Brevet FR2311472A1 — publié le 19761210

La présemte invention comcerne un appareil peur chauffer un fluide, tel qu'un liquide ou un gaz, qui comprend un système tubulaire à travers lequel le fluide à chauffer est amené. Le besoin de chauffer des fluides liquides ou gazeux existe selen une pratique particulièrement courante dans divers domaines de la technolegie, par exemple dans des procédés physiques ou chimiques. Dans l'industrie alimentaire, le chauffage est une partie tout à fait essentielle des procédés de pasteurisation ou de stérilisatien. Bans le procédé de chauffage, la substance à chauffer est portée à la température désirée par des moyens de chauffage, dans lesquels le fluide est place au contact de surfaces de transfert de chalour. La chaleur est ensuite transférée des surfaces de transfert de chaleur au fluide à chauffer jusqu'à ce que la température désirée ait été atteinte.Les aurfaces de transfert de chaleur à partir desquelles s'opère le transfert de chaleur au fluide sont chauffées par des meyens de chauffage direct tels que la vapeur on autres. La chaleur centemue dans la substance chauffée peut ôtre utilisée à la fin du procédé ou d'une autre étape de traitement au meyen d'échangeurs de chaleur, dans lesquels la chaleur centenue dans le fluide chauffé est tramsférée à unè substance froide qui est ainsi chauffée. Dans ce cas également ne chaleur additionnelle est requise, à cause des pertes de chaleur, pour élever la température de la substance au miveam désiré. Les matériels de chauffage présentés ci-dessus @nt certains incenvénients cependant. La surface de transfert de chaleur des moyens de chauffage requiert un système particulier de chauffage tel que par exemple de l'air chaud, de la vapour ou um @ystème équivalent. Be plus, la chaleur qui arrive à la surface de transfert de chaleur depuis le système de chauffage peut être inégalement distribuée sur la surface de transfert, et ce fait à son tour peut déterminer um br@lage ou d'autres changements irréversibles de la substance à chauffer, qui est placée d'un cêté de la surface de transfert de chaleur.C'est particulièsrement le cas dans la pasteurisation et la stérilisation du lait et dans l'industrie alimentaire en général, où les aubstances à chauffer sent très sensibles aux températures excessives, parce qu'elles centiennent des protéines. L'ebjet de la présente invention est d'éliminer les incomvénients mentiennés ci-dessus. Cette invention est caractérisée en ce que dans le système tubulaire un ceurant électrique pent être amené pour chauffer la substance à chauffer, au moyen de la chaleur produite par le courant électrique dans le système tubulaire et par transfert de celui-ci à la @ubstance. Le système de chauffage est aussi simple que pos @ible et requiert seulement peur sa réalisation l'arrivée d'un courant électrique dans le système tubulaire, au moyen duquel celui-ci- ont chauffé par la chaleur produite par le courant électrique dans le système tubulaire à cause des propriétés de résistance de ce système, et le fluide placé dans celui-ci est porté à la température désirée. La chaleur produite par le courant électrique dans le système tubulaire est @insi distribuée unifermément à travers le système tubulaire, ce qui a peur conséquence d'éviter la formation de poimts de surchauffe sur la surface de tramsfert de chaleur, ou des points où la température serait trop basse. Solen une forme préférée de réalisation de l'invention, le courant électrique est amené dans le système tubulaire de telle manière qu'il passe à travers la substance eiroulant dans le système tubulaire, de serte que ladite substance est chauffée par l'effet de la chaleur produite par le courant électrique dans la substance. La substance est ainsi partiellement chauffée par l'effet de la chaleur qui y est produite par l'action du courant électrique, ce qui a peur conséquence que le problème du transfert de chaleur du système tubulaire à la substance perd une partie de sa signification. Quand, par exemple, le lait est pasteurisédé de l'imvention, aucune modification de geût me peut se produire, à la différence de ce que l'en censtate invariablement à un certain degré quand un appareil de chauffage cenventionnel consistant .a surfaces de transfert est utilisé. L'imvention procure de plus l'avantage que le chauffage est obtenu à un plus haut degré que précédemment dans le cas d'une substance à chauffer seule, et il s'ensuit que l'appareillage on les surfaces de transfert de chaleur n'ont pas besoin d'être chauffées aussi fortement que dans les dispositifs de la technique antérieure. De plus, le courant électrique lui-même détruit les bactéries dans la substance. La chaleur produite par le courant électrique dans le fluide augmente avec l'intensité du courant électrique ou avec la résistance décreissamte du fluide. Cela implique que le chauffage des électrolytes, c'est-à-dire des fluides électriquement conducteurs, peut être aisément effectué en amenant le courant électrique a passer à traverale fluide dans le système tubulaire. Cepenant, le courant électrique cause des changements chimiques dans les électrolytes, a savoir ne oxydation et une réduction. Mais ces changements chimiques pourent être minimisés en utilisant un courant alternatif pour chauffer le fluide, auquel cas le courant électrique ne détermine aucun changement appréciable dans la substance à chauffer. L'invention est décrite @@ détail dans le texte qui suit, au Moyen d'exemples de réalisation non limitatifs et avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement um appareil do pasteurisation du lait conferme à l'invention, et La figure 2 mentre, également d'une manière schématique, un autre appareil cenforme a l'invention. Dans l'appareil de pasteurisation du lait représenté a la figure 1, n courant alternatif est amené pour passer å travers le système tubulaire 1 on entrant et on sortant å ses deux extrémités a et 3.La paroi du tuyau 1 est électriquement conductrice entre les ertrémités de tuyau 2 et 3, ce qui a peur effet que le courant électrique fournit de la chaleur dans le système tubulaire et cette chaleur est transférée au lait circulant dans le tuyau, ce lait étant ainsi chauffé. la méme temps, une partie du courant électrique passe à travers le lait dans le système tubulaire 1, do serte que le lait est chauffé par l'effet de la chaleur produite par le courant électrique également dans le lait, ce qui a pour effet que le chauffage di lait à sa température de pasteurisation de 80 C a lieu imédiatement, et partiellement sans transfert do chaleur des parois du tuyau au lait. Les différences de goût du lait résultant dos surfaces do transfert avec une chaleur trop forte ne se produiront pas comme précédemment. A la figure 2, on a représenté une forme de réalisa- tion qui c-prend aussi un échangeur de chaleur 4 et une poupe 5. Dans cet appareil, la substance à chauffer est pompée au moyen d'une pomp3 5 par le tuyau d'arrivée 6 dans l'échangeur de chaleur 4 et ensuite dans le système tubulaire 1, entre les extrémités 2 et 3 duquel un courant électrique a été amené afin qu'il passe à travers la substance circulant dans le système tubulaire, do sorte que la substance est chauffée par l'effet de la chaleur qui y est produite par le courant électrique. La substance qui a été chauffée a la température désirée est ensuite ramenée à l'échangeur de chaleur 4 qui a été disposé de manière que la chaleur soit transférée de la substance qui quitte le système tubulaire 1 à la substance froide entrant dans ce même système tubulaire. En même temps, la substance qui a été chauffée, par exemple stérilisée, est refroidie et sort par le tuyau de départ 7. Il est évident que l'inventien n'est pas limités aux exemples décrits ci-dessus, mais ses moes de réalisation peuvent varier dans le cadre de celle-ci. L'appareil peut comprendre des dispositifs complémentaires, tel qu'un refroidisseur, des moyens d'homogénéisation, ou autres dispesitifs complémentaires équivalents qui peuvent se révéler nécessaires, par exemple dans le traitaient du lait. L'invention peut, de plus, être appliquée dans le cas de gaz ou do liquides conte- nant des solides ou des mélanges de ceux-ci, et même dans le cas de substances seri-solides industrielles. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Appareil pour chauffer un fluide, tel qu'un liquide ou un gaz, qui comprend un système tubulaire à travers lequel le fluide à chauffer est amené, caractérisé en ce que dans le système tubulaire un courant électrique peut être amené pour chauffer le fluide à chauffer, au moyen de la chaleur produite par le courant électrique dans le système tubulaire et par transfert de celui-ci au fluide- 2. - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant électrique peut strie amené dans le système tubulaire de manière qu'il passe à travers le fluide circulant dans le système tubulaire, de sorte que le fluide soit chauffé sous l'effet de la chaleur qui y est produite par le courant électrique. 3.- Appareil suivant l'une quelconque des revendica tions 1 et 2, caractérisé en ce que le courant électrique à amener dans le système tubulaire est un courant altermatif.