液体处理混合器及方法_2

文档序号:9437443阅读:来源:国知局
栗送装置112下游。
[0032]栗送装置112优选地是基于侧通道原理的自吸栗级,以便即使在诸如低于0.30Bar的非常差的抽吸条件下,也能够将例如1-1OOOcP的范围内的低粘性产物和中粘性产物两者栗送/使两者循环。在其他实施例中,栗送装置112可以包括双螺杆栗或者提供与侧通道栗的栗送能力基本相同的栗送能力的液体栗。
[0033]混合器装置114优选是基于转子定子原理的高剪切混合级。因而,高剪切混合级114能够创建高水平的剪切和湍流,因而能使所掺入的液体和粉末成分分散、乳化和/或溶解。转子定子系统不能创建栗送效应或能够创建非常有限的栗送效应,并且,对于某些粘度,该系统甚至可能引起压力下降。
[0034]栗送装置112和混合装置114由一个共同的电动机驱动或替代地由两个分开的电动机驱动。总电动机规格在某些情况下将选择为约15kW,例如在12kW和15kW之间。对于15kff的总功率,即对于每一级约7.5kW,概念验证测试已证实,对于约IcP范围内的低粘性产物,在2.5Bar下可以循环超过35m3/h。对于约100cP范围内的中粘性产物,在2.5Bar下相同的功率也可以提供超过25m3/h的循环。这些特定的能力使得能够以所要求的速率引入粉末,这将在下文进一步描述。
[0035]如前所述,混合单元110可被配置成使液体通过分批式罐20循环。在这样的实施例中,优选混合单元110的位置靠近分批式罐以省去对入口栗或出口增压栗的需要。此外,混合器100包括用于连接混合器100与分批式罐的入口的出口 106,如图2中“B”所示。
[0036]节流阀120被优选地用于在混合单元110上游,即在所述节流阀和所述混合单元之间创建负压区或真空区130。实际的真空度可以通过压力传感器122,例如与真空区130流体连接的压力计来指示。优选地,节流阀120是被电子控制的座阀或膜阀。
[0037]真空区130包括至少一个添加剂入口 132、134,以便让另外的化合物进入将被混合的液体中。另外的化合物可以例如涉及代表特定香料或其它成分的固体粉末,以及其它的液体,如油等等。
[0038]所述成分入口 132、134优选地布置在真空区130,即在节流阀120和混合器单元110之间。
[0039]与液体成分相比,可以在更远一点的上游将粉末成分引入,因为粉末的一定程度的扩散和预湿对分散和溶解有益,而液体成分最好在紧接混合阶段110之前引入,特别是在冷-热乳化过程中。在具体的实施例中,粉末入口 132可以连接到粉末料斗140、大袋站等,或安装有料斗以便手动拆袋。
[0040]各添加剂入口 132、134优选地布置成与相应的入口阀133、135流体连接。添加剂入口阀133、135的开口可以任意设定,以控制给料速率,可以由操作者迅速关闭,例如,在粉末老鼠洞正在形成的情况下。
[0041]在又一个实施例中,添加剂入口 134b被设置在混合单元110内,刚好在高剪切混合器装置114的上游。这被表示在图2中。其中提供相应的控制阀135b以允许通过入口134b进一步添加成分。添加剂入口 134b可替代先前描述的入口 134,或者它可以提供作为附加的入口。优选地,任选的入口 134b用于添加进一步的液体,如油,到待进行处理的主液体中。
[0042]粉末添加剂入口阀133与液体产品流对准的位置形成反冲洗,即当液体进入干燥相时,几乎不可能并且显著减少粉末阀有关的生产停止的风险。
[0043]事实上,概念验证测试已经验证了即使粉末引进阀有缺损及留下部分打开,粉末接口也保持干燥。
[0044]现在转到图3,示出了混合器200的另一个实施例。混合器200类似于图1的混合器100,也就是说,它包括入口 202、混合单元210和设置在混合单元210上游的负压区230。混合单元210是两级混合单元,包括栗送装置212和混合装置214,类似于如前所述的。此夕卜,添加剂入口 232、234、234b被提供用于加入固体、液体或气态物质到流过混合器200的液体中。附加的阀233、235、235b被设置用于每个入口 232、234、234b以便控制要添加的成分的量。
[0045]然而,在本实施例中,负压区230是通过与混合单元210(并且因此与栗送装置212)流体连接的脱气容器250提供的。
[0046]液体被导入脱气容器250,脱气容器250具有设置在底端的液体出口 252。液体通过出口 252离开脱气容器250,并进一步通过管或其它合适的导管204导入混合单元210中。在出口 252和混合单元210之间,提供添加剂入口 232、234,以便添加剂(如粉末或进一步的液体)能被引入到从脱气容器250流来的液体中。
[0047]混合单元210提供了液体的机械处理以进一步改进混合。混合单元210的出口端被连接到另一管206,管206在其相对端被连接到三通阀260。三通阀260因此能够引导液体流通过连接到脱气容器250的入口 254的第一端口、连接到分批式罐(未示出)或任何其它下游加工装备的第二端口、或两者。三通阀260因此能够提供脱气容器再循环与到例如分批式罐的输出不同的比率。事实上,三通阀260可以针对任何给定的比率被连续控制。
[0048]该脱气容器250的上部设有用于使空气从容器250逸出的空气出口 256,该出口256由脱气阀258来控制。
[0049]在转到图3中所示出的不同的构件的具体细节之前,将给出混合器200的工作原理的总体解释。
[0050]例如在利用液体产物来使固体添加剂很好地分散或溶解的情形下使液体混合时,将初始的液体存储于分批式罐中或流动于上游处理装备中。然后,将液体馈送至脱气容器250中,将脱气容器250填充至预定的最大水平高度。此时,将容器250从大气阻隔开来,并且,控制混合单元210来将液体从脱气容器250抽出。一旦将液体从容器250抽出,容器250内的液位就将下降,据此,容器250内侧的压力将相应地下降。在达到期望的真空度时,借助于三通阀260来建立分批式罐内的环流或至下游处理装备的输出,三通阀260配置成使一部分出口流从混合单元210再循环回到容器250中,并且,使剩余的部分再循环至分批式罐或另一下游处理装备。
[0051]在混合的期间,可以降低液位,以便通过连续地控制三通阀260的位置来维持容器250中的真空。在液位达到预定义的液位下限时,三通阀260的位置将改变,以便提供液体至容器250中的100%再循环。相应地,通过打开通风阀258来释放真空。然后,将另外的液体从入口 202引入容器250中,因而将容器250的顶部空间中的空气推出。应当注意至IJ,在释放真空时,所生成的泡沫,例如较大的气泡将解体。该“消泡”系统确保在该再填充步骤中没有或极少有产物/泡沫被推出。
[0052]现在,返回至图3,由布置在脱气容器250的上游的入口 202处的入口阀203控制液体源。优选地控制入口阀203,使得脱气容器250内的液位处于预定义的区间内。
[0053]如已经描述的,混合器单元210包含二级,在一个实施例中,该二级可以是基于双螺杆原理的自吸栗送装置212和基于转子定子原理的高剪切混合装置214。典型地,双螺杆栗具有圆筒形主体,在该筒柱形主体中,两个平行的且偏心的螺杆彼此啮合。在使螺杆旋转时,液体将被抽出,因而提供栗送动作。
[0054]在其他实施例中,栗送装置212可以是液体环栗或侧通道栗。通常,栗送装置212应当是自吸栗。
[0055]优选地,即使在诸如低于0.15Bar的非常差的抽吸条件下,栗送装置212也能够将例如1-lOOOOOcP的范围内的低粘性产物和高粘性产物两者栗送/使两者循环。所提出的双螺杆装置的有利点在于:该装置只会对循环流体赋予非常有限的剪切,而同时还允许大颗粒不破裂地经过。作为示例,直径为20_的颗粒可以流过栗送装置212 ;然而,精确的尺寸取决于双螺杆的所选择的螺距。
[0056]因而,栗送装置212不但能够提供脱气容器250内的负压,而且还能够同样在存在这样的负压的情况下将液体从该脱气容器栗送出来。
[0057]混合装置214,即用于提供高剪切混合的装置,能够创建高水平的剪切和湍流,因而使所掺入的液体和粉末成分分散、乳化和/或溶解。因而,所提出的转子定子系统不能创建栗送效应或
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