Способ тепловой обработки текучих продуктов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области проведения тепловой обработки текучих продуктов. Обработку проводят с помощью тепла, возникающего при жидком трении, которое создают путем механической принудительной циркуляции продукта в устройстве для тепловой обработки, по крайней мере, с одним механическим нагревателем, совершающим механическую работу над обрабатываемым продуктом, причем потребляемая механическая мощность устройства в диапазоне рабочих температур удовлетворяет требованию: где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), -суммарная мощность тепловых потерь (Вт), Т - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i -том процессе (Дж/кг), M_i - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с). Данное техническое решение гарантирует состав продукта, его физико-химические свойства, обеспечивает высокую скорость процесса без ухудшения качества продукта. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способам проведения тепловой обработки текучих продуктов с использованием различного оборудования.

По заявляемому способу тепловой обработке могут подвергаться любые текучие продукты и смеси (в том числе растворы, эмульсии и суспензии) либо кусковые или измельченные продукты в любой жидкой среде.

Тепловая обработка, как технологическая операция, применяется для придания продукту требуемого состава (в том числе химического) и желаемых физико-химических свойств.

Традиционным и широко применяемым способом нагрева текучих продуктов является их нагревание через поверхность теплообмена. Поверхностью теплообмена при этом может служить стенка емкости с продуктом (Патент РФ №2097090, МПК⁶ В 01 В 1/00, 1997) или поверхность погруженного внутрь нагревательного элемента произвольной конструкции. Вариантом осуществления этого же способа может быть принудительная циркуляция продукта через нагревательное устройство, также имеющее теплообменные поверхности.

Недостаток этого способа в том, что при обработке густых продуктов конвективный теплообмен затруднен вследствие высокой вязкости или наличия в продукте нетекучих компонентов, что резко снижает допустимый темп нагрева и приводит к образованию у теплообменной поверхности области локального перегрева продукта с ухудшением его качества и возможным образованием нагара.

Известен способ варки пищевых продуктов, при котором нагревание осуществляется путем подачи острого водяного пара непосредственно в продукт (Авт. свид. СССР №1068094, МПК A 23 L 1/24, 1982).

Техническая трудность в применении этого способа при тепловой обработке пищевых продуктов состоит в необходимости обеспечения должной чистоты подаваемого внутрь пара, которая широко применяемыми парогенераторами не обеспечивается. Кроме того, этот способ не применим для обработки безводных продуктов из-за неизбежной конденсации влаги в продукте.

Известен способ нагревания жидкости за счет возбуждения в ней кавитации (Патент РФ №2054604, МПК⁶ F 24 J 3/00, 1996). При таком способе нагревания тепловыделение может существенно превышать затраченную энергию. Это, в свою очередь, свидетельствует об осуществлении внутри жидкости экзотермических реакций, что неизбежно приводит к неконтролируемому изменению состава жидкости.

Следовательно, этот способ не может применяться в химической и пищевой промышленности при тепловой обработке продуктов, к составу которых предъявляются жесткие санитарные или технологические требования.

Известен способ нагрева жидкости с помощью ультразвука (Заявка РФ №97106275, МПК F 24 H 1/00, 1999), который включает режим кавитации и режим торможения жидкости. Режиму кавитации предшествует режим создания скоростной жидкостной струи, режим кавитации создается с помощью гидродинамических устройств, причем кавитационная каверна образуется при взаимодействии встречных потоков жидкости; режим торможения включает создание обратного потока, а ультразвуковая обработка жидкости проводится в зоне образования кавитационных пузырьков за хвостом каверны.

Недостатком способа является также неконтролируемое воздействие на продукт.

Наиболее близким техническим решением является способ и устройство для тепловой обработки текучих продуктов (Авт. свид. СССР №480762, МПК F 28 D 11/00, 1975), в котором обработку проводят с помощью тепла, подводимого через теплообменник к статору. Несомненным достоинством этого способа и устройства является то, что они пригодны для тепловой обработки высоковязких продуктов. Высокая вязкость и связанный с ней эффект прилипания продукта, обычно препятствующие нормальной его циркуляции, использованы, наоборот, для создания циркуляции, обеспечивающей требуемый теплообмен. Однако, как и в подавляющем большинстве используемых устройств, обработка в нем производится за счет тепла, подводимого через теплообменник. Поэтому при использовании этого устройства сохраняется опасность недопустимого локального перегрева продукта, которая ограничивает возможную скорость нагревания и производительность устройства.

Недостатком способа и устройства является необходимость жестко контролировать температуру теплообменника и ограниченная скорость нагрева, не гарантирующая требуемое качество продукта после тепловой обработки.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа тепловой обработки продуктов, который позволяет гарантировать состав продукта и его физико-химические свойства и обеспечить высокую скорость осуществления процесса без опасности ухудшения качества продукта.

Поставленная задача решается с помощью способа тепловой обработки текучих продуктов, в том числе проведения в них эндотермических процессов, включающего циркуляцию продуктов. Обработку проводят с помощью тепла, возникающего при жидком трении, которое создают путем механической принудительной циркуляции продукта в устройстве для тепловой обработки, по крайней мере, с одним механическим нагревателем, совершающим механическую работу над обрабатываемым продуктом, причем потребляемая механическая мощность устройства в диапазоне рабочих температур удовлетворяет требованию:

где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), - суммарная мощность тепловых потерь (Вт), - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i-том процессе (Дж/кг), - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с).

Устройство для тепловой обработки удовлетворяет требованию:

где Q - мгновенный массовый расход продукта через механический нагреватель (кг/с), W_H - механическая мощность, потребляемая нагревателем (Вт), а τ=Т-Т_о - максимальный допустимый перегрев продукта относительно температуры обработки (град).

Тепловую обработку проводят в устройстве с внутренней циркуляцией продукта или в устройстве с внешней циркуляцией продукта.

Поставленная задача решается также с помощью устройства для тепловой обработки продуктов, включающего технологическую емкость для тепловой обработки продуктов, нагревательный элемент, входные и выходные отверстия. Нагревательный элемент выполнен в виде, по крайней мере, одного механического нагревателя, совершающего механическую работу над обрабатываемым продуктом, связанного с приводом, причем потребляемая механическая мощность устройства для тепловой обработки в диапазоне рабочих температур удовлетворяет требованию:

где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), - суммарная мощность тепловых потерь (Вт), - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i-том процессе (Дж/кг), - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с).

Устройство для предотвращения местного перегрева продукта должно удовлетворяет требованию:

где Q - мгновенный массовый расход продукта через механический нагреватель (кг/с), W_Н - механическая мощность, потребляемая нагревателем (Вт), а τ=T-Т_о - максимальный допустимый перегрев продукта относительно температуры обработки (град).

Механический нагреватель может быть выполнен внутри технологической емкости или вне технологической емкости, и в этом случае для циркуляции продукта через него устройство для тепловой обработки дополнительно содержит технологические трубопроводы.

Механический нагреватель предпочтительно содержит роторно-диспергирующий аппарат, или роторно-пульсационный аппарат, или насос, или ускоритель потока: диафрагму, конфузор, сопло, эжектор и др., или гидродинамический тормоз, или высокоскоростную мешалку.

Устройство дополнительно содержит фильтр для отделения кусковых включений для обработки тех продуктов, в которых необходимо сохранить кусковые включения.

Предлагаемый способ тепловой обработки состоит в том, что над частью продукта любым известным техническим способом совершается механическая работа, которая преобразуется в кинетическую энергию продукта и при последующем торможении продукта об элементы устройства для тепловой обработки или оставшуюся часть продукта - в тепло. Таким образом, тепло создается механическим нагревателем только за счет механического создания принудительной циркуляции продукта, причем кавитация для тепловыделения не требуется.

Если тепловая обработка проводится с целью осуществления в продукте фазовых переходов первого рода (плавления, испарения и др.), эндотермических химических реакций или других эндотермических процессов, то ее проводят в устройстве с механическим нагревателем, потребляемая механическая мощность которого удовлетворяет условию:

При тепловой обработке, в которой отсутствуют фазовые переходы, , и потребляемая механическая мощность удовлетворяет условию:

где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), W_* - суммарная мощность тепловых потерь (Вт), - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i-том процессе (Дж/кг), М_i - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с).

По схеме организации принудительной циркуляции возможны различные варианты реализации предлагаемого способа:

1) тепловая обработка с внутренней циркуляцией;

2) тепловая обработка с внешней циркуляцией.

В зависимости от технологии получения того или иного продукта в схемах организации принудительной циркуляции используют один и более механических нагревателей, они могут быть одинаковыми или различными по исполнению.

Различные варианты реализации способа выполняются с применением различных устройств для тепловой обработки.

На фиг.1 приведена схема устройства для тепловой обработки по варианту 1, а на фиг.2 - по варианту 2.

Устройство для тепловой обработки с внутренней циркуляцией (фиг.1) включает емкость 1 для продукта с входными и выходными отверстиями (на фиг.1, 2 не показаны) и погруженный в нее механический нагреватель 2, соединенный с приводом 3. В качестве механического нагревателя может применяться любое устройство, создающее циркуляцию возле себя, например скоростная мешалка (миксер), или через себя, например роторный диспергатор, роторно-пульсационный аппарат или любой погружной насос.

Устройство для тепловой обработки с внешней циркуляцией (фиг.2) включает емкость 1 для продукта, механический нагреватель 2, соединенный с приводом 3. Циркуляция через механический нагреватель 2 идет по трубопроводам 4.

При тепловой обработке с внутренней циркуляцией механический нагреватель помещается непосредственно в технологическую емкость с продуктом и создает его циркуляцию (фиг.1). В результате воздействия механического нагревателя части продукта передается механическая энергия, и он приобретает высокую скорость и затем либо тормозится элементами самого нагревателя, либо выбрасывается (отбрасывается) в слабодвижущийся продукт и тормозится уже непосредственно об него. Результатом торможения является преобразование кинетической энергии движущегося продукта в тепло. Окончательный количественный результат такого преобразования зависит только от кинематических параметров организованной устройством принудительной циркуляции и в большинстве практически значимых случаев не зависит от реологических свойств самого продукта, что позволяет широко использовать этот способ тепловой обработки для самых разных по реологическим свойствам продуктов.

Устройство для тепловой обработки с внутренней циркуляцией (фиг.1) включает емкость 1 для продукта, и погруженный в нее механический нагреватель 2, соединенный с приводом 3. В качестве механического нагревателя может применяться любое устройство, создающее циркуляцию возле себя, например скоростная мешалка (миксер), или через себя, например роторный диспергатор, роторно-пульсационный аппарат или любой погружной насос.

При тепловой обработке с внешней циркуляцией механический нагреватель располагается снаружи емкости, и циркуляция через него осуществляется с помощью внешнего трубопровода. Таким образом, применяемый механический нагреватель организует циркуляцию через себя.

Устройство для тепловой обработки с внешней циркуляцией (фиг.2) включает емкость 1 для продукта, механический нагреватель 2, соединенный с приводом 3. Циркуляция через механический нагреватель 2 идет по трубопроводам 4.

Механический нагреватель, организующий циркуляцию через себя, может быть композитным и состоять из следующих основных элементов произвольной конструкции:

- нагнетатель 5 (насос или роторный диспергатор или роторно-пульсационный аппарат) - обязательный элемент, создающий принудительную циркуляцию;

- ускоритель потока 6 (диафрагма или конфузор, или сопло, или эжектор) -необязательный элемент, повышающий скорость потока за счет гидравлического напора;

- гидродинамический тормоз 7 типа диффузор или «преграда в потоке» - необязательный элемент, служащий для ускорения перехода механической энергии в тепловую (диссипации), успокоения потока и локализации области активного нагревания.

Для тепловой обработки продуктов с кусочными включениями устройство для тепловой обработки может включать также фильтр - отделитель 8 для отделения кусочных включений.

Для осуществления варки продукта по предлагаемому способу варочное устройство должно удовлетворять требованию:

где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), - суммарная мощность тепловых потерь (Вт), - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i-том процессе (Дж/кг), - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с).

При использовании этого способа тепловой обработки нагревание продукта в той или иной степени происходит во всех элементах гидравлической цепи по мере диссипации кинетической энергии продукта независимо от конкретного исполнения механического нагревателя устройства для тепловой обработки.

При тепловой обработке с внешней циркуляцией или с применением погружного механического нагревателя, создающего циркуляцию через себя, имеется опасность возникновения местного перегрева продукта в нагревателе. Для ее устранения необходимо, чтобы устройство для тепловой обработки удовлетворяло также требованию:

где Q - мгновенный массовый расход продукта через механический нагреватель (кг/с), w_н - механическая мощность, потребляемая нагревателем (Вт), а τ=Т-Т_о -максимальный допустимый перегрев продукта относительно температуры обработки (град).

Устройство для тепловой обработки работает следующим образом.

1. Устройство с внутренней циркуляцией продукта (фиг.1).

В емкость 1 загружают воду или другой необходимый для проведения процесса жидкий компонент. Предварительно определяют минимальную потребляемую механическим нагревателем механическую мощность. Путем циркуляции продукта через механический нагреватель 2, приводимый в движение от привода 3, в соответствии с технологией проведения процесса проводят обработку.

2. Устройство с внешней циркуляцией продукта (фиг.2).

Обработку проводят аналогично, только продукт циркулирует через трубопровод 4 с помощью нагнетателя 5. При необходимости механический нагреватель может содержать ускоритель потока обрабатываемого продукта и гидродинамический тормоз 7. Если обрабатываемый продукт имеет по технологии включения, то они при циркуляции обрабатываемого продукта задерживаются фильтром 8.

В нижеследующих примерах показана работа предлагаемых устройств для реализации способа.

Пример 1

Варка томатного кетчупа предлагаемым способом осуществляют по варианту с внутренней циркуляцией продукта.

Содержание воды в продукте - 85%. Фазовые переходы, а также экзо- и эндотермические реакции в продукте при варке на эффективной теплоемкости продукта практически не сказываются, поэтому теплоемкость продукта можно оценить величиной С=4 кДж /(кг·град);

По технологии приготовления максимальная температура варки составляет 95°С и длительность этой технологической стадии не более 20 мин. В устройство для тепловой обработки согласно рецептуре заливают горячую воду и загружают смесь исходных компонентов. Температура начала варки - 80°С, диапазон рабочих температур составляет 80-95°С. Перед выгрузкой готового продукта выдержка при температуре 90-95°С около 5 мин. Порция подвергаемого варке продукта m=50 кг.

Варку осуществляют в устройстве с механическим нагревателем 2 типа скоростной мешалки (миксера), схема устройства показана на фиг.1. В качестве привода 3 используется электродвигатель.

Естественное остывание указанной порции продукта в устройстве при температуре окончания варки (95°С) происходит с темпом примерно в 0,5 град/мин или 0,008 град/с, что соответствует оценочной мощности теплопотерь W*=1,6 кВт.

Общая длительность стадии варки - 20 мин. С учетом длительности горячей выдержки и затрат времени на загрузку-выгрузку время нагрева не должно превышать 10 мин, что соответствует темпу нагрева в 1,5 град/мин или =0,025 град/с.

Вычисление по формуле с использованием вышеперечисленных данных дает минимальную потребляемую нагревателем механическую мощность W=6,6 кВт. При к.п.д. электропривода 88% потребляемая электрическая мощность составит 7,5 кВт. Соответственно, установленная электрическая мощность электропривода должна быть не ниже 7,5 кВт, а конструкция и скорость вращения миксера должны обеспечивать мощность энергопотребления не ниже расчетного значения и не выше установленной мощности привода. В частности, миксер с приводом может потреблять по электрической мощности 8 кВт при установленной мощности 11 кВт.

Пример 2

Проведение пастеризации жидкого меланжа предлагаемым способом по варианту с внешней циркуляцией в устройстве, схематически показанном на фиг.2.

Как и в предыдущем примере, продукт имеет большое содержание воды.

Фазовые переходы и химические превращения в продукте отсутствуют, .

Пастеризацию продукта осуществляют при температуре 60±2°С в течение 20 мин. Допустимый перегрев продукта относительно температуры пастеризации (60°С) - τ=2 град.

Порция подвергаемого тепловой обработке продукта m=200 кг. Начальная температура продукта 25°С. Требуемое время достижения температуры пастеризации 30 мин.

Пастеризацию проводят в устройстве, схематически изображенном на фиг.2. В качестве нагнетателя 5 используют центробежный насос с электроприводом, в качестве ускорителя потока 6 и гидравлического элемента управления - регулируемый дроссель. Локализованный гидродинамический тормоз не используется, и торможение потока осуществляется конструктивными элементами устройства для тепловой обработки и за счет смешения. Поддержание температуры пастеризации в указанных пределах осуществляют путем многократных кратковременных включений механического нагревателя.

Оценка для мощности тепловых потерь дает значение =2 кВт. По приведенным требованиям скорость начального нагревания должна быть не ниже 1,17 град/мин или .

Вычисление по формуле дает минимальную потребляемую механическую мощность W=18,7 кВт. При к.п.д. электропривода 90% это соответствует потребляемой электрической мощности 21 кВт и допускает применение привода мощностью 22 кВт.

Применение формулы при W_Н=W (один нагреватель) для мгновенного массового расхода насоса дает минимальное значение Q=2,24 кг/с или 8 т/час.

Согласно полученным значениям в качестве нагнетателя выбираем одноступенчатый центробежный насос с приводом мощностью 22 кВт и подачей не менее 8 т/час. По характеристике выбранного насоса восстанавливаем действительные значения напора и мгновенного расхода Q при потребляемой электрической мощности 21 кВт. По значениям напора и расхода подбираем типоразмер и параметры дросселя и трубопроводов.

Пример 3

Непрерывную плавку парафина предлагаемым способом осуществляют по варианту с внешней циркуляцией в устройстве, схематически показанном на фиг.2. В качестве механического нагревателя применяется роторный диспергатор с электроприводом.

При тепловой обработке осуществляется один эндотермический процесс - плавление парафина. Плавку производят в стабилизированных по температуре условиях Твердый парафин подают прямо в емкость, а расплавленный отбирают из трубопровода ниже (по потоку) роторного диспергатора. По условиям плавки количество жидкого парафина в устройстве должно быть достаточным для нормальной его циркуляции и смывания твердой фазы.

Заданная производительность по жидкому парафину не менее 200 кг/час, что соответствует М=0,056 кг/с. Теплота плавления парафина q=147 кДж/кг.

Оценочная мощность теплопотерь плавильного устройства =1,5 кВт.

Вычисления по формуле дают минимальную механическую мощность W=9,7 кВт. При к.п.д. электропривода 88% это соответствует электрической мощности 11 кВт. Таким образом, скорость вращения роторного диспергатора, а также его конструкция и параметры гидравлической цепи должны обеспечивать потребление механической мощности 9,7 кВт, а электропривод должен иметь установленную мощность не менее 11 кВт.

Предлагаемый способ в любой из описанных выше реализации удобен для тепловой обработки однородных продуктов (в том числе растворов, эмульсий суспензий, пульп). Однако в ряде случаев необходимо обрабатывать продукт, имеющий кусковые включения, которые могут выводить из строя механический нагреватель либо создавать гидравлические заторы, нарушающие нормальный режим тепловой обработки и вызывающие снижение эффективности устройства или локальный перегрев продукта с возможным образованием нагара. Кроме того, даже при отсутствии перечисленных проблем пребывание в области высокоскоростного течения и соударения с частями механического нагревателя неизбежно приводят к измельчению кусков продукта, что может быть нежелательно по предъявляемым к продукту требованиям. Примером подобного продукта может служить варенье с кусочками фруктов.

Чтобы избежать перечисленных проблем тепловую обработку продуктов с кусковыми включениями по предлагаемому способу следует осуществлять с применением устройства, оснащенного одним или более дополнительным элементом - фильтром-отделителем кусковых включений. Назначение фильтра-отделителя - воспрепятствовать попаданию кусков в трубопровод, нагреватель и область высокоскоростного течения и исключить взаимное влияние кусков и нагревателя друг на друга.

Применение предлагаемого способа тепловой обработки при соблюдении требований, предъявляемых к механическому нагревателю и устройству, позволяет полностью решить проблему образования нагара, улучшить качество продукта за счет уменьшения его перегрева и при соответствующей мощности устройства существенно сократить время выхода на режим тепловой обработки без риска снижения качества продукта и без применения теплообменных устройств, сложных и габаритных, из-за требования большой площади поверхности теплообмена.

1. Способ тепловой обработки текучих продуктов, в том числе проведения в них эндотермических процессов, включающий циркуляцию продуктов, отличающийся тем, что обработку проводят с помощью тепла, возникающего при жидком трении, которое создают путем механической принудительной циркуляции продукта в устройстве для тепловой обработки, по крайней мере, с одним механическим нагревателем, совершающим механическую работу над обрабатываемым продуктом, причем потребляемая механическая мощность устройства в диапазоне рабочих температур удовлетворяет требованию

где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), - суммарная мощность тепловых потерь (Вт), - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i-том процессе (Дж/кг), - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство для тепловой обработки удовлетворяет требованию

где Q - мгновенный массовый расход продукта через механический нагреватель (кг/с), W_н - механическая мощность, потребляемая нагревателем (Вт), а τ=Т-Т_о - максимальный допустимый перегрев продукта относительно температуры обработки (град).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что тепловую обработку проводят в устройстве с внутренней циркуляцией продукта.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что тепловую обработку проводят в устройстве с внешней циркуляцией продукта.

5. Устройство для тепловой обработки продуктов, включающее технологическую емкость для тепловой обработки продуктов, нагревательный элемент, входные и выходные отверстия, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде, по крайней мере, одного механического нагревателя, совершающего механическую работу над обрабатываемым продуктом, связанного с приводом, причем потребляемая механическая мощность устройства для тепловой обработки в диапазоне рабочих температур удовлетворяет требованию

где W - потребляемая устройством тепловой обработки механическая мощность (Вт), - суммарная мощность тепловых потерь (Вт), - требуемая по технологии скорость нагрева продукта (град/с), С - теплоемкость продукта (Дж/(кг·град)), m - масса подвергаемого тепловой обработке продукта (кг), индексом i нумеруются эндотермические процессы, q_i - удельная теплота образования результирующего компонента в i-том процессе (Дж/кг), - требуемая скорость его образования при температуре осуществления эндотермического процесса (кг/с).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что удовлетворяет требованию

где Q - мгновенный массовый расход продукта через механический нагреватель (кг/с), W_Н - механическая мощность, потребляемая нагревателем (Вт), а τ=Т-Т_о - максимальный допустимый перегрев продукта относительно температуры обработки (град).

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что механический нагреватель выполнен внутри технологической емкости.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что механический нагреватель выполнен вне технологической емкости, и для циркуляции продукта через него устройство для тепловой обработки дополнительно содержит технологические трубопроводы.

9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что механический нагреватель содержит роторно-диспергирующий аппарат.

10. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что механический нагреватель содержит роторно-пульсационный аппарат.

11. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что механический нагреватель содержит насос.

12. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что механический нагреватель содержит ускоритель потока: диафрагму, конфузор, сопло, эжектор и т.п.

13. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что механический нагреватель содержит гидродинамический тормоз.

14. Устройство по п.7, отличающееся тем, что механический нагреватель содержит высокоскоростную мешалку.

15. Устройство по п.5, отличающееся тем, что дополнительно содержит фильтр для отделения кусковых включений.