ES2212143T3

ES2212143T3 - Un metodo y aparato para el mezclado continuo de dos flujos.

Info

Publication number: ES2212143T3
Application number: ES97951395T
Authority: ES
Inventors: Bo Wallther
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2004-07-16
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: US6076955A; AU5504898A; PT963241E; SE9604686L; EP0963241B1; DK0963241T3; CN1247483A; DE69726456T2; EP0963241A1; WO1998026862A1; SE508137C2; BR9713768A; DE69726456D1; CN1104942C; ATE254954T1; SE9604686D0

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO Y A UN APARATO (1) PARA MEZCLAR CONTINUAMENTE DOS FLUJOS (3, 5). UN PRIMER FLUJO MAYOR (3) Y UN SEGUNDO FLUJO MENOR (5). LA OPERACION DE MEZCLA SE LLEVA A CABO EN UN REGULADOR (6) SITUADO EN LA TUBERIA (2) PARA EL PRIMER FLUJO (3), EN LA QUE UNA TUBERIA (4) PARA EL SEGUNDO FLUJO (5) DESCARGA EN EL REGULADOR. LA TUBERIA (4) PARA EL SEGUNDO FLUJO (5) ACABA EN UN CODO (8) SITUADO EN EL REGULADOR (6), DE TAL FORMA QUE LOS DOS FLUJOS (3, 5) SE ENFRENTAN UNO HACIA EL OTRO.

Description

Un método y un aparato para el mezclado continuo de dos flujos.

Campo de la técnica

El presente invento se refiere a un método para mezclar dos flujos, que consisten en un primer flujo, mayor y un segundo flujo, menor. El presente invento se refiere, asimismo, a un aparato para llevar a la práctica el método.

Técnica anterior

En la producción de bebidas, tales como zumos de frutas, néctares, bebidas sin gas (refrescos no carbónicos) y similares, la intención es, con frecuencia, mezclar entre sí dos o más flujos de caracteres diferentes. Tales mezclas pueden consistir, por ejemplo, en una mezcla de un concentrado de zumo con agua, una solución de azúcar con un zumo de fruta, etc. Tras la operación de mezclado, se mide el contenido en azúcar del producto en º Brix con ayuda de un refractómetro. Con el fin de que el valor de Brix del producto sea tan fiable como resulte posible, la mezcla debe ser tan homogénea como resulte posible, antes de que el producto llegue al refractómetro.

La mezcla puede ejecutarse de distintos modos. Un método consiste en mezclar por tandas en un depósito con agitadores, siendo este método costoso y requiriendo grandes espacios. Otro método es que la operación de mezclado tenga lugar en un denominado mezclador estático, es decir, los dos flujos son forzados a pasar por un dispositivo en el que varias placas o discos oblicuamente inclinados originen una turbulencia en los flujos y, por tanto, el mezclado de los mismos. Sin embargo, este método no proporciona un mezclado enteramente fiable y, cuando el flujo llega al refractómetro, para medir el valor de Brix, los resultados obtenidos no son totalmente satisfactorios.

En la mayoría de los países los zumos y los néctares tienen un valor de Brix mínimo estipulado con el fin de poder venderlos bajo cada nombre respectivo. Si hay un mezclado incompleto y, por tanto, se obtiene un valor de Brix nada fiable en la medición subsiguiente, debe asegurarse que existe un margen hasta el valor de Brix más bajo permitido y esto da lugar a costes incrementados de los materiales crudos, a la hora de preparar productos específicos.

Los flujos en un proceso de mezclado del tipo anteriormente descrito presentan, también, grandes variaciones, dependiendo del volumen de los depósitos, de las capacidades de las bombas y similares, por cuya razón puede ser difícil utilizar métodos usuales de mezclado para obtener un control fiable y efectivo del procedimiento de producción.

Objetos del invento

Un objeto del presente invento es proporcionar un método y un aparato para ponerlo en práctica, que consigan un mezclado continuo de dos flujos de líquido que sea fiable y eficaz.

Otro objeto del presente invento consiste en obtener un mezclado fiable y homogéneo de los dos flujos tal que sea posible controlar la producción de manera que ello influya positivamente sobre el consumo de los materiales crudos en producción, con lo cual se reducen sustancialmente los costes.

Solución

Estos y otros objetos se han logrado, de acuerdo con el presente invento merced al método de la reivindicación 1 y al aparato de la reivindicación 2.

Realizaciones preferidas del presente invento ofrecen, además, las particularidades características que se establecen en las reivindicaciones subordinadas adjuntas.

Breve descripción de los dibujos anejos

Se describirá ahora con mayor detalle en lo que sigue una realización preferida del presente invento, con referencia a los dibujos anejos, en los que:

la Fig. 1 muestra un alzado lateral del aparato de acuerdo con el invento;

la Fig. 2 es una sección tomada por la línea A-A de la Fig. 1; y

la Fig. 3 es un diagrama de proceso con uno o más aparatos de acuerdo con el presente invento.

Descripción de las realizaciones preferidas

La Fig. 1 muestra el aparato 1 que consiste en un conducto 2 para un primer flujo 3 y un conducto 4 para un segundo flujo 5. El presente invento da por supuesto que el primer flujo 3 es mayor que el segundo flujo 5.

En el conducto 2 para el primer flujo 3, mayor, está dispuesto un estrangulamiento 6, es decir, una sección del conducto 2 es de menor diámetro que el conducto 2 normalizado. Una conducción 7 de derivación está dispuesta en este estrangulamiento 6, a cuya conducción de derivación puede estar conectado el conducto 4 para el segundo flujo 5, menor.

El conducto 4 para el segundo flujo 5, menor, tiene a su vez un diámetro menor que el del estrangulamiento 6. El conducto 4 para el segundo flujo 5 descarga en la sección 6 de estrangulamiento con un conducto en codo 8, estando orientado el codo 8 de tal modo que el segundo flujo 5, menor, descargue en dirección contraria a la del primer flujo 3, mayor.

Una arandela 10 está situada por delante de la boca 9 del codo 8, estando asegurada la arandela en el codo 8 de tal manera que quede un espacio 11 entre la boca 9 del codo 8 y la arandela 10. El propósito del espacio es extender el segundo flujo 5 cuando se encuentra con el primer flujo 3, con lo que se consigue un mezclado eficaz y rápido de ambos flujos 3, 5. El espacio 11 está adaptado de tal forma que tenga unos 3 mm. Un espacio mayor proporciona un peor mezclado de los dos flujos 3, 5 y un espacio menor exigiría mayor capacidad de bombeo para transportar el segundo flujo 5, menor. La anchura del espacio 11 también debe seleccionarse de manera que cualesquiera fibras o trozos de pulpa de fruta de un concentrado de zumo de fruta, no queden sujetas entre la boca 9 y la arandela 10.

En la boca 9 del codo 8 está dispuesto, también, un talón de centrado 12 que centra el codo 8 en el estrangulamiento 6. Centrando el codo 8, se obtendrá un mezclado más uniforme y fiable en torno a toda la boca 9 del codo 8.

Los diámetros de los dos conductos 2, 4 y del estrangulamiento 6 se seleccionan a la vista de los diferentes flujos 3, 5 que se intenta mezclar en el aparato 1. Es deseable, además, seleccionar dimensiones normalizadas, ya que el empleo de conductos especiales incrementaría considerablemente los costes de la instalación. En una primera realización preferida, el conducto 2 seleccionado para el primer flujo 3, mayor, se elige con un diámetro normalizado de \diameter 63 mm, el estrangulamiento 6 se selecciona de tal forma que el área de su sección transversal constituya, aproximadamente, 1/3 del área de la sección transversal del conducto 2, lo cual implica un diámetro normalizado de \diameter 38 mm. El conducto 4 para el segundo flujo 5, menor, se selecciona de tal modo que el área de su sección transversal constituya <1/6 del área de la sección transversal del conducto 2. Así, el conducto 4 puede estar diseñado con un diámetro normalizado de \diameter 25 mm. Los experimentos han demostrado que esta primera realización preferida resulta satisfactoria para condiciones de mezclado difíciles, tales como zumo de naranja concentrado, congelado (-5ºC), que ha de mezclarse con agua fría.

Para condiciones de mezclado menos severas, tales como, por ejemplo, el mezclado de zumo de fruta diluido con una solución azucarada, puede hacerse uso de la segunda realización preferida del invento. Esto implica que el conducto 2 para el primer flujo, mayor, tiene un diámetro normalizado de \diameter 63 mm. El estrangulamiento 6 se selecciona para que sea tal que el área de su sección transversal constituya, aproximadamente, los 2/3 del área de la sección transversal del conducto 2, lo cual supone un diámetro normalizado de \diameter 51 mm. El conducto 4 para el segundo flujo 5, menor, se selecciona con un área de la sección transversal que constituya, aproximadamente, 1/3 del área de la sección transversal del conducto 2, lo cual implica que el conducto 4 está diseñado con un diámetro normalizado de \diameter 38 mm.

En el primer conducto 2', entra el primer flujo 3, mayor. Este flujo 3 puede ser de agua o similar y, siempre, constituye el componente en mayor proporción de la mezcla. El flujo 3 alcanza el estrangulamiento 6, lo que tiene como consecuencia que la velocidad del flujo 3 aumente al tiempo que el flujo 3 encuentra el segundo flujo 5, menor, que es conducido al estrangulamiento 6 a través de un conducto 7 de derivación y sale por la boca 9 del codo 8. El espacio 11 entre la boca 9 del codo 8 y la arandela 10 da como resultado que el segundo flujo 5 se extienda uniformemente en torno a la boca del codo 8 y salga entrando en el primer flujo 3 a contracorriente, de forma que se obtendrá un mezclado eficaz y homogéneo de los dos flujos 3, 5. El flujo mezclado 13 sale del estrangulamiento y pasa al conducto 2''.

La Fig. 3 muestra el aparato 1 en una instalación o planta estándar para la producción de, por ejemplo, zumos de frutas, néctares, bebidas sin gas y debidas para deportistas. A través de un depósito 14 equilibrador, se bombea agua por medio de una bomba 15 al conducto 2 de la instalación. En la instalación estándar, el agua constituye el primer flujo 3, mayor. Un caudalímetro dosifica el flujo de agua que se transporta al aparato 1 de acuerdo con el presente invento.

Un flujo de concentrado en la instalación constituye el segundo flujo 5, menor y, por medio de un depósito 17 equilibrador y una bomba 18, este flujo 5 es transportado, además, a un caudalímetro 19 y al aparato 1.

Los caudalímetros 16 y 19 regulan, a través de un panel de control, el proceso de mezclado y otro caudalímetro 21 ajusta el valor de Brix prefijado mediante una posible adición de agua. Tras esta posible corrección, la mezcla pasa por un mezclador estático 22 y sigue a un refractómetro 23, donde se mide el valor de Brix exacto de la mezcla y se registra en el panel de control 20. Merced a una vigilancia continua con el refractómetro 23 y los caudalímetros 16, 19, 21, se obtendrá una mezcla exacta y fiable y que asegura que se mantiene el valor de Brix deseado de la mezcla.

Antes de que el producto ya mezclado se aparte de la instalación, puede ser hecho pasar, posiblemente, a través de un depósito 24 de almacenamiento intermedio antes de ser bombeado, mediante una bomba 25 para un posible tratamiento adicional y para llenar, finalmente, envases dirigidos a los consumidores.

Acoplando una pluralidad de aparatos 1 en la instalación, es posible añadir al primer flujo 3 otros segundos flujos 5 tales como concentrado de frutas, solución azucarada, solución vitamínica y similares, adicional. Los aparatos 1 adicionales con sus flujos 5, se muestran con línea interrumpida en la Fig. 3.

Como habrá sido evidente a partir de la descripción que antecede, el presente invento proporciona un aparato 1 que es simple, económico y que necesita poco espacio, al tiempo que asegura un proceso de mezclado eficaz y fiable que, mediante los caudalímetros 16, 19, 21 y un refractómetro 23, puede ser regulado de tal forma que se obtenga una calidad uniforme de la mezcla, con un valor de Brix prefijado.

El presente invento no debe considerarse limitado a lo antes descrito y representado en los dibujos, pudiendo concebirse muchas modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Un método para mezclar de manera continua dos flujos (3, 5), que consisten en un primer flujo, mayor (3) y un segundo flujo, menor (5), caracterizado porque el mezclado se lleva a cabo cuando el primer flujo (3) pasa por un estrangulamiento (6), y porque el segundo flujo (5) es alimentado al estrangulamiento (6) utilizando un codo (8) y en dirección contraria a la del primer flujo (3).

2. Un aparato (1) para mezclar de manera continua dos flujos (3, 5), con un conducto de entrada (29) para el primer flujo, mayor (3) y un conducto de entrada (4) para el segundo flujo, menor (5), caracterizado porque el primer conducto (2) pasa un estrangulamiento (6) en el que descarga el segundo conducto (4) por medio de un codo (8) dispuesto de tal forma que los dos flujos (3, 5) estén enfrentados.

3. El aparato (1) como se ha reivindicado en la reivindicación 2, caracterizado porque una arandela (10) está dispuesta por delante de la boca (9) del codo (8) de tal modo que se forme un espacio (11) entre la boca (9) y la arandela (10).

4. El aparato (1) como se ha reivindicado en la reivindicación 2 o en la reivindicación 3, caracterizado porque el codo (8) está centrado en el estrangulamiento (6) por medio de un talón (12) de centrado.

5. El aparato (1) como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el área de la sección transversal del estrangulamiento (6) constituye aproximadamente 1/3 del área de la sección transversal del primer conducto (2); y porque el área de la sección transversal del segundo conducto (4) constituye <1/6 del área de la sección transversal del primer conducto (2).

6. El aparato (1) como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el área de la sección transversal del estrangulamiento (6) constituye aproximadamente 2/3 del área de la sección transversal del primer conducto (2); y porque el área de la sección transversal del segundo conducto (4) constituye, aproximadamente, 1/3 del área de la sección transversal del primer conducto (2).