CÉLULA DE CALENTAMIENTO ÓHMICO.

Dispositivo de calentamiento de un fluido (10) que comprende al menos dos electrodos (21,

22) conectables a una fuente de tensión y medios (21) para generar un flujo continuo del fluido a lo largo de un trayecto que pasa entre los dos electrodos, caracterizado porque al menos uno de los electrodos (22) se extienden transversalmente al trayecto de circulación y comprende una parte abultada situada en dicho trayecto para que de este modo el fluido (10) fluya alrededor de dicha parte abultada

La presente invención se refiere a un dispositivo de calentamiento del tipo que comprende al menos dos electrodos conectables a una fuente de tensión y medios para generar un flujo continuo del fluido a lo largo de un trayecto que pasa entre los dos electrodos, especialmente para el tratamiento térmico de productos agroalimentarios fluidos.

Con el fin de adecuarse a las diferentes normas de higiene y de calidad, numerosos productos agroalimentarios deben experimentar un tratamiento físico y/o químico. De este modo, la esterilización de algunos productos fluidos se obtiene generalmente por calentamiento. Es habitual efectuar esta operación de calentamiento en contacto con el fluido a calentar.

Sin embargo, este tipo de dispositivo presenta el inconveniente de un gran engrasamiento de la superficie de contacto, por ejemplo en el caso de tratamiento de productos lácteos (bebidas, extractos vegetales). Esto plantea un problema sanitario, pero también de rendimiento, ya que el fluido deja de estar en contacto directo con la superficie del cambiador. Por lo tanto es imperativo interrumpir el funcionamiento del dispositivo de manera regular con el fin de limpiarlo.

Además, una inhomogeneidad del tratamiento es característica de este tipo de calentamiento ya que no se controla la temperatura del fluido en todos los puntos del dispositivo y ésta depende también de la proporción de engrasamiento de la superficie del cambiador. Además, para obtener un calentamiento más homogéneo, hay que inducir en el fluido movimientos de convección de lo cual se deriva una pérdida de energía.

En el caso de un dispositivo del tipo mencionado en la introducción, la resistencia interna del fluido permite transformar directamente la energía eléctrica en energía térmica por efecto Joule. La figura 3 ilustra un dispositivo conocido de este tipo. Este dispositivo comprende un electrodo de fase 21, en forma de boquilla de inyección a la entrada 11 del fluido 10, y un electrodo de masa 22, que forma el fondo del dispositivo, a la salida 12 del fluido

10. Una pared exterior 20 de material aislante separa dos electrodos. Un circuito de enfriamiento 23 regula la temperatura del electrodo de masa 22. Un detector de nivel 30 que funciona por ejemplo con la ayuda de un haz láser, actúa sobre una inyección de nitrógeno 31, variando de este modo la presión interna del dispositivo, lo cual permite regular el caudal del fluido.

Los electrodos 21 y 22 se conectan a una fuente de tensión, por ejemplo una fuente alternativa de 1.000 V con una frecuencia de 25 kHz. En consecuencia, una corriente alterna circula en la parte del fluido comprendida entre los dos electrodos. Debido a la resistencia interna del fluido 10, éste se calienta rápidamente. Esta resistencia depende del volumen de

fluido atravesado. De este modo, en el caso anterior, se tiene:

**(Ver fórmula)**

en la que R es la resistencia del fluido, K es proporcional a la resistividad del fluido 10, H es la distancia que separa los electrodos 21 y 22, h es el nivel de fluido 10 en el fondo del dispositivo, D es el diámetro del dispositivo y d es el diámetro del chorro de fluido 10. La potencia transferida al fluido depende directamente de esta resistencia, igual a:

**(Ver fórmula)**

en la que U es la tensión entre los dos electrodos. El detector de nivel 30 controla que el nivel de fluido h no sobrepase un valor predeterminado. Para esto, actúa sobre la inyección de nitrógeno gaseoso 31 para de este modo variar la presión en el dispositivo, provocando una variación del caudal de salida.

Tal dispositivo permite un tratamiento casi uniforme del fluido 10 de manera continua. Además, el calentamiento es extremadamente rápido. El contacto reducido con las paredes permite limitar las pérdidas de energía a través de las paredes y proporciona un rendimiento superior a este dispositivo.

Sin embargo, se desarrolla un gran engrasamiento sobre el electrodo de masa 22 en el fondo del dispositivo, lo cual implica una parada regular del dispositivo para limpiarlo. A continuación, un control de temperatura de este dispositivo se ve dificultado por las diferentes no-linealidades de la potencia de calentamiento transmitida al fluido. Esta potencia depende de la proporción de engrasamiento del electrodo de masa, pero es muy difícil evaluar este engrasamiento. Además, una inhomogeneidad de temperatura persiste en la parte baja del dispositivo, ya que el fluido 10 en la proximidad de las paredes exterior se evacua menos rápidamente y por lo tanto es atravesado por la corriente eléctrica durante más tiempo. Además, la perturbación 13 de la superficie del líquido puede generar un error del detector de nivel 30, induciendo un error de control de la regulación.

Un objetivo de la presente invención es remediar estos diferentes inconvenientes. Para esto, la invención propone un dispositivo de calentamiento continuo de un fluido en el cual una corriente atraviesa el fluido a calentar.

La invención propone por lo tanto un dispositivo de calentamiento que comprende al menos dos electrodos conectables a una fuente de tensión y medios para generar un flujo continuo del fluido a lo largo de un trayecto que pasa entre los dos electrodos, caracterizado porque al menos uno de los electrodos se extienden transversalmente al trayecto de circulación y comprende una parte abultada situada en dicho trayecto para que de este modo el fluido fluya alrededor de dicha parte abultada.

Según un aspecto de la invención, la parte abultada es ovoide.

Según otro aspecto de la invención, el dispositivo comprende ventajosamente una o más de las siguientes características:

Otras particularidades y ventajas de la presente invención aparecerán en la siguiente descripción de ejemplos de realización no limitativos, en referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es un esquema que representa una primera realización, según la invención; -la figura 2 es un esquema que representa una segunda realización, según la invención; -la figura 3, ya descrita, representa un dispositivo según el estado de la técnica.

En las diferentes figuras, se han mantenido las mismas referencias para los elementos

idénticos o equivalentes.

La figura 1 representa un dispositivo según una primera realización. Comprende una pared exterior 20, un electrodo de fase 21 en forma de boquilla y un electrodo de masa 12, una parte del cual es de forma ovoide. Un circuito de enfriamiento 23 queda comprendido en el electrodo de masa 22. Un detector de nivel 30 permite controlar el nivel de fluido 10 en la parte inferior del dispositivo. Un orificio de inyección de nitrógeno 31 permite aumentar la presión en el interior del dispositivo para de este modo regular el caudal en la salida 12 del dispositivo.

El fluido 10 a calentar penetra en el dispositivo por la entrada 11. A continuación, se dirige mediante el electrodo de fase 21 en forma de bloquilla sobre el electrodo de masa 22. Debido a la diferencia de potencial entre el electrodo de fase 21 y el electrodo de masa 22, una corriente circula por la parte de fluido comprendida entre estos dos elementos. El fluido...

1. Dispositivo de calentamiento de un fluido (10) que comprende al menos dos electrodos (21, 22) conectables a una fuente de tensión y medios (21) para generar un flujo continuo del fluido a lo largo de un trayecto que pasa entre los dos electrodos, caracterizado porque al menos uno de los electrodos (22) se extienden transversalmente al trayecto de circulación y comprende una parte abultada situada en dicho trayecto para que de este modo el fluido (10) fluya alrededor de dicha parte abultada.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el cual la parte abultada es ovoide.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el cual la parte abultada es sensiblemente esférica, y el electrodo (22) que comprende la parte abultada está dispuesto para ser arrastrado en rotación alrededor de su eje transversal al trayecto de circulación.

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, medios (25) de limpieza de una superficie exterior de dicha parte abultada del electrodo (22)

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el cual los medios para desengrasar comprenden un raspador (25) en contacto con al menos una parte de la superficie exterior de la parte abultada del electrodo (22).

6. Dispositivo según la reivindicación 4, en el cual los medios para desengrasar comprenden un generador de ultrasonidos.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual un circuito de enfriamiento (23) está comprendido en el interior del electrodo (22) que comprende dicha parte abultada

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, una pared exterior (20) que rodea de manera espaciada la parte abultada del electrodo (22).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el cual la pared exterior (20) es de material aislante térmica y eléctricamente.

10. Dispositivo de calentamiento óhmico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una entrada (11) de fluido a calentar que entra con un caudal de entrada y una salida (12) de fluido calentado que sale con un caudal de salida, medios de regulación del caudal de salida (31) y un detector de nivel (30), en el cual la salida de fluido

(12) y el detector de nivel (30) están situados corriente abajo del electrodo (22) que comprende dicha parte abultada a lo largo del trayecto de circulación, y en el cual el detector de nivel (30) transmite una señal dependiente del nivel de fluido (10) a la salida a los medios de regulación de caudal de salida.