具有改进的能量效率的管式热处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及传热领域，更具体地涉及具有改进的能量效率的管式热处理装置，如管式换热器或管式保持单元。
【背景技术】
[0002]如今，在食品加工行业以及其他行业，使用管式换热器来实现热处理的目的都是通用的方法。
[0003]在食品加工工业中，通常以不锈钢制造管式换热器。可以根据要被处理的产品，选择置于钢等级的插入管和位于插入管外的壳管。
[0004]总之，例如，产品在低温下在插入管内进入管式换热器，并且通过流过所述插入管外且在壳管内的介质加热。当产品达到杀菌温度时，其进入包含在换热器内的单元或者分离的单元中，调节管的长度以保持产品在巴氏杀菌温度下持续针对每个产品情况所计算得到的一定的时间。在保持单元后，产品开始降温；现在介质在插入管外且在壳管内流动。优选地，插入管、壳管和保持单元被布置成使得它们可以处理不同的产品和情形。
[0005]为了减少热传递，用于加热产品的插入管和壳管可以组合在一起，并且用于冷却产品的插入管和壳管也可以以同样的方式组合在一起。这样，可减少在管式换热器内的不同部分之间的热传递，因而可以提高能量效率。
[0006]减少管式换热器内的能量传递的另一种方法是通过使用例如矿棉或多孔橡胶来使壳管绝缘。由于在例如食品加工厂中大量能量被用于热处理，因此有必要减少这种能量的大量使用，以便能够以较环境友好的方式提供热处理。
【发明内容】
[0007]因此，本发明优选寻求缓解、减轻或者消除现有技术中一个或多个上述确定的缺陷和单独的缺点或任何组合的缺点，并至少解决上述提到的问题。
[0008]根据第一个方面，提供了一种管式热处理装置，其包括多个管，其中，所述多个管设置成多个组，其中，所述多个组中的每一个被布置为在预定温度范围内处理产品，其中，所述多个组中的至少一个组被片材卷绕(swe印)，使得往来于所述多个组中的所述至少一个组的传热被减少。
[0009]管式热处理装置应该被理解为包括，但不限于，管式热处理装置和管式保持单元。
[0010]所述片材的至少一侧可以用硅酮材料涂敷。
[0011 ] 所述片材可以由玻璃纤维制成。
[0012]所述片材的第一端部分和第二端部分可以被紧固在一起。
[0013]所述第一端部分和所述第二端部分可以被向下放置。
[0014]所述第一端部分或所述第二端部分可以与围绕所述多个组中的另一个组卷绕的另一个片材接触。
[0015]所述另一个组在使用时可以被放置在所述组以下。
[0016]所述管式热处理装置可以进一步包括放置在所述成组的管和所述片材之间的至少一个元件。
[0017]所述至少一个元件在使用时可以被放置在所述组的顶部。
[0018]所述至少一个元件可以被放置在所述组的角部。
[0019]所述多个组中的包含所述多个组中的所述至少一个组的至少两个组可以至少部分地被附加的片材卷绕。
[0020]所述管式热处理装置还可以包括填充有绝缘材料的垫，所述垫被设置在所述管式热处理装置的多个盖中的一个和所述管之间，所述绝缘材料如矿棉。
[0021]所述多个组中的第一组被布置为在第一温度下处理所述产品，而所述多个组中的第二组被布置为在第二温度下处理所述产品，所述第一温度低于所述第二温度，其中所述第一组在使用时被放置在所述第二组下方。这意味着应理解的是，多个组中的每一个可以被布置成在预先确定的温度范围内单独处理产品。由此对于多个组中的每一个，预先确定的温度范围可以是相同的或不同的。
[0022]所述管式热处理装置可以用于食品加工。
[0023]根据第二方面，提供了一种系统，其包括根据第一方面所述的管式热处理装置。
[0024]根据第三方面，提供了一种片材，其被配置用于至少部分地卷绕在根据第一方面所述的管式热处理装置的所述多个组中的所述至少一个组的周围。
[0025]所述片材的至少一侧可以用硅酮材料涂敷。
[0026]所述片材可以是由玻璃纤维制成的。
【附图说明】
[0027]参考附图，通过本发明优选实施方式的以下说明性且非限制性的详细描述将更好地理解本发明的以上目的、特征和优点，以及附加的目的、特征和优点，其中:
[0028]图1a和Ib总体上示出了管式换热器的一个实施例。
[0029]图2示出了一种管式换热器的横截面图的一个实施例。
[0030]图3示出了另一种管式换热器的横截面图的一个实施例。
[0031]图4示出了一种具有由片材卷绕的多个组的管式换热器的横截面的一个实施例。
[0032]图5示出了一种具有由片材卷绕的多个组的管式换热器的横截面的另一个实施例。
[0033]图6还示出了一种具有由片材卷绕的多个组的管式换热器的横截面的一个实施例。
[0034]图7示出了一种端部被紧固在一起的片材的一个实施例。
[0035]图8示出了一种具有被紧固在一起并且被向下放置的端部的片材卷绕的成组的管的一个实施例。
[0036]图9a示出了通过片材卷绕的成组的管的一个实施例。
[0037]图9b示出了通过片材卷绕的成组的管的一个实施例，其中在片材角部放置有元件以便增加在片材内部保持的空气的量。
[0038]图9c示出了两个如图9b所示的成组的管，其中附加的片材围绕这两个成组的管卷绕，并且在片材角部放置有元件以便增加在附加的片材内部保持的空气的量。
[0039]图10示出了一种管式换热器的横截面图的一个实施例，其具有多组由多个片材卷绕的管，并且在上部的组的顶部放置有元件，以便在围绕多个组卷绕的附加的片材上提供倾斜的表面。
[0040]图11示出了一种管式换热器的横截面图的一个实施例，其具有多组由多个片材卷绕的多个成组的管，并且具有被放置在所述管外部的填充有绝缘材料的垫。
【具体实施方式】
[0041]图1a和Ib示出了管式换热器100的示例，更具体地是由Tetra Pak销售的TetraSpiraflo??如图所示，多个管经由提供紧凑设计的弯管102彼此连接。在示出的例子中，插入管104被成组地保持，每个组被配置在被称为壳管106的较大的管中。食品通过插入管进给，传热介质通过壳进给。为了保持能量消耗低，使用将被冷却下来的外送食品或介质作为传热介质是有利的。这样的系统通常被称为再生系统。
[0042]在管式换热器100的侧面和顶面可以设置侧盖1la和顶盖101b。在维修期间，这些盖可以拆除，以便提供简易通道。
[0043]图2和图3分别示出了管式换热器200和管式换热器300的示例性的横截面视图。
[0044]如图所示，每个管式换热器可被设计为具有管和壳的不同的维度、不同的配置和不同的尺寸，以满足例如由食品加工企业规定的要求。为了提供有效的生产，管式换热器可以建立成模块形式。例如，在图2所示的管式换热器200由放置在一列内的四个模块构成，被称为4X I管式换热器。在图3所示的管式换热器300具有放置在四列中的模块，每一列具有四个模块，被称为4x4管式换热器。
[0045]图4通过示例示出了具有多个壳管、插入管(未示出)和用作保持单元的管的管式换热器400，这里的壳管和用作保持单元的管统称为管。
[0046]为了减少从用于加热或保持加热的产品的管至用于冷却产品的管的传热，可以使用一个或多个片材。
[0047]如图所示，第一组管可以由第一片材402卷绕，第二组管可以由第二片材404卷绕，第三组管可以由第三片材406卷绕，第四组管可以由第四片材408卷绕，第五组管可以由第五片材410卷绕，第六组管可以由第六片材412卷绕以及第七组管可以由第七片材414卷绕。
[0048]热空气由于比冷空气轻，从而向上移动，因此将用于加热或保持加热的产品的多组管置于用于冷却或保持冷却后的产品的多组管上面是有利的。以这种方式，从用于加热或保持加热的产品的多组管释放的热量将不会很容易被转移到用于冷却或保持冷却后的产品的多组管。
[0049]图5通过实施例示出了设置有七组管的管式换热器500，该七组管以与在图4示出的管式换热器400中的卷绕方式类似的卷绕方式由七个不同的片材卷绕。更具体地，第一组管可以由第一片材502卷绕，第二组管可以由第二片材504卷绕，第三组管可以由第三片材506卷绕，第四组管可以由第四片材508卷绕，第五组管可以由第五片材510卷绕，第六组管可以由第六片材512卷绕以及第七组管可以由第七片材514卷绕。
[0050]在本实施例中，为了进一步防止具有不同的温度下的多个成组的管之间的热传递，可以使用两个附加的片材，即第八片材516和第九片材518。
[0051]在图示的实施例中，第八片材516围绕由第一片材502卷绕的第一组管、由第二片材504卷绕的第二组管以及由第三片材506卷绕的第三组管被卷绕。第九片材518围绕由第五片材510卷绕的第五组管、由第六片材512卷绕的第六组管以及由第七片材514卷绕的第七组管被卷绕。
[0052]图6示出了管式换热器600，其类似于在图4和图5中示出的换热器400，500，但是具有多个成组的管的另一种设置。更具体地，第一组被分成两个不同的组602a，602bο例如通过使用模拟工具可以确定如何将管分组以获得高效节能的管式换热器。
[0053]通过减少管式换热器内的不同组之间的热传递以及不同组和周围的环境之间的热传递，可以实现许多优点，例如:
[0054].节能
[0055]由于这些片材减少了用于加热和保持被加热的产品的管和用于冷却的管之间的热传递，因此加热以及冷却所需要的能量较少。此外，除了减少热量在不同组之间的传热夕卜，还将改善