Método y sistema de deshidratación y secado al vacío.
Sistema de deshidratación y secado al vacío, que comprende:
- una cámara de vacío (1) con:
- unos intercambiadores de calor (2) para el calentamiento de una materia inicial (4) a deshidratar,
- una entrada (25) para la introducción de dicha materia inicial (4) en dicha cámara de vacío (1) sobre o próxima a dichos intercambiadores de calor (2),
- una primera salida (24) para la descarga del producto seco final resultante de la deshidratación de la materia inicial (4),
- una segunda salida (6) para la salida del vapor resultante de la deshidratación de la materia inicial (4),
- una primera bomba de vacío (9) para la extracción de aire de la cámara de vacío (1),
- un sistema generador de calor de entrada unido a dichos intercambiadores de calor (2) de la cámara de vacío (1) para al menos aportar calor a un fluido (5) circulante por unos canales tubulares internos de los intercambiadores de calor (2), - un intercambiador de calor de salida (8) unido a la cámara de vacío (1) a través de dicha segunda salida (6) para condensar el vapor saliente de la misma,
- al menos un depósito (15a) unido a dicho intercambiador de calor de salida (8) para la recogida de dicho vapor condensado, y
- una segunda bomba de vacío (20);
caracterizado porque:
dicho sistema generador de calor de entrada comprende una fuente de vapor secundario (7) en conexión con dichos canales internos tubulares de dichos intercambiadores de calor (2) de la cámara de vacío (1), siendo dicho fluido circulante por los intercambiadores de calor (2) un vapor secundario (5) suministrado por dicha fuente de vapor secundario, para calentar la materia inicial (4) durante la condensación de dicho vapor secundario (5),
estando conectada dicha segunda bomba de vacío (20) para regular la presión en el interior de dichos canales internos tubulares de los intercambiadores de calor (2) para asegurar el condensado del vapor secundario (5) dentro de los canales internos tubulares con una temperatura superior, en un rango predeterminado, a la temperatura del vapor saturado (3) en la cámara de vacío (1) resultante de la deshidratación de la materia inicial (4).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07380151.
Solicitante: LEALESA QUALITY, SL.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: KOVALEV,L.K, KOVALEVA,N.L.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F26B23/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F26 SECADO. › F26B SECADO DE MATERIALES SOLIDOS O DE OBJETOS POR ELIMINACION DEL LIQUIDO QUE CONTIENEN (dispositivos de secado para cosechadoras-trilladoras A01D 41/133; rejillas para el secado de frutas o vegetales A01F 25/12; secado de productos alimenticios A23; secado de cabellos A45D 20/00; artículos para el secado del cuerpo A47K 10/00; secado de artículos domésticos A47L; secado de gases o vapores B01D; procedimientos físicos o químicos para la eliminación del agua o cualquier otra forma de separar los líquidos de los sólidos B01D 43/00; aparatos centrifugadores B04; secado de cerámica C04B 33/30; secado de hilos o tejidos textiles en combinación con cualquier otra forma de tratamiento D06C; soportes de secado para lavandería sin calefacción ni circulación de aire efectiva, secadores centrífugos domésticos o similares, escurrido o prensado en caliente de la colada D06F; hornos F27). › Dispositivos de calentamiento (utilizando aire o gases calentados F26B 21/00).
- F26B5/04 F26B […] › F26B 5/00 Procedimientos de secado de materiales sólidos o de objetos sin utilización de calor (separación de los líquidos de los sólidos por tamizado B01D; desplazamiento de líquidos en sólidos húmedos por otros líquidos, p. ej. agua por alcohol, B01D 12/00; secado por electroforesis B01J). › por evaporación o sublimación de la humedad bajo presión reducida, p. ej. en vacío.
PDF original: ES-2437966_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Método y sistema de deshidratación y secado al vacío.
Campo de la técnica
La presente invención concierne en general a un método y un sistema utilizables para procesos de deshidratación y secado al vacío, y en particular a un método y un sistema para el tratamiento y utilización de distintos tipos de biomasa, de productos residuales agrícolas, de residuos de granjas de avicultura y porcinas, así como de productos para alimentación, medicina, microbiología y otras ramas de la industria.
Estado de la técnica anterior
Por la patente RU Nº 2121638 es conocido un método y un mecanismo de secado de materias al vacío por medio de una entrega de energía térmica por un método de calentamiento conductivo de unas baldas calentadas y una derivación de vapor condensado.
En dicha patente están descritos un método y un mecanismo de secado al vacío donde la deshidratación está realizada en dos fases por medio de un abastecimiento de calor a unas baldas calentadas. En la primera fase se establece el vacío necesario y luego se realiza el calentamiento de las baldas con la materia hasta una temperatura que no supera la extremamente admisible. En la segunda fase, manteniendo la misma temperatura de las baldas, el vacío se reduce y el secado continúa hasta que la humedad de la materia no exceda el 5% y su temperatura sea próxima a la temperatura de baldas. El mecanismo contiene una cámara de vacío con las baldas para materia a deshidratar, estando la cámara conectada a través de un desecador de batería de mezcla de vapor-aire a una bomba de agua circulante y a una bomba de vacío profundo y, también, a una máquina de refrigeración.
Las desventajas de dicha solución técnica son las grandes pérdidas irrevocables de la energía térmica en el desecador de batería y en la máquina de refrigeración.
La solución técnica más próxima es el método de deshidratación a bajas temperaturas al vacío de materias y mecanismo para su realización descrito en la patente RU Nº 2246079.
El método según dicha patente RU Nº 2246079 se realiza de modo que la energía térmica, que sale durante la recogida y la derivación del vapor condensado, se retorna al sistema de calentamiento de materia inicial, y que el tratamiento de la materia inicial en la cámara de vacío se realiza con una presión de 0, 5 hasta 0, 01 bar y una temperatura de 20 hasta 85ºС.
El mecanismo que realiza dicho método tiene un sistema de calentamiento que proporciona una regeneración de energía térmica por medio de la introducción de unos intercambiadores de calor en el sistema de recogida del vapor condensado, de una bomba térmica que calienta un fluido portador de calor que se dirige a unos intercambiadores de calor ubicados en el interior de la cámara de vacío, la cual se encuentra a una presión interior más baja de la atmosférica y comprende, a su vez, una salida de recogida y descarga del producto final seco.
La desventaja de dicha solución técnica es la pérdida de calor en el sistema de recogida y derivación del condensado, la imposibilidad del uso del calor que sale durante la deshidratación para un calentamiento preliminar de la materia inicial, así como la necesidad de un sistema de calentamiento de agua ex profeso, para utilizar el agua calentada como portador de calor para los intercambiadores de calor de la cámara de vacío.
La patente US 2823742 divulga el preámbulo de la reivindicación 1 y se refiere a un proceso y a una planta para secar limo calentándolo con el calor transmitido por intercambiadores de calor que viene del vapor circulante a través de dichos intercambiadores de calor. En dicho documento se propone un compresor conectado a la entrada de secadores de calor huecos formando dichos intercambiadores de calor, el cual comprime vapores calientes que vienen del agua contenida en el limo, incrementando, por tanto, su temperatura antes de suministrarla a los intercambiadores de calor. No se describe en la patente US 2823742 ningún otro tipo de medio de regulación para regular la presión dentro de dichos secadores de calor huecos que dicho compresor.
Descripción de la invención
El problema, a la resolución del cual está dirigida la invención declarada, consiste en la reducción, en un sistema de deshidratación y secado al vacío, de las mencionadas pérdidas de energía térmica y el uso de vapor de agua con una presión de 0, 1 hasta 1 bar como fluido portador de calor circulante por los intercambiadores de calor de la cámara de vacío.
Como base de la invención aportada, como se define en la reivindicación 1, se toman las propiedades termofísicas del agua que contienen las materias tratadas y del vapor que se forma en el proceso de deshidratación de las mismas.
La presente invención concierne a un sistema de deshidratación y secado al vacío, que comprende:
-una cámara de vacío con:
unos intercambiadores de calor para el calentamiento de una materia inicial a deshidratar,
una entrada para la introducción de dicha materia inicial en dicha cámara de vacío sobre dichos intercambiadores de calor,
una primera salida para la descarga del producto seco final resultante de la deshidratación de la materia inicial,
una segunda salida para la salida del vapor resultante de la deshidratación de la materia inicial,
- una primera bomba de vacío para la extracción de aire de la cámara de vacío, hasta unos valores de 0, 01 a 0, 5 bar,
- un sistema generador de calor de entrada unido a dichos intercambiadores de calor de la cámara de vacío para al menos aportar calor a un fluido circulante por unos canales tubulares internos de los intercambiadores de calor,
- un intercambiador de calor de salida unido a la cámara de vacío a través de dicha segunda salida para condensar el vapor saliente de la misma,
- como mínimo un depósito unido a dicho intercambiador de calor de salida para la recogida de dicho vapor condensado.
A diferencia de los sistemas convencionales, en el sistema propuesto, dicho sistema generador de calor de entrada comprende una fuente de vapor secundario en conexión con dichos canales internos tubulares de dichos intercambiadores de calor de la cámara de vacío, siendo dicho fluido circulante por los intercambiadores de calor un vapor secundario suministrado por dicha fuente de vapor secundario para calentar la materia inicial durante la condensación de dicho vapor secundario.
El sistema propuesto comprende una segunda bomba de vacío y un depósito en conexión con la salida de dichos canales tubulares internos de dichos intercambiadores de calor de la cámara de vacío, estando conectada dicha segunda bomba de vacío para regular la presión en el interior de dichos canales internos tubulares de los intercambiadores de calor para asegurar el condensado del vapor secundario dentro de los canales internos tubulares con una temperatura superior, en un rango predeterminado (preferentemente de 2 a 15 ºC) , a la temperatura del vapor saturado en la cámara de vacío resultante de la deshidratación de la materia inicial, y estando conectado dicho depósito para recibir el vapor secundario condensado.
La mencionada bomba de vacío está adaptada para regular la presión en el interior de dichos canales internos tubulares de los intercambiadores de calor entre 0, 1 y 1 bar.
Mediante el sistema propuesto por la invención el proceso de calentamiento de la materia inicial durante la condensación de dicho vapor secundario se lleva a cabo favoreciendo al equilibrio del traslado maso-energético, es decir, de manera que la cantidad de calor transmitida a la materia tratada esté equilibrada con la masa del agua que se necesitaría quitar de la materia tratada, transformarla a vapor, sacar dicho vapor del espacio de trabajo, y luego condensarlo.
Para un ejemplo de realización dichos intercambiadores de calor son inmóviles y planos con unos canales tubulares dentro de ellos para aportar el calor, y el sistema comprende un sistema de cargamento, descarga y traslado de la materia tratada en conexión con dicha entrada y dicha primera salida.
Breve descripción de los dibujos La Fig. 1 es un esquema del sistema de deshidratación y secado al vacío por vapor secundario propuesto por la invención para un ejemplo de realización.
Descripción detallada de un ejemplo de realización Haciendo referencia a la Fig. 1, en ella se muestra un ejemplo de realización del método y sistema de deshidratación y secado al vacío por vapor secundario.
En primer lugar es necesario resaltar que para el ejemplo de realización ilustrado y descrito seguidamente, los elementos de sistema que se encuentran... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Sistema de deshidratación y secado al vacío, que comprende:
-una cámara de vacío (1) con:
- unos intercambiadores de calor (2) para el calentamiento de una materia inicial (4) a deshidratar,
- una entrada (25) para la introducción de dicha materia inicial (4) en dicha cámara de vacío (1) sobre o próxima a dichos intercambiadores de calor (2) ,
- una primera salida (24) para la descarga del producto seco final resultante de la deshidratación de la materia inicial (4) ,
- una segunda salida (6) para la salida del vapor resultante de la deshidratación de la materia inicial (4) ,
- una primera bomba de vacío (9) para la extracción de aire de la cámara de vacío (1) ,
- un sistema generador de calor de entrada unido a dichos intercambiadores de calor (2) de la cámara de vacío (1) para al menos aportar calor a un fluido (5) circulante por unos canales tubulares internos de los intercambiadores de calor (2) ,
- un intercambiador de calor de salida (8) unido a la cámara de vacío (1) a través de dicha segunda salida (6) para condensar el vapor saliente de la misma,
- al menos un depósito (15a) unido a dicho intercambiador de calor de salida (8) para la recogida de dicho vapor condensado, y
- una segunda bomba de vacío (20) ;
caracterizado porque:
dicho sistema generador de calor de entrada comprende una fuente de vapor secundario (7) en conexión con dichos canales internos tubulares de dichos intercambiadores de calor (2) de la cámara de vacío (1) , siendo dicho fluido circulante por los intercambiadores de calor (2) un vapor secundario (5) suministrado por dicha fuente de vapor secundario, para calentar la materia inicial (4) durante la condensación de dicho vapor secundario (5) ,
estando conectada dicha segunda bomba de vacío (20) para regular la presión en el interior de dichos canales internos tubulares de los intercambiadores de calor (2) para asegurar el condensado del vapor secundario (5) dentro de los canales internos tubulares con una temperatura superior, en un rango predeterminado, a la temperatura del vapor saturado (3) en la cámara de vacío (1) resultante de la deshidratación de la materia inicial (4) .
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho rango predeterminado de temperaturas es de 2 a 15 ºC.
3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha bomba de vacío (20) está adaptada para regular la presión en el interior de dichos canales internos tubulares de los intercambiadores de calor (2) entre 0, 1 y 1 bar.
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