大温度。对于一些物质，该最大温度可以非常低，并且如果大量的该物质被置于罐中，用于加热该物质的时间可能非常长。在冷却物质的时候也存在相同的问题。从雪人也可以了解该现象。与落在草坪上未压紧的相同量的雪相比，当雪被压紧一个大球、正如在一个雪人中时，需要很长的时间来融化。
温度变化非常长时间的情况的例子是在塑料容器中有大量的植物油。这种塑料容器公知例如是一至几千升的柔性罐或者类似物，如在Trans Ocean Distribution(www.todbulk.com)或者在John S Braid &Co Ltd(www.braidco.com)可购得的。在运输过程中，环境温度可能低于油的熔点，因此油将逐渐固化。为了清空容器，在最终目的地，必须使已固化的油熔化。因此容器在装满油之前从开始就被放置在加热毯(heating blanket)上。在到达最终目的地之后，在油被熔化并且能被放出之前，加热毯必须工作几天，例如四到五天，这取决于容器的大小。主要由于油的数量多并且加热毯的温度受限而导致了长的持续时间。由于容器由塑料材料制成而引发缺陷，该容器只能承受一定的温度，更重要的是如果过分加热，植物油将真的质量降低。而且，由于配件以及加热毯中的管子的尺寸没有设计用来承受更高压力所带来的增大负荷，因此加热介质(水或蒸汽)的压力不能进一步提高。
另外的加热系统在US2522948中被描述用来冷却水或者其他液体。该液体穿过换热器被泵送到一罐中，所述换热器由位于壳体中的多个平行管组成。在经过这些管子之后，被冷却的液体随后在罐中的最远处从壳体的另一开口端流出，并与其余液体混和。所述液体被从位于罐底部的一出口泵出并且被循环直到达到所需的温度。虽然换热器也可能加热用，但泵只能对液体进行作用，不能对初始部分固化且不能泵送的物质进行作用。而且，由于液体仅围绕系统被循环，然后只在换热器的内部端部附近发生混和，所以换热液体和剩余物质之间的换热不会非常有效。这导致在罐内部的不同位置处存在大的温差，并导致整个冷却时间更长。而且由于液体、进而管道系统从一端离开所述罐，近似在另一端进入，所以系统在所述罐外侧占据了相当大的空间。因此装到罐上的几个配件和罐中的开口也需要通向罐的外侧的主要部分的入口，这不总是可行的。
US6002838描述了用于存储和排放在排放过程中被加热的液体的罐。所述罐被分成两个腔室，之间只有较小的开口，并且换热器放置在最小的腔室中。将液体泵送通过换热器并泵出，其中一些液体立刻排出，其余的液体被再次泵入小腔室中。也由于上述专利中出现的相同情况，一些液体被再次循环以帮助加热剩余的流体。但是没有获得搅动效果。而且上述方法涉及带有内置腔室的存储罐的特殊设计，并且因此该方法不能用于标准罐。最终，所述方法不能解决对初始处于不可泵送状态的物质进行加热的问题。
发明内容
要实现的一个目的是使充满初始处于至少部分固化状态的物质的整个罐的温度可以比较快地升高。另一目的是在只允许有限的温差或者最大温度的时候，获得温度的相对快的升高。
另外的目的可从别处的描述明了。
因此，如权利要求1所述，本发明提供了一种提高物质的温度的方法，其中所述物质初始处于至少部分固化的状态，其中提供了用于转移所述物质的泵送装置，所述方法包括以下步骤a)使换热器与所述物质之间交换热量；b)利用泵送装置转移物质，从而增强换热器与所述物质之间的热交换；c)通过在容器内转移物质来利用泵送装置搅动所述物质。
当根据步骤b)转移初始处于至少部分固化状态的物质时，不只是停滞的物质与换热器接触以根据步骤a)进行热交换。因此与换热器接触的物质的量极大地增加，并且传热更少地依赖于物质的导热率。当根据步骤c)进一步搅动所述物质时，实现了在与换热器接触之后的所述物质被传输离开所述换热器并与剩余的物质混和，从而在热交换后的物质与剩余物质之间也将发生热交换，与只与换热器进行热交换相比，这是一个很大的改进。通过步骤c)也实现了将远离所述换热器放置的物质传输到该换热器，从而换热器可以与所有的物质在短时间内交换热量，这再次降低了对所述物质的导热率的依赖。
所述方法可以优选地包括将换热器与一用于将热量传递给容器中的所述物质的外部源装置相连，并且其中所述源装置和泵送装置由控制物质的温度的控制装置协调。这样，用于传递热量到所述物质或者从所述物质传递热量的所述外部源装置只需设置在要进行传热的位置。通过协调所述源装置和泵送装置，例如通过相对于传递到所述源装置或者从该源装置传递的热量来调整单位时间泵送的物质的数量，可以实现对物质更宽松的处理，从而例如防止过热并且获得对物质的温度范围的完全控制。
换热器可以优选地包括伸长的圆柱表面，并且设置有引导装置，用于在进行步骤b)时沿着所述表面引导所述物质，所述引导装置与所述泵送装置相连。当沿着换热器的表面引导所述物质时，由于所述物质可以沿着所述表面与换热器相互作用并且不局限于该表面的一定的有限部分，在所述物质与换热器之间实现了增强的热传递。
在一优选实施例中所述引导装置可以包括围绕换热器基本同心布置的壳体，所述壳体包括多个开口，这些开口沿着壳体的长度以一图案布置以便在进行步骤c)时分配所述物质。进而增强了所述物质与换热器之间的热传递，以及在经由所述开口分配所述物质时对所述物质的搅动效果。与静态下传递热量到所述物质或从所述物质传递热量相比，分配及所引发的搅动效果极大地增强了到或从整个大量物质的传热。倘若所述方法涉及固化物质的熔化，由于引导装置包括围绕换热器基本同心布置的壳体，可以首先利用来自换热器的热量熔化包含在引导装置中的物质，之后可以将该熔化的物质分配到物质的仍固化的剩余部分中，从而实现了直接将热量传递给上述部分。
步骤c)可以优选地包括通过至少一个喷嘴状装置转移所述物质，该喷嘴状装置用于在搅动时增大流速。通过增大流速可以增强搅动效果，从而也增强了到或从所述物质的热传递。通过设置不同位置、不同尺寸的几个喷嘴或喷嘴状装置，所述搅动可以很好地受控，从而可以在罐的所有部分中、甚至是在最远离所述换热器的角落中实现被加热的物质与未被加热的物质之间的混和。在最简单的设计中，所述喷嘴可以是孔。
在一优选实施例中外部源装置可以包括用于对水进行加热的装置。用于对水进行加热的装置通常以较低的成本获得。水对环境是中性的，并且万一大量水意外泄漏也没有危害。
所述方法可以优选地以如下方式加以应用，即所述物质初始处于至少部分固化状态，并且在换热器与所述物质之间根据步骤a)进行换热，至少直到在步骤b)和c)开始之前大量物质被熔化。所述方法尤其适于熔化部分固化的物质。
所述方法优选地用于熔化可食用固化油或脂肪。例如源于植物的油或脂肪经常在距离其使用地很遥远的地方靠近种植园生产，或者在加工厂中生产。因此用船运送这些油或脂肪，可能在路上要几天或几周，这样这些油或脂肪有足够的时间被环境温度冷却到熔点温度以下的温度。为了清空存储这些油或脂肪的容器，所述油或脂肪必须被熔化以允许排出或者泵送。
而且，由于换热器放置在所述容器内，因此在容器的运输过程中以及它自身的加热过程中，装置只需要最小的空间。因此所述加热方法甚至在自由空间受限的情况下也可以使用。而且，根据本发明的换热器只在一个位置进入并安装在容器上，并且因此不需要在容器的其他侧面上有入口。而且这在用于象初始被倾倒于柔性罐中的可食用油或脂肪这样的物质时也非常有利，其中所述柔性罐被放置在运送容器中以在运输过程中具有额外的稳定性和强度。这里，柔性罐的入口于是只限制于刚好在容器的端口内侧的柔性罐的一侧，但使用所述的本发明不会导致任何问题。
本发明还涉及用于一种提高物质的温度的设备，其中所述物质初始处于至少部分固化的状态，所述设备包括至少一个换热器，该换热器适于在该换热器被置于一容器中时与所述物质换热，所述设备还包括用于转移容器中的所述物质的泵送和引导装置，在所述物质被转移时，所述泵送和引导装置适于搅动所述物质并且适于增强所述换热器与所述物质之间的换热。当在容器中所述物质与换热器之间进行换热并且所述泵送和引导装置转移所述物质从而搅动所述物质时，不只是停滞的物质与换热器接触以进行热交换，因此极大地增强了换热。与换热器接触的物质的量增大，换热更少地依赖于物质的导热率。
根据本发明的所述设备的优选实施例是从属权利要求11-13的主题。
本发明还涉及一种系统，该系统包括适于存储物质的容器、在该容器内的具有至少一个伸长的圆柱表面的换热器、以及适于沿着换热器的所述表面引导物质的引导装置，所述引导装置包括围绕所述换热器基本同心布置并且适于接收该物质的物流的壳体，其中所述壳体包括多个开口，这些开口沿着所述壳体的长度以一图案布置以便在存在所述物质时分配物质的所述物流。
根据本发明的所述系统的优选实施例是从属权利要求15-18的主题。
本发明还涉及一种换热器，该换热器包括伸长的基本圆柱形的段，所述段适于与物质进行换热，其中引导装置包括围绕所述换热器基本同心布置并且适于沿着所述段接收和引导所述物质的物流的壳体，其中所述壳体包括多个开口，这些开口沿着所述壳体的长度以一图案布置以便在存在所述物质时分配物质的所述物流。
根据本发明的所述换热器的优选实施例是从属权利要求20-24的主题。
在下文中参照附图对本发明进行描述，附图显示了本发明的示例图1a示出了根据本发明的换热器的侧视图；图1b示出了图1a所示换热器的正视图；图2示出了图1b的截面Y-Y；图3示出了图1a的截面X-X；图4示出了在容器中安装的换热器的侧剖视图；图5a示出了在容器中安装的换热器的透视图；图5b放大示出了图5a中的Z的细节；图6示出了用于将换热介质再次循环到换热器的一简化回路；图7示出了用于再循环物质的一简化回路；图8示出了对应于图2的截面图，其中标出了换热介质以及物质的流动方向；图9示出了根据本发明的换热器的一实施例；
图10a示出了在侧视图中看到的根据本发明的换热器的一实施例；图10b示出了在俯视图中看到的图10a的换热器；图10c示出了在端视图中看到的图10a的换热器。
具体实施例方式
在图中示出了多个不同的管子并且图示未带有用于连接和装配所述管子的焊接处、钎焊处等。但这种连接对于本领域人员是无足轻重的，因此为了简化加以缺省。图1-3和图9-10中的换热器的相对尺寸基本按比例显示。
图1a和1b示出了一包括引导装置的换热器2，该引导装置包括带有开口7的壳体6。换热器2还包括开口18、19、20、21和24。开口19和20适于连接源装置以将热量传递到换热器或者从换热器传递热量，例如经由所述开口再循环到换热器2的热水或者蒸汽。为了在换热器2中形成内部流动路径，设置了管段31-33。换热器还包括具有开口24的出口部分29，该出口部分与开口18相连。出口部分29包括适于接纳一管接头的圆柱段14。
图2和3示出了包括伸长的圆柱段4的换热器2，该圆柱段由带有第一端9和封闭的第二端10的管子8形成。所述管子8连接到一管子32并且从其上连接到一开口20。第二管子15布置在管子8中，第二管子15具有在封闭的第二端10附近的敞开的第一端16。管子15经由第二端17连接到管子33上，该管子33向上延伸到开口19中。管子8被引导装置同心围绕，引导装置在这里是由具有多个开口7的管子形成的壳体6，所述开口优选地向上和向侧面指向。壳体6连接到一管子31上并且从其上连接到开口21。出口部分29围绕壳体6附连，并且包括开口24。出口部分29还包括连接到开口18的连接件。
图4示出了具有壳体6、伸长的圆柱表面4以及出口部分29的换热器2，出口部分29包括圆柱部分14。换热器2附连到未示出的容器的壁25上，同时壳体6和表面4在该容器内延伸一长度L。该长度L优选地基本对应于容器的长度/深度/宽度，从而在使用时增强换热器的功能。换热器2利用未示出的管接头与管23相连接，所述管接头例如为Straub管接头，能够有效地封闭管子23与出口部分29的圆柱部分14之间的缝隙。管子23与法兰27和26相连，所述法兰附连到壁25上。螺栓28用于连接管子23。这样，未示出的开口24(见图2)可以接纳经由管子23来自容器的物质。在图5a和5b中，换热器2经由法兰26和27附连到容器34的壁25上。壳体6和伸长的圆柱表面4延伸到容器34中。
图6示出了如图5a和5b所示放置的换热器2。容器34、壳体6以及伸长的圆柱表面4为简化起见而加以省略。在一锅炉，例如燃油锅炉44中加热传热介质，并且经由连接件37将传热介质输送到开口20。截止阀35和36设置在开口19和20附近。传热介质通过开口19被排出并经由连接件38被输送到传送泵42。传热介质从该传送泵经由连接件39被送回锅炉44。膨胀容器43经由连接件40与连接件38相连。对于本领域人员来说微不足道的各种配件、阀门等为简化起见加以省略。传热介质通过换热器的传输方向当然可以是相反的。
在图7中，经由连接件50将物质从离心泵48泵送到换热器2中的开口21。截止阀45和46设置在开口18和21附近。温度表47监测该物质的温度。来自容器的物质通过开口18被排出并且经由连接件49被传送到离心泵48。对于本领域人员来说微不足道的各种配件、阀门等也为简化起见加以省略。
要明白，在图6和7中示出的外部部件将被同时连接以运行该换热器2。使用两个独立的附图只是为了简化的目的。用于控制锅炉44、传送泵42和离心泵48的装置没有示出。
在本发明的另一实施例中，可将一额外的换热器在泵送装置之前或者之后用于外部系统，这样加速了加热过程。
图8示出包括伸长的圆柱段4的换热器2，该圆柱段由带有第一端9和封闭的第二端10的管子8形成。所述管子8连接到一管子32并且从其上连接到一开口20。第二管子15布置在管子8中，管子15具有在封闭的第二端10附近的敞开的第一端16。管子15经由第二端17连接到管子33上，该管子33向上延伸到开口19中。传热介质通过开口20进入并且沿着箭头A所示方向被传送。利用管子8的封闭的第二端10，传热介质的方向被反向以通过第二管子15敞开的第一端16进入第二管子15。传热介质通过开口19沿箭头B所示的方向被排出。管子8被引导装置同心围绕，引导装置在这里是由具有多个开口7的管子形成的壳体6，所述开口优选地向上和向侧面指向。壳体6连接到一管子31上并且从其上连接到开口21。物质经由开口21进入并且在壳体6中朝向开口7被传送，从该处物质被转移远离换热器2。流动的方向由箭头C指示。因此首先允许物质与传热介质经由表面4交换热量，这之后物质通过开口7转移以获得在围绕换热器的物质中的搅动效果。出口部分29围绕壳体6附连并且包括开口24。出口部分29还包括连接到开口18的连接件。因此围绕换热器的物质可以经由出口部分29中的开口24通过开口18排出。开口7可以设置有喷嘴以便增大物质的速度，从而增强搅动的效果。
通常将换热器2安装到一容器中，诸如基本由聚合材料制成的柔性罐。截止阀安装在开口18-21中。接着，优选地经由开口18或者替代地经由容器顶部的开口，将可泵送的物质装入该容器中。容器中捕获的空气例如利用排放阀排出。在填充容器之后，出口部分29和壳体6将填充有物质。容器然后可以被放置到一存储房间中或者被运输到不同的地点，在那里，物质可以及时地固化到不可泵送的稠度。如果是这种情况，则诸如热水的加热介质通过管子8和15如上文参照图8所述被循环一定的时间段。这样至少使壳体6和出口部分29中的物质还原到可泵送的粘度，并且使物质开始循环。物质的循环如上文参照图8所述。当物质离开壳体6的开口7时，壳体中的压力转化成流体的动能。物质在该处以取决于泵所增加的压力的速度、相对于所述壳体沿着基本上径向的方向被转移。这样，已进行热交换的物质可以距离热交换器2一定距离地影响固化的物质，从而增强热传递。物质被转移的方向和速度受到开口7的位置和尺寸的控制。这样，获得了搅动的效果，正象实现了已加热的物质与剩余物质不仅刚好在换热器周围而且在整个罐中的混和。与通过停滞的物质进行的热传递相比，这极大地增强了传热。搅动效果可以通过将开口7成形为与管子尺寸相比较小的孔来实现。所述开口也可以设置有喷嘴，从而甚至进一步增大被转移的物质的动能。在已经获得一些物质或者所有物质的适合的粘度之后，可将所需量的物质从容器移除，例如通过泵送或者利用重力，如通过将该容器倾斜。
作为在换热器中循环传热介质的一个替代方案，换热器可以设置有内置的电加热元件。
在图9中示出了根据本发明的换热器2的一个实施例。与在先前的实施例中一样，换热器2包括伸长的圆柱段4，与图5a中所示类似，该圆柱段延伸到容器(未示出)的内部，并且总长度对应于容器的尺寸。加热介质流入所述伸长的圆柱段4中，加热围绕该圆柱段4的壳体6中的物质。加热介质，例如水或蒸汽，通过开口19、20进入和离开换热器。被泵送的物质通过开口21进入壳体6并经由多个开口或孔7离开壳体6，所述开口或孔7用作喷嘴，将壳体中的物质的压力能转变为动能。壳体6的横截面在附图中放大显示。这里，开口7的位置可以详细看到。这种孔(为清楚起见这里只示出了其中一些)沿着壳体6的整个长度布置在多个位置上。所述孔的位置和尺寸决定了被转移的物质的最终方向以及其速度。所述孔因此被布置以获得物质在容器的任何地方最大程度的搅动和混和。由于图9中所示的热交换器2被设计成靠近容器的底部安装，并且少量安装到一侧上，因此将孔7布置到壳体6的上侧。而且，开口90的直径被设计以在从开口到容器壁的距离最长的地方获得被转移物质的最高速度。为了进一步增强开口的喷嘴效果，可以对开口的边缘进行激光切割，从而避免出现毛刺。
如上所述，经由出口部分29中的开口24将物质从容器中抽取出，并且该物质通过开口18离开换热器。在该实施例中，出口部分29到达容器内部一定距离并且配备有多个小孔91，所述小孔可以从插入图9中的展开的视图看到。所述小孔防止出口部分29由于该出口部分内外物质之间的压差作用而塌陷或者折叠。换热器2在法兰26和27处借助于诸如螺栓等的传统装置安装在容器上。
在图10a-10c中分别以侧视图、俯视图和端视图示出了换热器2的一类似的实施例。物质以与图9所述相同的方式进入和离开换热器。在该实施例中，加热介质经由开口19行进通过与第二管子94相连的一个管子93，并且通过开口20排出，所述第二管子94基本与第一个管子93平行。这在图10b中最清楚地看到。管子93、94在壳体6中沿其整个长度伸展。该替代实施例的优点在于加热效率高，并且制造起来简单且便宜。
例子1体积为1m3的1×1×1m的钢罐设置有具有对应于图1-3和8的设计的换热器。壳体6由83×80mm(内径80mm、外径83mm)的钢管制成。管子8由63×60mm的钢管制成，管子15由32×30mm的钢管制成。长度L为0.9m，壳体6设置有两个面向上的开口7、四个面向侧面的开口7(每一侧2个)，所述开口7的直径为10mm。在该钢罐中装有800kg的ConfaoTM35(供货商Aarhus United，8000Aarhus，Denmark)。ConfaoTM35是基于非月桂酸型氢化植物油的糖果用油脂，具有如下的典型值-温度下降熔点(Slip melting point)＝37℃(根据AOCS Cc 3-25)-反式脂肪酸(Trans fatty acids)＝43％(根据IUPAC 2.304)植物油通常具有以下热相关值-液体脂肪比热容＝2.1kJ/(kgK)-熔解热＝185-210kJ/kg在填充之后，将所述罐保存在一存储房间中三天，所述存储房间的温度为5摄氏度，因此所述油被固化。用作传热介质的被加热后的水在换热器中如参照图6所述进行循环。在换热器中的固化的油熔化之后，熔化的油的移动和循环开始并且继续，直至所有的油熔化并且所述油达到统一的温度。
在传热介质(水)的温度分别为90℃、75℃和65℃的情况下进行3次测试。通过换热器的水的流量近似为1升/秒。利用蒸汽作为传热介质进行第四次测试，所述蒸汽的压力为1.8bar，温度为131℃。通过所有的四个测试，在开始和结束时记录罐中的油的温度。而且所用的时间也记录下来。
表1测试的结果*所有的油熔化时油的温度，通过视觉观察确定。
示例2将来自Braid&Co的24000l的多层单个使用的柔性罐放置在20′的干燥容器中。所述柔性罐装配有如图5a所示的换热器。换热器(与图8相比)的长度为5.3米，直径为84mm。外部圆柱壳体具有20个10mm的开口，这些开口均匀分布在两侧和上部以便分配材料流。
接着，所述柔性罐装填有17.5公吨的ShokaoTM94(Aarhus UnitedDenmark)。ShokaoTM94是基于被分馏和未氢化的非月桂酸油的代可可脂，熔点为32℃。该脂肪是多形态的，并且表现得像可可脂。为了使该脂肪冷却并且结晶，将所述容器放置在平均温度约为2℃的室外6个星期。所述换热器适配有如图6所示的加热装置。位置42处的泵是Grundfoss CP8-40，将该泵调整为以11m3/h的流量使水循环流动。而且换热器采用如图7所示的循环装置。在位置48处的泵是KSBEtachrom BC032-125/302，该泵被调整到流量为15m3/h。将温度探头安装在用于使水和测试材料循环流动的管线中。同样，将探头安装在柔性罐的顶部。所有的温度以10分钟的间隔被同时记录下来。
测试在2004年2月24日开始，在示例1中描述了启动的步骤。得到以下结果。
在从10至40小时的时间间隔中，熔化处于稳定的状态，如循环的油的恒定温度所示。而且能够看到，材料的主体在从35至40小时的时间间隔中熔化，如在柔性罐顶部处的材料的熔点或以上的温度所示。通过观察可见，只有近似1cm的固态材料层残留在柔性罐的远端处。
在测试结束时，物质被排出，在柔性罐中留下近似30kg的该物质。
示例3本示例基本上是示例2的延续，除了对换热器和搅动单元进行了优化以外，并且将一外部换热器引入被熔化物质的回路中以便增强传热。而且将所述物质移送到另一大陆以证明在具有食品级质量的物质上使用的本发明原理的工业实用性，该物质在处理过程中容易降解。
将来自Braid&Co的24000l的多层单个使用的柔性罐放置在20′的干燥容器中。所述柔性罐装配有如图5a所示的换热器和搅动单元。换热器(见图9和10a-10c)的长度为5.3米，直径为76mm。外部圆柱壳体具有用作简单喷嘴的35个开口或孔，这些简单喷嘴在沿着壳体长度的位置上在两侧和上部均匀分布，以便分配材料流。壳体中的开口具有不同的直径，并且被定位以确保对物质的彻底的搅动效果(与图9相比)。然后所述柔性罐装填有20.5公吨的IllexaoTM30-61(AarhusUnited Denmark)。IllexaoTM30-61是基于被分馏和未氢化的稀有(exotic)油的可可脂等同物，温度下降熔点为34℃。该脂肪是多形态的，并且表现得像可可脂。在冷却之后，将容器作为普通的容器货物被运送到巴西。在到达时，所述容器被放置在被遮盖的区域，并且换热器适配有如图6中所示的加热装置，并且在循环被熔化的物质的回路中插入一外部换热器(图7)。
物质的加热和熔化在如下参数下进行-周围温度 近似20℃(夜间)，35℃(日间)-热水的流量 12m3/h-循环被熔化的材料的流量 15m3/h将温度探头安装在用于使水和被熔化的物质循环流动的管线中。同样，将探头安装在柔性罐的顶部。所有的温度以3分钟的间隔被同时记录下来。测试在2005年1月11日开始，在示例1中描述了启动的步骤。得到以下结果。
*恒温器区间±10℃在从10至20小时的时间间隔中，熔化处于稳定的状态，如循环的油的恒定温度所示。而且能够看到，材料的主体在20小时之后熔化，如在柔性罐顶部处的以及循环的物质的几乎相同的温度所示。在卸载被熔化的物质之后，通过观察可见，在柔性罐中残留的物质少于25kg。
在装载之前和在熔化之后测量的分析值表明，通过完全的处理步骤所述物质的质量不受到损害。只有微小的氧化或者热降解被记录下来。
示例4(参考)这一示例是基于在本发明所处时代当前使用的本领域技术状态的参考示例。
这里将24000l的多层单个使用的柔性罐放置在位于加热毯顶部的20′的干燥容器中，所述加热毯也公知为加热垫。所述柔性罐然后装填有CebesTM30-86(Aarhus United Denmark)。I CebesTM30-86是基于被分馏和氢化的棕榈核油的可可脂替代物，温度下降熔点为35℃。在冷却之后，将容器作为普通的容器货物运送到澳大利亚。
在到达时，所述加热垫的管与循环的加热水回路相连。物质的加热和熔化在如下参数下进行-热水的流量 2.5m3/h，同时有2.3bar的压降-热水的入口温度 85℃-热水的出口温度 60℃加热持续到所有材料处于液体状态并且准备好排出。下面的结果是基于如上所述近似240次递送的平均记录。
从结果显然可见，处理在环境温度下为固态的大量液体的这一方法是无效的，并且因此相应地很昂贵。
在上下文中无论在什么地方都提到了物质，应该在广泛的意义上明白包括任何材料或材料的组合，在所述物质由公知的泵送装置转移的地方，该材料或材料组合至少在一种状态下具有粘性/稠性。一个非排他性的这种物质的列表如下-植物油或脂肪
-可食用油或脂肪-脂肪醇-聚乙二醇-凡士林油-固体石腊-天然或合成橡胶-树脂应该明白，在说明书和附图中披露的本发明可以加以修改和变形，并且仍在后附权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种提高容器中的物质的温度的方法，其中所述物质初始处于至少部分固化的状态，并且将至少一个换热器布置在所述容器中，提供了用于转移所述物质的泵送装置，所述方法包括以下步骤a)使换热器与所述物质之间交换热量；b)利用泵送装置转移物质，从而增强换热器与所述物质之间的热交换；c)通过在容器内转移物质来利用泵送装置搅动所述物质。
2.如权利要求1所述的方法，其中将所述换热器与一用于将热量传递给容器中的所述物质的外部源装置相连，并且其中所述源装置和泵送装置由控制物质的温度的控制装置协调。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述换热器包括伸长的圆柱表面，并且其中设置了引导装置，用于在进行步骤b)时沿着所述表面引导所述物质，所述引导装置与所述泵送装置相连。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述引导装置包括围绕所述换热器基本同心布置的壳体，所述壳体包括多个开口，这些开口沿着壳体的长度以一图案布置以便在进行步骤c)时分配所述物质。
5.如前述任一权利要求所述的方法，其中步骤c)包括通过至少一个喷嘴状装置转移所述物质，该喷嘴状装置用于在搅动时增大流速。
6.如前述权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述外部源装置包括用于对水进行加热的装置。
7.如前述任一权利要求所述的方法，其中所述物质初始处于至少部分固化状态，并且在换热器与所述物质之间根据步骤a)进行换热，至少直到在步骤b)和c)开始之前大量物质被熔化。
8.如前述任一权利要求所述的方法，其中所述方法用于熔化可食用固化油或脂肪。
9.一种提高容器中的物质的温度的设备，其中所述物质初始处于至少部分固化的状态，所述设备包括至少一个换热器，该换热器适于在该换热器被置于容器中时与所述物质换热，所述设备还包括用于转移容器中的所述物质的泵送和引导装置，在所述物质被转移时，所述泵送和引导装置适于搅动所述物质并且适于增加所述换热器与所述物质之间的换热。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述换热器制备成与用于将热量传递给所述容器中的物质的外部源装置相连。
11.如权利要求9或10所述的设备，其中所述设备包括控制装置，用于控制传热介质在外部源装置与换热器之间的流动。
12.如权利要求9-11中任一项所述的设备，其中所述容器适于运输至少一种大量的物质，包括至少一种液态的和/或固化状态的液体。
13.如权利要求9-11中任一项所述的设备，其中所述设备与处于加工厂中的容器一体化。
14.一种系统，该系统包括适于存储物质的容器、在该容器内的具有至少一个伸长的圆柱表面的换热器、以及适于沿着换热器的所述表面引导物质的引导装置，所述引导装置包括围绕所述换热器基本同心布置并且适于接收该物质的物流的壳体，其中所述壳体包括多个开口，这些开口沿着所述壳体的长度以一图案布置以便在存在物质时分配物质的所述物流。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述换热器靠近所述容器的下侧布置。
16.如权利要求14或15所述的系统，其中所述换热器与用于连接到泵送装置的连接装置适配，所述泵送装置用于提供物质的所述物流。
17.如权利要求14-16中任一项所述的系统，其中所述容器适于运输至少一种大量的物质，包括至少一种液态的和/或固化状态的液体。
18.如权利要求14-17中任一项所述的系统，其中所述容器是基本上由聚合材料制成的类型。
19.一种换热器，该换热器包括伸长的基本圆柱形的圆柱段，所述圆柱段适于与物质进行换热，其中引导装置包括围绕所述换热器基本同心布置并且适于沿着所述圆柱段接收和引导所述物质的物流的壳体，其中所述壳体包括多个开口，这些开口沿着所述壳体的长度以一图案布置以便在存在物质时分配物质的所述物流。
20.如权利要求19所述的换热器，其中所述换热器包括适于将换热器与一管子的法兰或者端部连接的管接头装置。
21.如权利要求19或20所述的换热器，其中所述圆柱段是包括一第一端和一第二端的第一管子，该第二端是封闭的，其中第二管子基本上同心地布置在所述圆柱段内，所述第二管子定位成一第一端靠近所述圆柱段的第二端，一第二端靠近所述圆柱段的第一端，其中传热介质可以从所述第二管子的第二端被传送到所述第二管子的第一端，并且继续从圆柱段的第二端到该圆柱段的第一端。
22.如权利要求21所述的换热器，其中所述第二管子的第二端与用于接收传热介质的装置相连，所述圆柱段的第一端与用于使所述传热介质返回的装置相连。
23.如权利要求19或20所述的换热器，其中所述圆柱段包括两个基本平行的管子，这两个管子在它们的内端部相连，可以通过所述连接起来的管子传送换热介质。
24.如权利要求19-22中任一项所述的换热器，其中所述换热器包括至少一个开口，所述开口适于将物质从该换热器的一部分排出并且排出通过所述开口，换热器的所述部分包括当将换热器安装在包含所述物质的一容器中时适于接收该物质的开口。
全文摘要
本发明的一个方面涉及一种用于提高物质的温度的方法，其中所述物质在容器(34)中初始处于至少部分固化的状态，至少一个换热器布置在所述容器中。一个目的是实现较快地改变物质的温度。这通过设置用于转移所述物质的泵送装置，使换热器与所述物质之间交换热量，利用泵送装置转移物质以增强换热器与所述物质之间的热交换，以及通过在容器内转移所述物质而利用泵送装置搅动该物质来加以实现。当所述物质被转移时，不只是停滞的物质与换热器接触以进行热交换。因此与换热器接触的物质的量极大地增加，并且传热更少地依赖于物质的导热率。
文档编号B65D88/74GK1957220SQ200580012645
公开日2007年5月2日 申请日期2005年4月20日 优先权日2004年4月23日
发明者A·K·汉森 申请人:奥胡斯卡尔斯丹麦公司