冷却液体混合物并使其发生状态变化的方法和系统技术方案

一种冷却液体混合物（２）并使其发生状态变化的方法和系统，其中液体混合物（２）被雾化，形成一种雾化的液体混合物（２９），并被冷却，改变其物理状态；冷却基本上使用气态制冷剂完成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷却液体混合物并使其发生状态变化的方法和系统，本专利技术特别涉及冷却食品、药品、肥料、清洁剂、化妆品、催化剂、酶或杀虫剂的液体混合物并使其发生状态变化的方法和系统。在第一种系统中，液体混合物被放置并保存在具有冷却内表面的容器中，直到混合物被冷却到非液体状态。在第二种系统中，该液体混合物沿一个冷却管道输入，该冷却管道具有冷却内表面并且其长度足以能够冷却液体混合物并使其发生状态变化。由于该液体混合物具有较小的冷却表面，并从最外层逐渐向内冷却，因此上述公知的系统有几个缺陷，主要缺陷是要用较长的时间冷却液体混合物并使其发生状态变化。上述公知系统的另一个缺陷在于，其产量与冷却容器和管道的大小成正比，因此为了获得较高的产量，这些系统必须相当大，因此生产成本高、运行时消耗能量大。根据本专利技术，提供了一种冷却液体混合物并使其发生状态变化的方法，其特征在于该方法包括雾化步骤，其中液体混合物被雾化形成雾化的液体混合物；及冷却步骤，其中所述雾化的液体混合物受到冷却，形成具有非液态的物理状态的冷却混合物；所述冷却步骤基本采用气态冷却剂完成。本专利技术还涉及一种冷却液体混合物并使其发生状态变化的系统。根据本专利技术，提供了一种冷却液体混合物并使其发生状态变化的系统，其特征在于包括雾化装置，用于雾化液体混合物，形成雾化的液体混合物；及冷却装置，用于冷却所述雾化的液体混合物，形成具有非液态的物理状态的冷却混合物；所述冷却装置基本使用气态冷却剂。系统1包括一个大体为杯形的圆柱形容器3，该容器3具有基本垂直的纵轴4，并在顶部被盖子5限定，盖子5垂直于轴4并与容器3一起确定冷却室6。系统1还包括一个公知的超声波雾化装置7(图2和3)，该装置安装在盖子5上，延伸通过盖子5并面对室6内部；雾化装置依次包括一个圆柱形组件8，该圆柱形组件在超声波频谱内或优选在15kHz至150kHz内以未示出的公知方式振动。组件8基本与轴4同轴，并包括宽的顶部9，窄的底部10和连接顶部9与底部10的中间部分11。装置7还包括一个基本沿底部10和中间部分11延伸的管状头部12。头部12包括一个管状体13，它安装成能够沿组件8轴向滑动，并通过几个相对于轴4等间隔围绕着和在轴横向延伸的螺丝钉14，以其一端安装在顶部9上。头部12还包括一个与轴4同轴的管状体15，管状体15依次包括在管状体13周围延伸和螺固在管状体13上的宽顶部16，以及突出于管状体13和包围底部10的窄底部17。应当指出的是，在使用中采用这种连接可以定位顶部16，使其与螺固在管状体13上的环形螺帽18接触，从而沿管状体13选择性地控制管状体15的轴向位置。装置7还包括雾化回路19，并顺序包括两个沿轴4串联布置的环形室20和21。室20由体13和15以及部分10限定，在顶部由绕部分10伸出的密封环22限定，并通过一个径向通过该体15的孔23朝外打开，与供应给液体混合物2的管道24(附图说明图1)连通；同时室21被限定在部分10和17之间，并沿部分10延伸，以便与冷却室6连通。系统1还包括一个容纳在室6内部的冷却装置25，并依次包括两个与轴4同轴的管形环26。每个环26连接到一个公知的液氮供应装置(未示出)，并包括几个公知的喷嘴27，每个喷嘴具有各自的纵轴28，可相对于各自的轴28调节，并可相对于两个彼此垂直的轴(未示出)和垂直于轴28的轴调节，为雾化和蒸发提供液氮，以产生基本为气态氮的冷却流。每个喷嘴27有一个圆形或长方形的出口部分，因此通过使每个喷嘴27出口部分的形状与喷嘴相对于轴4的方位进行组合，能够选择由装置25生产的气态氮流的层流或湍流状态。现在将参照图1描述系统1的工作，其中液体混合物2通过重力的作用及基本在大气压的作用下，沿管道24输入到雾化装置7特别是到回路19。由于部分10的所有点在回路19以恒定频率和振幅振动，由于室20和21的各个径向尺寸沿轴4是恒定的，因此液体混合物2被雾化，产生雾化的液体混合物29，该混合物包括各种成分基本均匀的完全球形液滴。还应该指出的是每个液滴的直径设想具有给定值，该值的范围通过调节组件8的振动频率和/或振幅及室21的径向尺寸选择性地进行控制。在室21的出口，雾化液体混合物29通过重力的作用沿平行于轴4的路线P流动，并通过冷却装置25的环26。在装置25，雾化的液体混合物29接触所述冷却流，该冷却流被喷嘴27以低于雾化液体混合物的温度喷射出，以便冷却雾化的液体混合物29并使其产生状态变化，获得冷却的混合物30。最后，冷却的混合物30通过重力的作用沿轴4流动，被收集在室6底部的捕集池30a中。鉴于以上所述，应当指出的是装置25出口处雾化液体混合物29的物理状态可以通过调节液氮供应和/或冷却室6的温度来选择性地进行控制(在图1所示的实例中，冷却混合物30是糊状的)；及冷却流还可以通过使用冷却空气、冷却的或液化的惰性气体或二氧化碳获得。图4的变型表示一个系统31，该系统包括一个雾化和冷冻单元32以及一个冷冻干燥单元33。雾化和冷冻单元32与系统1的区别在于，室6包括一个大体为截顶圆锥形的底端34，以及一个与轴4同轴并优选具有长方形或正方形横截面的底部出口通道35。单元32还包括一个打开和关闭通道35的装置36，并依次包括两个摆动壁37，壁37垂直于图4的平面延伸，并安装在通道35内部，并利用一个公知的驱动装置(未示出)，相对于容器3围绕各个平行的轴38(轴38垂直于图4的平面)，位于分别打开和关闭通道35的打开位置(图4)和关闭位置(未示出)之间摆动。冷冻干燥单元33包括一个公知的沿横向轴4的方向40在单元32下方延伸的冷冻干燥通道39，并通过通道35与室6连通；及一个在通道39内部延伸并平行于方向40的供应装置41。装置41包括两个滑轮42(在图4中只表示出一个)，其中一个滑轮被驱动，这些滑轮被安装到一个固定框架上(未示出)，绕平行于轴38的各个平行轴43连续转动；及一个封闭环绕两滑轮42和面对通道35的传输带。应该指出的是，单元33内的冷冻干燥步骤可以使用一种公知的未示出的方式完成，使用的冷冻流也与装置25中使用的相同，在单元32的出口，该冷冻流基本专门确定为干燥的气态氮，即没有水分。下面将描述系统31的工作，其中假定装置25用于在装置25本身的出口获得冷冻的混合物45，装置36的壁37被设置于打开通道35的打开位置，带44在通道35下面移动。在装置25的出口，冷冻的混合物45通过重力的作用沿轴4和通道35流动至带44上，并沿冷冻干燥通道39连续输入，在通道内，冷冻混合物45以公知的方式在大气压下被冷冻干燥。在未示出的另一种变型中，在通道35的出口，冷冻混合物45被收集在箱内，以公知的方式被真空冷冻干燥。系统1和31具有几个优点，其中主要的优点在于 超声波雾化装置7用于获得一种雾化的液体混合物29，该混合物含有数个液滴，每个液滴中液体混合物2的组分均匀分布，每个液滴优选是球形的，直径较小；确定雾化的液体混合物29的液滴一起形成一个较广泛的交换表面，因此保证雾化液体混合物29和所述气态氮流之间的热交换比较有效；及雾化液体混合物29的状态变化会直接受到雾化装置7出口下游的影响，即当雾化的液体混合物29完全均匀一致时，能够防止雾化液体混合物29本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却液体混合物（２）并使其发生状态变化的方法，其特征在于包括：雾化步骤，其中液体混合物（２）被雾化，以形成一种雾化的液体混合物（２９）；及冷却步骤，其中所述雾化的液体混合物（２９）被冷却，以形成一种非液态的物理状态的的冷却混合物（３０）；所述冷却步骤采用基本气态冷却剂完成。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易吉迪奥拉伊蒂，
申请(专利权)人：赛泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]